[신화망 베이징 2월13일] 중국 과학자들이 새로운 3D 프린팅 기술 개발에 성공했다.
해당 기술은 불과 0.6초 만에 밀리미터 크기의 복잡한 구조물을 고해상도로 출력할 수 있어 기존 3D 프린팅 속도 기록을 뛰어넘었다. 이번 연구 성과는 12일 국제 학술지인 '네이처' 온라인판에 게재됐다.
3D 프린팅은 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있지만 '속도와 정밀도'의 문제는 그간 지속적으로 제기돼 왔다. 출력 재료와 프로브 간 정밀한 기계적 움직임은 정확도를 보장하는 반면 출력 속도가 느려 밀리미터 크기 물체를 고해상도로 출력하는 데 수십 분에서 몇 시간씩 소요돼 연구·생산 현장의 수요를 따라가기 어렵다는 지적이다. 여기에 기존 고속 3D 프린팅 기술은 용기 구조·재료 점도 등 다양한 제약 조건이 따른다는 한계도 있다.
다이충하이(戴瓊海) 교수가 이끄는 칭화(清華)대학 이미징·지능기술실험실 연구팀은 계산광학 분야에서 쌓아온 연구 역량을 토대로 계산광학을 활용해 고차원 홀로그래픽 라이트 필드를 제어함으로써 3차원 실체를 구현할 수 있음을 발견했다.
연구팀은 5년에 걸친 연구 끝에 다각도 라이트 필드의 고속 제어와 심도 확장을 위한 홀로그래픽 패턴 최적화 알고리즘 설계 등 핵심 난제를 잇따라 극복하며 '디지털 비간섭 합성 홀로그래픽 라이트 필드(DISH)' 3D 프린팅 기술을 독자 개발하는 데 성공했다.
실험 결과 DISH 기술은 밀리미터 크기의 복잡한 구조물을 단 0.6초 만에 가공할 수 있으며 최소 12㎛(마이크로미터) 크기의 정밀 구조물 출력도 가능한 것으로 확인됐다. 출력 속도는 초당 333㎣에 달한다.
우자민(吳嘉敏) 연구팀 부교수는 "이는 현재까지 알려진 3D 프린팅 기술 가운데 가장 빠른 속도"라며 "DISH 기술은 혁신적인 광학 시스템 설계를 통해 기존의 점·층별 스캔 방식이 가진 속도 한계를 뛰어넘어 짧은 시간 안에 복잡한 3차원 강도 분포를 정밀하게 투영함으로써 초고속 출력을 구현하는 데 성공했다"고 설명했다.
다이 교수는 DISH 기술이 관련 분야의 기술 고도화에 새로운 돌파구를 열어줄 것으로 전망했다. 공학 제조 분야에서 포토닉 컴퓨팅 소자·스마트폰 카메라 모듈 등 부품의 대량 생산은 물론 날카로운 각도와 복잡한 곡면을 지닌 정밀 부품 출력도 가능하다. 나아가 향후 플렉서블 전자 장치·초소형 로봇·고해상도 조직 모델 등 복잡한 시나리오의 확장 가능성도 내다봤다.
원문 출처:신화통신 한국어 뉴스 서비스
