3D 프린팅은 구매하지 않고도 간단하고 구체적인 품목을 만드는 가장 효율적이고 저렴한 방법 중 하나가 되었습니다. 그러나 3D 프린팅은 어떤 면에서는 비용을 절약할 수 있지만 아마도 틈새 시장에 가깝고 전반적으로 대중이 널리 받아들이지는 않습니다. 그러나 일본 히로시마 대학의 엔지니어들이 개발한 텅스텐 카바이드-코발트(WC-Co) 초경합금 덕분에 모든 것이 바뀔 수 있습니다.
초경합금은 3D 프린팅이라고도 알려진 적층 제조를 통합한 대학에서 수행된 새로운 연구의 직접적인 결과입니다. 이 공정은 이전에 만들어진 것보다 더 효율적으로 새로운 금속을 생산하여 낭비를 줄이는 동시에 비용을 절약합니다. 그러나 3D 프린팅된 WC–Co의 가장 인상적인 점은 금속의 경도로, 비커스 경도(HV) 척도가 1,400 이상입니다. 이는 최대 800HV에 달하는 마르텐사이트 스테인리스강과 1,000HV에 도달할 수 있는 공구강을 포함한 많은 일반 강철보다 훨씬 단단하다는 것을 의미합니다.
1,400HV는 3D 프린팅된 금속을 완전히 녹이는 대신, 구성 요소를 부드럽게 함으로써 달성되었습니다. 이를 통해 새로운 금속은 우수한 경도와 구조적 완전성을 유지할 수 있으며 이는 향후 응용 분야에 중요합니다. 이러한 응용 분야에는 균열 수리 및 기존 구조물의 인성 향상이 포함될 수 있습니다. 히로시마 대학의 연구는 국제 내화 금속 및 경질 재료 저널(International Journal of Refractory Metals and Hard Materials) 2026년 4월호에 게재될 예정입니다.
3D 금속 프린팅의 실제 사용 사례
금속 적층 제조(MAM)라고도 알려진 전통적인 3D 금속 프린팅은 레이저 또는 전자 빔을 금속 분말과 융합합니다. 그런 다음 해당 물질은 3D 디지털 모델을 가이드로 사용하여 한 번에 한 레이어씩 항목을 구성하는 데 사용됩니다. 이를 통해 사용자는 프로젝트에 필요한 금속만 활용하면서 사용자 정의할 수 있는 복잡한 모양을 만들 수 있습니다. 3D 프린팅은 강철, 코발트 크롬, 알루미늄, 티타늄을 포함한 다양한 금속으로 수행할 수 있습니다.
MAM은 항공 및 우주항공을 포함한 여러 산업 분야에서 사용되고 있습니다. 세계 최대 엔진 중 하나인 General Electric의 GE9X와 같은 엔진 부품은 가벼워야 하기 때문입니다. 3D 프린팅 부품을 사용하여 기존 부품을 수리하거나 새 부품을 만들 수 있는 위성 및 우주선과 같은 보다 복잡한 구조물에도 활용할 수 있습니다. 미군은 항공기 부품에도 3D 프린팅 기술을 사용하고 있으며, 다른 목적으로도 더 크고 복잡한 장비를 생산하고 있습니다.
그러나 MAM은 경량 승용차 부품을 만드는 데 사용될 수 있기 때문에 일상적인 상황에서 사람들에게 영향을 미칩니다. 3D 프린팅 프로세스는 자동차 디자이너가 이전보다 더 효율적이고 빠른 속도로 작업할 수 있도록 도와줍니다. 3D 프린팅은 정형외과 임플란트 제작을 비롯한 다양한 의료 응용 분야에도 사용될 수 있습니다. 크라운이나 브릿지 같은 치과 임플란트도 프린팅할 수 있으며, 각 부품은 환자의 특정 요구 사항에 따라 완벽하게 맞춤 설정할 수 있습니다.
