금속 안에 진동·온도 센싱 및 블루투스 칩을 삽입해 금속 부품 상태를 실시간으로 관측이 가능하다. 재료연구소 제공

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국내 연구진이 반도체 칩을 3D 형상의 금속 부품 내부의 원하는 위치에 삽입하는 기술을 선보였다.

재료연구소는 분말세라믹연구본부 3D프린팅소재연구센터 유지훈 센터장 연구팀이 세계 최초 금속과 반도체가 융합된 지능형 금속 부품을 3D프린팅 기술로 제조하는 데 성공했다고 6월 30일 밝혔다.

금속이 녹을 정도의 '주조' 공정에서는 반도체와 같은 부품을 공정 중간에 적용하는 건 거의 불가능했다. 연구진은 고출력 레이저를 통한 금속 3D프린팅 공정을 주목했다. 연구진은 3D프린팅으로 반도체 부품의 삽입 위치에 열보호 형성층을 통해 레이저의 직접적인 조형을 회피하는 방법을 사용했다. 이렇게 해서 스테인리스, 티타늄, 초내열 금속 등 금속 소재 부품 내부의 일부가 IC칩으로 구성되도록 하는 데 성공했다.

기존 금속 부품 내부상태 관측을 위한 기술은 대부분 광섬유 형태의 온도 또는 압력센서 적용에만 국한돼왔다. 하지만 이번 금속-반도체 융합기술은 다양한 센서, 마이크로프로세서, 블루투스·와이파이 모듈 등의 정보통신기술(ICT) 또는 사물인터넷(IoT) 기술과 금속 부품이 융합할 수 있도록 하는 기술을 세계 최초로 구사한 것이다.

이 기술을 통해 대부분 금속으로 이뤄진 장치를 물리적인 분해나 접촉, 확인 없이 금속 상태 데이터를 원거리에서도 정밀하게 분석 또는 예측이 가능하다. 연구진은 조선, 자동차, 국방 산업 등 금속으로 이뤄진 기존 기계 시스템의 초연결화 및 지능화에 그 파급 효과가 더욱 클 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 한동대학교 기계제어공학부 정임두 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 얻었으며 제조부문 세계 최고 학술지인 '애디티브 매뉴팩처링'에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

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