3D 프린팅이 또 다른 간극을 이어줍니다.
3D 프린팅의 영역이 건설 분야까지 끊임없이 확장되는 모습입니다. 얼마 전만 해도 세계에서 가장 높은 3D 프린팅 건축물을 다뤘는데, 오늘 소개해 드릴 프로젝트는 구조물을 새로 만드는 방식보다는 '보수 및 복원' 쪽에 초점을 맞추고 있습니다. 새로운 구조물을 제작하는 대신, 매사추세츠대학교 애머스트(University of Massachusetts at Amherst)가 MIT 연구원들과 협력하여 '콜드 스프레이(cold spray)'라는 3D 프린팅 기술을 활용한 교량 수리 공정을 개발했습니다.
콜드 스프레이는 기존 보(beam)에 새로운 강철 퇴적물을 추가하는 데 특화된 3D 프린팅 기술입니다. 부식이 진행된 보가 이러한 부가적 처리(additive treatment)의 잠재적 대상이 될 수 있습니다. 다만, 이 기술은 아직 초기 개발 단계에 머물러 있습니다. 현재 실제 교량에 적용되고 있지만, 구조물이 실제 사용 환경에서 얼마나 잘 견디는지는 교체가 이루어진 후 종합적인 평가가 필요할 것입니다.
콜드 스프레이 공정의 작동 원리: 분말 강철 사용
최근 MIT 웹사이트에 공유된 게시물에 따르면, 콜드 스프레이 공정은 압축 가스를 사용하여 분말 강철 입자를 가열하고 가속시키는 방식으로 작동합니다. 이 기술은 전문 기술자가 강철 층을 겹겹이 쌓아 올리며 수동으로 적용해야 하며, 원하는 크기에 도달할 때까지 이 과정이 지속됩니다.
코넬(Cornell) 연구에 따르면 수중 3D 프린팅은 해양 구조물을 현장에서 구축하거나 수리하는 데 활용될 수 있습니다
MIT 개발 3D 프린터는 단일 공정으로 완전히 기능하는 전기 모터를 출력할 수 있습니다
하버드 연구원들은 소프트 로보틱스(soft robotics)를 위한 새로운 3D 프린팅 방법을 개발했습니다
이 연구팀은 매사추세츠주 그레이트 배링턴(Great Barrington, Massachusetts)에서 향후 몇 년 내에 해체될 예정인 교량을 발견했습니다. 이는 연구원들에게 부식된 교량 부분을 대상으로 자신들이 개발한 구조물의 내구성을 테스트할 절호의 기회를 제공했습니다. 교량이 철거되면, 연구진은 콜드 스프레이 처리가 이루어진 후 부식 상태가 멈추었는지, 아니면 오히려 악화되었는지를 확인할 수 있습니다.
콜드 스프레이 기술은 잠수함, 선박, 심지어 항공기와 같은 다양한 물품을 수리하는 데에도 사용되어 왔습니다. 즉, 강철로 제조가 가능한 거의 모든 영역에 적용될 수 있다는 의미입니다. 이 콜드 스프레이 프로젝트가 특히 독특한 점은, 특히 운행 중인 교량처럼 움직이기 매우 어려운 대형 구조물에 적용된다는 점입니다. 그럼에도 불구하고, 명확한 목표가 있다면 프로젝트를 위해 최고의 3D 프린팅 장비를 갖추는 것이 큰 도움이 됩니다. 이에 연구팀은 교량 현장으로 직접 가져가 수리를 진행할 수 있는 콜드 스프레이 시스템을 자체 개발했습니다.
이 기술은 여전히 초기 단계에 있기 때문에, 교량 보에 구조적인 안정성을 제공하는 데 얼마나 효과적일지는 판단하기 어렵습니다. 당분간은 저희가 한발 물러나 이 기술의 개발 노력과 그 인상적인 측면 자체에 주목하며 지켜보는 것이 좋을 것 같습니다.
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