KAIST의 DLP 3D 프린팅 재료는 왜 점도와 신축성을 함께 맞춰야 했을까
KAIST 연구진이 쓴 DLP 재료는 빛으로 굳힌 뒤 잘 늘어나야 했지만, 인쇄 전 액체 상태에서는 충분히 흘러야 했다.
KAIST 연구진이 사용한 DLP 3D 프린팅은 액체에 빛을 비춰 모양을 굳히는 방식이다.
이 발표에 따르면 재료를 더 잘 늘어나고 견고하게 만들면 점도가 높아져 흐름이 나빠지고, 흐르기 쉽게 묽게 만들면 신축성과 강도가 낮아진다.
KAIST 연구진의 배합 물성 측정과 기계학습 분석
연구진은 여러 배합을 작은 틀에서 굳혀 신축성, 단단함, 빛으로 굳는 속도, 흐름을 측정했다.
학습 데이터에는 잘 인쇄되는 재료와 점도가 높아 인쇄하기 어려운 재료를 함께 넣었다.
기계학습은 배합과 성능의 관계를 살펴 인쇄성과 신축성을 함께 겨냥한 조합을 찾는 데 쓰였다.
KAIST는 AI가 실험 데이터에서 유망한 배합 후보를 먼저 고르고 연구자가 이를 시험으로 확인하면, 무수한 배합을 직접 시험하는 방식에 비해 시행착오와 재료 개발 시간을 줄일 수 있을 것으로 기대한다.
보여 준 것과 기대하는 것
KAIST에 따르면 선택된 재료는 DLP 장비에서 안정적으로 인쇄됐고 원래 길이의 여섯 배 이상 늘어났다.
이를 인쇄한 부드러운 구동기는 공기를 넣자 팽창하며 손가락처럼 굽었다.
여러 구동기를 합친 로봇 손은 시연에서 1kg 물병을 들고, 깨지기 쉬운 달걀부터 유리병·달걀 상자·마우스까지 모양과 단단함이 다른 물체들을 안정적으로 잡았다.
여섯 배 이상 늘어났다는 수치는 재료를 당긴 시험 결과이고, 1kg 물병은 여러 구동기를 합친 손이 들어 올린 시연 결과다.
몸에 맞는 웨어러블과 맞춤형 의료기기는 기사에서 전망한 응용 분야다.
이번 사례가 선명하게 보여 주는 설계 문제는 최종 부품의 신축성과 인쇄 전 액체의 흐름을 함께 맞춰야 한다는 점이다.
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