[와우! 과학]3D 프린터의 진화…머리카락보다 가는 금속 출력

3D 프린터 기술은 21세기 연금술로 불리면서 여러 분야에서 주목을 받고 있습니다. 물론 초창기 기술들이 그렇듯이 거품 논란도 적지 않지만, 점차 적용 범위를 늘려나가면서 활용도가 높아지는 것도 사실입니다. 특히 최근에는 플라스틱 이외에 금속처럼 다양한 소재들을 출력할 수 있게 되면서 더 주목을 받고 있습니다.

금속 3D 프린터 기술은 아직은 활용도가 높지 않은 초기 기술이지만, 우주 항공 산업은 물론 의료나 정밀 기기 산업에서 미래 기술로 주목받고 있습니다. 이미 나사는 금속 3D 프린터로 출력한 로켓 엔진의 연소 실험을 진행 중이고 GE 같은 제트 엔진 제조사도 3D 프린터로 출력한 부품을 엔진에 도입하는 연구를 진행 중입니다.

금속 3D 프린터 기술을 적용하면 복잡한 내부구조를 지닌 부품도 한 번에 출력할 수 있다는 점이 가장 큰 장점입니다. 여기에 더해서 현재 개발되는 새로운 기술을 활용하면 과거에는 가능하지 않았던 초미세 금속 제품 제조가 가능할지 모릅니다.

스위스의 취리히 연방 공과대학(ETH Zurich)의 과학자들은 인간 세포보다 약간 큰 크기의 초미세 금속 3D 프린터 출력 기술을 공개했습니다. 이들이 선보인 구리 구조물은 크기가 15~35㎛(마이크로미터)에 불과할 만큼 작습니다. 즉 사람 머리카락 굵기보다 훨씬 작은 것이죠.

이렇게 작은 금속 3D 출력이 가능한 이유는 FluidFM이라고 불리는 새로운 기술 덕분입니다. 마이크로피펫이라는 장치로 두께 800nm에서 5㎛ 크기의 황화구리 용액(copper sulphate solution)을 분사한 후 전류를 흘려 화학 반응을 일으키면 고체 금속 상태의 구리가 되는 것을 응용한 기술입니다.

연구팀은 이 방식을 이용해서 초미세 구리 구조물을 출력하는 것은 물론 구리 이외에 다양한 합금을 출력하는 방식을 연구하고 있습니다. 미래에는 이런 방식으로 마이크로 로봇이나 혹은 초미세 금속 부품을 출력하는 날이 올지도 모르겠습니다.

아직은 개발 중인 기술이지만, 현미경적으로 보이는 금속 제품을 출력하는 것을 보면 최첨단 기술의 진보가 정말 빠르게 일어나고 있다는 것을 새삼 느끼게 합니다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com