[권태홍기자]3D 프린팅 제조기술은 세계가 주목하는 기술로서 주목을 받고 있다. 3D 프린팅이란 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양 그대로 찍어내는 기계를 일컫는 것으로, 어떤 제품의 아이디어든 설계도만 있으면 플라스틱은 물론 고무·금속·세라믹 등 150여 가지의 소재를 실물로 만들 수 있다. 최근 산업용 샘플에서 벗어나 시계·신발·휴대전화 케이스·자동차 부속품에 이르기까지, 3D 프린터는 21세기 첨단기술의 총아(?)로 손꼽히고 있다. 이처럼 세계가 주목하고 있는 3D 프린팅 제조기술과 인쇄전자 기술이 친환경·청정의 섬 제주에서 기술 혁명을 불러오고 있어 화제다. 제주대학교 최경현 교수 연구팀을 만나보았다.
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| 제주대학교 최경현 교수 ⓒKoreaNews |
한계점을 극복하는 프린팅 기술의 새로운 페러다임 제공
2012년 세계경제포럼(WEF)은 미래 10대 기술을 발표하며 3D 프린터를 두 번째로 꼽았다. 제러미 리프킨은 “3차 산업혁명의 특징은 누구나 기업가가 돼 혁신적 아이디어를 제품으로 만드는 것”이라며, 3D 프린터는 3차 산업혁명의 주인공이라 극찬하기도 했다. 3D 프린터가 주목받는 핵심 이유는 바로 재료가 가볍고, 필요한 소량만큼으로 낭비 없이 맞춤 생산이 가능하며, 제품 출시가 획기적으로 빨라진다는 점이다. 미래의 핵심기술로 세계가 경쟁적으로 연구개발에 몰두하고 있는 상황으로, 제주대 최경현 교수 연구팀은 지난 2005년도부터 인쇄전자 기술과 3D 프린팅 기술연구를 진행, 주목을 받아왔다. 국내 정전기력 잉크젯 프린팅 기술을 기반으로 한 친환경 첨단 인쇄 기술 개발을 선도해 온 것이다.
특히, 2011년 제주대학교 내 인쇄전자 센터를 설립하여 80여 편의 국제논문 발표와 30여건의 인쇄기술 관련 원천특허를 확보하였으며, 전기수력학적 잉크젯 프린팅 시스템, 정전기력 분무 기반의 박막코팅 시스템, 정전기력 기반의 롤투롤 프린팅 연속 공정 시스템을 개발하는 등 국내는 물론 세계적으로도 이목을 끌고 있다. 연구팀을 이끌고 있는 최경현 교수는 2011년 자랑스런 한국인으로 선정되기도 하였으며, 1999년부터 현재까지 제주대학교 교수 로 재직 중이다. 또한 2008년 지식경제부 청정분야 연구개발 세부 책임자로서 과제를 수행하였으며, 2009년 한국기계연구원-제주대학교 간 전자인쇄기술 연구 협력 센터 설립, 인쇄전자기술 국제 워크샵을 매년 개최 하고 있다. 2010년 제주대학교 연구 업적 평가에서 우수 교수상을 수상하는 등 원천기술 확보에 주력하고 있다.
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| ⓒKoreaNews |
최경현 교수는 “연구 성과는 기존 3D프린팅 및 인쇄전자의 장점을 결합하고 각 공정이 가지고 있는 한계점을 극복하는 프린팅 기술의 새로운 페러다임을 제공했다는 데 의의가 있다.”고 설명하며, “기존 공정기술로 접근하기 어려운 리페어 기술, 초미세 전극 형성 기술에 활용할 수 있음을 보임으로써 더 나아가 스마트 소재응용을 통해 3D 프린팅 기술을 넘어서 4D 프린팅을 이용한 첨단 프린팅 기술의 새로운 프레임을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 인쇄전자기술 연구를 수행하고 있는 학내 단일 연구실로서 한국은 물론 인도, 파키스탄, 등 다국적 연구원으로 구성되어, 소자 개발 및 평가 기술의 개발, OPV, OLED, Memristor, TFT 등 다양한 응용분야의 원천 기술을 개발하여 왔다.
또한, 최근 이러한 노력의 일환으로 3차원 적층 및 인쇄전자 헤드의 원천기술의 우수성을 인정받아 2014년 산업통상자원부가 지원하는 산업기술혁신사업의 지원으로 3차원 적층 공정 헤드 및 시스템 연구 개발에도 몰두하고 있다. 기존 인쇄전자 및 3D프린팅 기술은 단일 및 제한된 소재를 사용하는 기술 적용의 한계점을 가지고 있어 다양한 어플리케이션 개발 적용이 힘든 한계점을 가지고 있었다는 점에서 주목된다. 연구개발 사업을 통하여 개발되는 3차원 적층 공정 기술은 인쇄전자와 3차원 적층기술을 접목하여 기존의 3D 프린팅 소재(열 또는 광 경화성 수지)의 틀에서 벗어나 금속, 유·무기 소재를 아우르는 다양한 소재를 동시에 토출이 가능하며 서로 다른 이종 소재 기반의 통합형·초미세 3차원 적층용 통합 헤드 기술을 개발하여 기존 적용이 힘들었던 한계를 극복, 보다 다양한 분야에 적용이 가능하다는 설명이다.
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최 교수팀은 이번 연구를 통해 패턴 선폭 3um급의 초미세 전극 프린팅 기술을 구현하고, 다층구조의 3차원 적층 공정이 가능한 시스템을 개발함으로써 산업현장에서 요구되는 전극패턴 리페어기술과 더불어 3D 프린팅 기술에 인쇄전자기술을 내포하는 차세대 융복합형 프린팅 기술의 도입을 기대하고 있다.
