금형 없이도 복잡한 모터 구조를 구현해 고성능 모터를 값싸고, 다품종 소량생산 할 수 있는 기술이 개발돼 향후 다양한 분야에서 폭넓게 사용될 것으로 기대가 모아진다.

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 류석현)은 자율제조연구소 3D프린팅장비연구실 하태호 책임연구원 연구팀이 한국재료연구원 김태훈 책임연구원 연구팀, 가천대학교 김원호 교수 연구팀 등과 협력해 설계, 소재, 공정, 장비를 아우르는 자성체 특화 3D프린팅의 전 주기적 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

이번 기술의 핵심은 자성체 물성을 극대화하는 3D프린팅 장비를 개발해 금형 제작의 필요성을 없애고, 2차원 형상 제약을 극복한 것이다.

이는 로봇, 전기차, 모빌리티 등 제한된 공간에서 높은 토크와 출력을 요구하는 분야에 적합한 축방향 자속 모터 개발에 적용됐다.

그 결과 출력 밀도 2.0kW/L 이상의 성능을 갖춘 500W급 3D프린팅 모터를 구현했다.

기존 모터는 전기강판 적층이나 분말성형 방식으로 제작돼 금형 사용이 필수적이고 형상에 제약이 있어 성능 구현에 한계가 있었다.

반면에 이번 자성체 3D프린팅 기술은 이러한 한계를 극복해 고성능 모터가 필요한 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

특히 금형과 공정, 설비 간소화로 비용 절감이 가능해 다품종 소량생산 패러다임 전환에도 기여할 전망이다.

하태호 책임연구원은 “이번 기술은 기존 제조 방식을 뛰어넘는 혁신적 기술로 차세대 고성능 모터 제작의 새로운 가능성을 열었다”며 “앞으로도 자성체뿐만 아니라 고기능성 소재 3D프린팅 기술과의 결합을 통해 첨단산업 분야로의 확장을 계속해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.