차세대 3D 프린팅 티타늄 합금 ㅣ 세아, 국내 최초내열합금 기술 개발 Stronger, 30% cheaper next-gen 3D-printed titanium alloy developed for aerospace use

Stronger, 30% cheaper next-gen 3D-printed titanium alloy developed for aerospace use

The team has created a new 3D-printed titanium that’s about a third cheaper than standard titanium alloys.

​

Engineers at Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) have developed a new type of 3D-printed titanium alloy that is significantly cheaper and stronger than the current industry standard.

https://interestingengineering.com/innovation/next-gen-3d-printed-titanium-alloy-developed

​

항공우주용으로 개발된,

더 강하고 30% 더 저렴한 차세대 3D 프린팅 티타늄 합금

​

이 팀은 표준 티타늄 합금보다 약 3분의 1 정도 저렴한 새로운 3D 프린팅 티타늄을 개발했습니다.

​

멜버른 왕립 공과대학(RMIT)의 엔지니어들은 현재 산업 표준보다 훨씬 저렴하고 강한 새로운 유형의 3D 프린팅 티타늄 합금을 개발했습니다.

​

"이 기둥형 미세 구조를 피하는 더욱 비용 효율적인 공식을 개발함으로써, 우리는 3D 프린팅의 광범위한 채택을 막는 두 가지 주요 과제를 해결했습니다."라고 이 연구의 주저자이자 RMIT 첨가 제조 센터(RCAM)의 박사 과정생인 라이언 브룩이 말했습니다.

​

"우리는 균일한 결정립 구조를 가진 티타늄 합금을 생산할 수 있었을 뿐만 아니라, 비용을 절감하는 동시에 합금을 더욱 강하고 연성 있게 만들었습니다."

​

3D 프린팅 티타늄의 광범위한 채택을 위해

새로운 합금은 일반적으로 사용되는 티타늄 합금(예: Ti-6Al-4V)보다 생산 비용이 약 3분의 1 정도 저렴합니다.

​

연구팀은 점점 더 비싼 원소인 바나듐을 더 쉽게 구할 수 있고 비용이 저렴한 재료로 대체함으로써 3D 프린팅 티타늄 의 광범위한 채택을 방해하는 주요 장벽을 해결하는 획기적인 성과를 달성했습니다 .

​

연구진은 보도자료를 통해 "연구팀의 합금은 상업적 이유로 공개되지 않았지만 표준 티타늄보다 생산 비용이 29% 저렴하다"고 밝혔다 .

​

이러한 발전은 항공우주 및 의료기기 산업에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

테스트 결과 성능이 향상된 것으로 나타났습니다.

RMIT University

새로운 합금을 테스트한 결과, 기존 3D 프린팅 티타늄보다 강도와 성능이 향상된 것으로 나타났습니다. 중요한 점은 이 소재의 설계가 일부 3D 프린팅 금속에서 흔히 발생하는 기계적 특성 불균일을 야기할 수 있는 기둥 모양의 미세 구조 형성을 방지한다는 것입니다.

​

최근 CSIRO의 ON Prime 프로그램을 통해 시장 검증을 완료한 브룩은 업계 관계자들이 재료 과학 분야에서 단순한 개선이 아닌 "완전한 도약"이 필요하다는 점을 분명히 했다고 언급했습니다. "그것이 바로 우리가 여기서 이룬 것입니다."라고 그는 덧붙였습니다.

​

또한 이 연구에서는 3D 프린팅의 독특한 요구 사항에 맞춰 금속 합금을 설계하기 위한 새로운 프레임워크를 제시합니다.

​

브룩은 "3D 프린팅은 더 빠르고 낭비가 적으며 더 맞춤화된 생산을 가능하게 하지만, 우리는 여전히 Ti-6Al-4V와 같은 기존 합금에 의존하고 있어서 이러한 잠재력을 완전히 활용하지 못하고 있습니다."라고 설명했습니다.

​

"마치 비행기를 만들어 놓고도 여전히 거리를 돌아다니는 것과 같아요."

연구팀은 이 새로운 프레임워크가 적층 제조의 한계를 넓히는 데 도움이 될 것이라고 믿고 있습니다.

​

https://interestingengineering.com/innovation/next-gen-3d-printed-titanium-alloy-developed

세아그룹의 초내열합금 기술 개발은 국가 안보 리스크를 줄이고 ‘소재 주권’을 확보하는 중요한 계기가 될 것으로 전망된다. 초내열합금을 포함한 특수합금은 대부분 아직 국산화를 이루지 못해 해외 국가의 수출 제한조치 등에 무방비한 상태로, K방산 생태계의 ‘약한 고리’로 지목돼 왔다.

​

세아창원특수강은 이달 말 한화에어로스페이스에 항공기 엔진 부품인 ‘터빈 엔진용 리테이너’에 들어가는 초내열합금 소재 시제품을 공급할 예정이다. 이번 공급 건 외에도 세아창원특수강은 올해 1월 두산에너빌리티와 함께 1650도를 견디는 ‘극고온용 초내열합금’ 기술 개발에도 성공했다. 해당 소재는 발전용 가스터빈 디스크(고온·고압 연소가스로부터 전달되는 힘을 받아 회전축으로 전달하는 부품)에 쓰이게 된다.

​

초내열합금은 극한의 온도와 압력을 견뎌야 하는 우주 발사체·항공기 엔진·원자로 가스터빈 등의 핵심부품 소재로 사용된다. 기술 진입장벽이 높아 미국·일본·EU 등 일부 국가만 자체 생산 기술을 보유하고 있고, 국산은 방산 업종에서 요구되는 내열성과 강도를 충족하지 못해 특히 외산 의존도가 높았던 소재다.

​

초내열합금 기술 개발은 특히 방산 분야에서 외산 소재에 대한 의존도를 줄일 것이라는 큰 의미를 갖는다. 앞서 코로나19 팬데믹 당시 일본 정부는 한국, 중국 등에 대해 핵심소재 수출 규제를 강화했고, 산업통상자원부는 국내 산업 피해를 최소화하기 위해 소재 국산화를 주요 국책과제로 추진했다. 여기에 세아그룹이 한화에어로스페이스·두산에너빌리티 등과 컨소시엄을 맺어 참여해 이번 기술 개발로 결실을 맺게 된 것이다.

https://www.mk.co.kr/news/business/11395432

​