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[인터뷰]호서대학교 ‘Archelon’, 레이저 각인기 기능이 포함된 FDM 방식의 3D프린터 개발

입력 : 2020.02.18 17:48

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[첨단 헬로티]


제11회 대학생 공작기계 창의아이디어 공모전 우수상 수상작 


팀명 : ‘Archelon’

학교명 :호서대학교(장선준 교수, 손정현, 양연재, 이성한, 허승우)

멘토기업 : CS CAM



Q : 안녕하세요, 장선준 교수님. 손정현 학생. 지난 공모전에서 우수상을 수상하신 소감 한 말씀 부탁드립니다. 


장선준 교수(이하 장) : 제가 학생들에게 강조했던 건 포트폴리오였습니다. 학교를 졸업하고 취업을 준비할 때 학생들의 특성을 나타내는 실적을 쌓는 것이 중요하거든요. Archelon 팀에 소속한 친구들은 지난 11회 공작기계 창의 아이디어 공모전을 놓치지 않고 준비했습니다. 이 자리를 빌려 학생들에게 다시 한 번 축하한다는 말을 전하고 싶습니다. 


Q : 수상 기술인 ‘레이저 각인기 기능으로 성능이 향상된 FDM 방식의 3D프린터’에 대한 소개를 부탁드립니다. 


손정현 학생(이하 손) : FDM 3D프린터의 고질적인 문제는 출력물의 품질이 균일하지 않아 신뢰성이 떨어진다는 점이죠. 현재 보편화 한 3D프린터 가공방식인 FDM(Fused Deposition Modeling)은 필라멘트를 녹이며 적층하는 방식으로써 강도와 내구성이 약하고 출력물 표면의 거칠어 2차 가공작업이 필요합니다. 


▲호서대학교 기계자동차공학부 장선준 교수


Archelon 팀은 이러한 단점을 보완하고 3D프린팅 출력뿐 아니라 2D 레이저 각인 및 절단기로도 활용이 가능한 3D프린터에 대한 아이디어를 구상했습니다. 레이저의 용도는 주로 마킹이나 커팅 위주인데, 레이저를 3D프린터에 접목한다는 건 색다른 아이디어였습니다. 


이후 팀은 기존의 저가형 3D프린터에 모듈을 설치해 저렴한 비용으로 프린터의 성능을 증가시키고자 프로젝트를 시작하게 됐습니다. 3D프린터에 내장된 레이저는 멘토기업인 CS CAM에서 지원받았습니다. 


▲'2019 대학생 창업 유망 팀 300'에 선발된 손정현 학생(왼쪽에서 네번째)과 Archelon 팀


Q : 기존 FDM 3D프린팅 방식과 어떤 차별점이 있나요?


장 : 이 기술은 우선 레이저 모듈을 3D프린터 노즐 끝을 향하도록 설치합니다. 노즐 끝에서 나오는 필라멘트와 만나는 출력물 주변을 가열시켜 다시 용융상태로 만들고, 납땜과 비슷한 원리를 이용해 용융된 필라멘트의 결합을 진행합니다. 이를 통해 사용자는 더 견고한 출력물을 만들고 레이저 모듈이 부착돼 있기에 레이저 각인 및 절단기로도 활용할 수 있습니다. 


Q : 제작 과정에 대한 이야기를 더 듣고 싶습니다. 


손 : 공모전에 참여한 학생들은 3D프린터 제작을 위해 창업동아리에 가입해 200만 원, 공학교육혁신센터에서 100만 원을 수주했습니다. 이후 수기 스케치, 모델링 등을 통해 구체적인 외형을 잡아가며 필요한 부품을 구입 및 3D프린팅을 진행했죠. 한편, 3D프린터의 프레임은 상상이상 프린팅의 ‘fineunit 300’을 구입 후 조립 및 변경해 사용했습니다. 


Q : 이 기술이 산업 현장에 적용된다면, 어떤 업무 효율성을 얻을 수 있을까요? 


손 : FDM 방식이 가진 장점에 높은 강도와 내구성이 더해진 제품이 만들어질 것입니다. 현재 3D프린터의 용도가 대부분 시제품을 생산하는 용도지만, 강성에 대한 요구가 충족된 제품은 다양한 산업 분야에 적용될 수 있을 겁니다. 다만, 재료 원가에 대한 절감이 필요하고, 적절한 레이저 강도를 찾아야 한다는 과제가 남아 있습니다. 


Q : 학생들을 지도하면서 기억에 남는 에피소드는 무엇이었나요?


장 : 아이디어를 구체화 하는 과정은 쉽지 않았습니다. 무엇보다 가공을 거친 출력물의 강성을 확인해야 하는 작업이 있었고, 이를 위한 테스트가 필요했습니다. 마땅한 테스트 장비가 마땅한 게 없어서 고민하던 찰나에 인장실험을 위한 재료시험기가 학교에 있다는 것을 알게 됐습니다. 


마침 사용하는 사람이 없었던 장비였기에 다시 재정비할 필요가 있었습니다. 엔지니어에게 수리를 부탁했고, 이후 인장실험을 진행하는 과정에서 학생들과 공조할 수 있었던 시간이 기억에 남습니다. 


▲2019 청년창업 JOB 페스티벌 로드쇼 참가


Q : 끝으로, 향후 관련 기술 혹은 본 학과 학생들과 예정된 계획이 있다면 말씀 부탁드립니다. 


장 : Archelon 팀은 지난 공모전 활동을 통해 창업지원단 팀까지 구성해 현재 창업동아리로 활동 중입니다. 지난해 8월에는 ‘전국 대학생 창업 유망팀 U300’에 선발돼 세종 정보컨벤션센터에서 진행된 출정식에도 참여했었죠. 


이뿐 아니라 교내 창업팀 로드쇼에도 참여했습니다. 학생들은 하나의 공모전을 통해 단순한 공모전 출전이 아닌 창업의 길까지 열어줄 수 있는 특별한 경험을 할 수 있었습니다. 팀명인 Archelon(원시바다거북이)처럼 더딘 걸음일지라도 매 순간 배우고 성장하는 학생들을 보며 항상 응원합니다. 

/서재창 기자(prmoed@hellot.net)

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