ICT/융합

중국과학원, 액체 금속 쾌속 제작기술 제기

발행일 : 2014 / 11 / 04

최근 중국과학원 理化기술연구소(IPC) 저온 생물과 의학연구팀은 액체금속 연구를 기반으로 액상 3D프린팅 및 기능성 전자소자의 쾌속 제작 발전을 촉진했다.

지금까지 금속 3D프린팅의 주요 재료는 고융점 금속이며, 고온 용융성형이나 레이저 분말 소결의 방식으로 적층제작을 실현하고 공기를 이용해서 냉각시킨다. 이러한 방식은 냉각 및 응고 속도가 느리고 원가가 높은 문제점을 지니고 있다.

이에 연구팀은 실온에서 전도 금속 소자를 제조하는 액상 금속 3D프린팅 방법을 제기했다. 관련 연구는 Science China Technological Sciences(Wang and Liu, Vol. 57, pp. 1721, 2014)에 발표됐고, phys.org, asianscientist, eurekalert, nanowerk, softpedia, spacedaily, 3ders, facebook 등에 의해 보도되거나 평가됐다.

논문 『Liquid phase 3D printing for quickly manufacturing conductive metal objects with low melting point alloy ink』에서 저자들은 액상 냉각 환경에 3D프린팅을 실현하는 방법을 제기했다. 새로 개발한 차세대 금속잉크를 활용해 물, 알코올 등 용액에 3D금속 부품을 제조했다.

전통 3D프린팅에 금속과 보통 잉크 용점의 차이로 인한 연결 문제를 제결하기 위해 연구팀은 각각 다른 기능의 재료의 상용성과 동시 프린팅 가능성을 실험해 기능 소자를 직접 제조할 수 있는 전기기계 혼합 3D프린팅기술을 개발했다. 관련 논문은 Science China Technological Sciences (Wang and Liu, Vol. 57, doi:10.1007/s11431-014-5657-3, 2014)에 발표됐다.

논문 『Compatible hybrid 3D printing of metal and nonmetal inks for direct manufacture of end functional devices』에서 저융점 금속잉크(전자소자 제조)와 비금속잉크(지탱이나 절연 패키지 회로기판 제조)를 이용해 기능 소자를 교대로 프린팅, 조립하는 실시가능성을 입증했다. 이외에 연구팀은 액체 금속 인쇄 전자학기술 발전을 촉진했다.

지난 10여 년 동안 연구팀은 실온이나 저융점 액체 금속 이론과 기술을 개발하고 시리즈 액체 금속 전자프린터 및 3D프린터장비를 개발하고 관련 기업에 적용했다.