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○ 각종 산업기기의 고성능화를 달성하기 위해 사용부재는 고강도화와 함께 고도의 내식성, 내마모성, 내열성 등의 다양한 특성이 요구되고 있다. 용사공정과 오버레이공정은 이와 같은 요구과제의 해결책으로 부재의 내부와 표면에서 기능을 분담하여 재료시스템으로써 요구사항을 만족시키는 일종의 신소재 창제 기술이다.

 

○ 오버레이기술에서 발전한 금속적층 조형기술은 금속의 3D 프린팅기술로 각종 고융점 금속의 조형이 가능하고 다른 방법으로는 실현할 수 없는 내부에 공간을 많이 포함한 복잡한 형상의 조형이 가능하여 세계적으로 항공우주, 석유, 가스나 의료업계 등 많은 산업에서 도입이 확대되고 있다. 이 기술은 복잡한 기하학적인 형상을 빠른 속도로 조형할 수 있고, 제품의 정밀도와 가격절감을 실현할 수 있어 제조업의 패러다임 전환을 가져올 가능성이 있는 기술로 인식되고 있다.

 

○ 이 해설은 지난 2013년부터 2014년 상반기까지 1년간에 걸쳐 일본에서의 용사법과 오버레이기술의 발전 동향을 일본용접학회에서 분석한 내용이다. 공정별로는 냉간 스프레이(Cold spray)법, 대기 플라즈마 용사법에 관한 연구가 활발하고, 대상재료로는 차열코팅에 이용되는 ZrO2, 절연재료로 Al2O3, 광촉매용으로 TiO2 등의 산화물 세라믹 코팅, 생체용 재료인 하이드록시 아바타이트 용사피막재료의 실용화연구가 진척되고 있다. 적층조형기계는 지금까지 독일 등 유럽제품이 시장을 장악하고 있으나 일본에서도 레이저광 적층복합가공기가 개발되어 있고, 레이저 클래딩의 실용화 연구가 진행되고 있다.

 

○ 우리나라는 그동안 자동차, 조선, 기계, 전자산업 등 제조업 분야에서 눈부신 성장을 이루해 왔다. 그러나 최근 들어 중국의 제조업기술의 발전, 일본의 엔화가치 하락, 미국의 세일가스 개발과 같은 외적 환경변화에 따라 제조업 경쟁이 매우 어려워지고 있으며, 이러한 환경은 가까운 시일 안에 개선될 가능성 보이지 않는다. 따라서 이를 극복하기 위해서는 제조업에서 레이저를 이용한 생산 가공기술과 3D 적층조형기술과 같은 고도 기술의 적극적인 도입과 개발이 시급히 요구되고 있다.

출처: REseat






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