에펠탑도, 생각하는 사람도 '3D프린팅'…60초면 뚝딱뚝딱

UNIST 정임두 교수팀, 디스펜싱 체적제조 기술개발

[울산=뉴시스] 울산과학기술원(UNIST) 정임두 교수(왼쪽)와 전홍령 연구원. (사진=UNIST 제공) 2026.04.29. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[울산=뉴시스] 구미현 기자 = 국내 연구진이 60초마다 3차원 마이크로 구조물을 연속적으로 인쇄할 수 있는 새로운 체적 적층 제조 기술을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 정임두 교수팀은 3차원 인쇄를 한층 단위가 아닌 불륨 단위로 하고 연속 공정으로 다양한 형상을 빠르게 제조할 수 있는 '디스펜싱 체적 3D 제조(Dispensing Volumetric Additive Manufacturing)' 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

디스펜싱 체적 3D 프린팅 기술은 피펫 끝에 맺힌 액체 원료 방울에 빛을 쏴 원하는 모양대로 굳혀(경화) 형상을 만드는 방식이다. 형상이 다 경화되면 공기압으로 피펫에서 액체 방울을 밀어내고 새로운 액체 방울을 만든다. 한번에 형상 전체 볼륨을 만들 수 있어 제작 시간을 크게 단축할 수 있다. 층을 매끄럽게 다듬기 위한 별도의 후처리도 필요없다.

기존에도 형상을 한 번에 만드는 체적 3D 프린팅 기술들이 있었지만 다수 부품을 연속적으로 대량 생산하기 어려웠다.

[울산=뉴시스] 회전형 액적 기반 볼륨 프린팅 기술 원리와 연속 공정 개요 (사진=울산과학기술원 제공) 2026.04.29. [email protected]   *재판매 및 DB 금지

연구팀은 수지가 담긴 별도의 용기 대신 유리 피펫에서 분사되는 단일 수지 방울 내에서 인쇄와 배출이 이뤄지는 DVAM 기술을 개발했다. 수지 방울 자체가 인쇄 볼륨 역할을 하며 회전하는 동안 단면 조사를 통해 용기와 굴절률 매칭 매질 없이도 수지 전체를 균일하게 경화시킬 수 있다. 인쇄 후 경화된 구조물은 기판 위로 배출되며 다음 방울이 즉각적으로 공급돼 고속 연속 생산이 가능하다.

이번 기술을 바탕으로 '에펠탑'이나 '생각하는 사람'과 같은 복잡한 구조를 프린팅할 수 있다. 프린팅 시간 및 프린팅 외 작업 시간을 포함해서 10분 안에 각기 다른 10개 형상들 제조가 가능하다. 구조물 하나를 만드는데 걸리는 시간은 60초 내외였다.

정 교수는 "맞춤형 제조가 가능한 3D 프린팅 기술의 경우 느린 제조 속도가 항상 단점으로 지적됐다. 기존 광경화 방식에서 벗어나 전체 볼륨을 한번에 생산하고 이때 발생하는 광학적 왜곡 한계를 인공지능 기술로 해결했다"며 "이제는 원하는 형상을 제조하기 위해 오래 기다릴 필요 없이 즉석에서 수십초 내에 만들 수 있는 시대가 됐다"고 말했다.

연구 결과는 재료 과학 분야 세계적 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난달 21일 온라인에 게재됐다.


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