메인대 복합재 센터, 메인주 조선소 3D 프린팅 도입 위해 50만 달러 확보

메인대 첨단 구조 및 복합재 센터(University of Maine Advanced Structures and Composites Center, 미국 메인주 오로노)가 메인 기술 연구소(MTI)로부터 50만 달러를 지원받아 기술 클러스터를 구성, 메인주 조선소들이 경제적인 목재 플라스틱 복합재(WPC)를 사용한 대형 3D 프린팅이 업계에 경쟁 우위를 제공할 수 있는 방법을 탐색하도록 돕습니다. WPC는 목재 섬유 및/또는 목재 분말로 강화된 열가소성 폴리머(예: PE, PP, PVC, PLA)로 만든 복합재료입니다. WPC 시장은 향후 10년간 연간 10억~100억 달러 규모로 추정됩니다.

이 기술 클러스터는 메인대 연구진과 해양 업계 리더들의 전문성을 모아 3D 프린팅(적층 제조로도 알려짐)을 추가 개발 및 상용화하여 주내 조선소들에게 혜택을 주기 위해 구성되었습니다.

중소형 조선소는 전통적인 해양 툴과 보트 금형 제작에 필요한 비용과 리드 타임으로 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 메인대 복합재 센터 연구진에 따르면 3D 프린팅은 보트 금형 제작에 필요한 생산 시간을 최대 75%까지 단축할 수 있습니다.

그러나 대형 적층 제조의 광범위한 채택은 3D 프린터와 원료 소재의 높은 비용으로 제약되어 왔습니다. 이를 해결하기 위해 메인대 복합재 센터는 복합재 툴링 응용 분야를 위한 다양한 경제적인 목재 충전 소재를 개발할 예정입니다. 목재 기반 충전재의 사용은 비용을 크게 절감하고 소재의 강성과 인성을 높이는 동시에 환경 영향을 줄이고 재활용성을 개선합니다.

"적층 제조와 비용 효율적인 바이오 충전 소재의 결합은 메인주 조선 산업에 잠재적 게임 체인저가 될 수 있으며, 해양 툴링 비용을 최대 50%까지 절감할 수 있습니다."라고 메인대 복합재 센터 선임 R&D 프로그램 매니저 제임스 앤더슨(James Anderson)은 말합니다. "메인 조선소들은 대형 3D 프린터 구입과 새로운 원료 소재 테스트 비용을 감당할 수 없습니다. 메인대 복합재 센터와 메인 조선 산업은 혁신의 전통을 공유합니다. 우리는 메인 조선소들이 생산성을 높이고 비용을 줄이며, 궁극적으로 조선 산업의 우수 전통을 이어갈 수 있도록 도구와 지식을 보유하고 있습니다."

"지난 18년간 메인대 복합재 센터는 목재 셀룰로오스와 나노셀룰로오스 섬유로 충전된 플라스틱 압출 기술을 개발해왔습니다. 이 플라스틱은 중량 기준 최대 50%까지 목재 섬유를 포함합니다."라고 메인대 복합재 센터 소장 하비브 다거(Habib Dagher)는 말합니다.

"이제 우리는 이 더 강하고 더 단단한 플라스틱을 매우 대형 3D 프린터에 사용하여 메인 조선소들을 위한 20~100피트 보트 금형과 기타 보트 부품을 개발할 것입니다. 50% 목재가 충전된 플라스틱을 3D 프린팅함으로써 기존 전통적 방법보다 훨씬 빠르고 저렴하게 보트 금형을 생산하는 것을 목표로 합니다. 배움을 통해 조선소들과 협력하여 3D 프린팅을 더 큰 보트 부품 생산 공정에, 결국에는 보트 자체에 통합할 것입니다."

조선업만이 메인대 연구개발의 혜택을 받을 것으로 예상되는 산업은 아닙니다. 대학은 메인 기반 기업들과 협력하여 독자적인 바이오 충전 소재를 위한 지역 공급망을 개발하고 있습니다.

MTI의 50만 달러 보조금은 미 육군 나틱 병사 연구개발공학센터의 50만 달러와 매칭되어, 메인대 엔지니어 및 연구진과 메인 조선소들(배스의 커스텀 컴포지트 테크놀로지스, 루이스턴의 컴파운딩 솔루션, 록랜드의 백 코브 요츠, 레이먼드의 세이버 요츠, 벨파스트의 프론트 스트리트 쉽야드, 트렌턴의 힝클리 요츠, 부스베이의 호지돈 요츠, 오거스타의 켄웨이 컴포지트, 록랜드의 라이만-모스 보트빌딩)로 구성된 기술 클러스터를 형성합니다.

컨소시엄은 테스트 및 평가를 위한 해양 툴과 보트 금형을 설계 및 프린팅하고, 조선소들을 위한 3D 프린팅 교육 과정을 개발하여 채택과 상용화 과정의 일환으로 삼을 것입니다.