혁신적인 콜드 신터링 공정, 에너지 사용량과 자재 폐기물 대폭 감소

펜실베이니아 주립대학(펜실베이니아주 유니버시티 파크) 연구자들이 분말 소재에 널리 사용되는 제조 공정인 신터링(sintering)을 위한 새로운 방법을 고안했습니다. 현재 접근 방식보다 훨씬 적은 시간과 에너지를 사용하는 이 새로운 공정은 제조 및 에너지 절약에 전 세계적 영향을 미칠 수 있으며 새로운 발견의 길을 열 수 있습니다.

펜실베이니아 주립대 재료 과학 및 공학 교수이자 재료 연구소 소장인 클라이브 랜들(Clive Randall)이 이끄는 팀이 개발한 펜실베이니아 주립대 콜드 신터링 공정은 열과 압력을 사용하여 분말 형태의 소재를 치밀화(압축)하는 신터링 공정의 새로운 접근법입니다. 신터링은 유리, 금속, 벽돌, 플라스틱 등 다양한 소재 제조에 사용됩니다.

랜들의 접근법은 액체를 사용하여 현재 방법의 일부분에 불과한 시간과 온도에서 신터링 공정을 완료합니다. 공정이 몇 시간 대신 몇 분 만에 완료되므로 제조 부문의 막대한 생산성 및 비용 이득과 제조 분야 온실가스 배출의 대폭 감소로 이어질 수 있습니다.

"우리는 용해 공정에서 액체를 사용합니다. 그런 다음 증발 공정으로 작동합니다." 랜들이 말했습니다. "이전에도 있었지만 보통 비일시적인 상으로 이루어졌습니다. 이 공정에서 정말 중요한 것은 이 액체가 있다가 사라지는 과정에서 신터링을 구동하는 데 필요한 모든 교환, 확산, 성장 공정을 포착한다는 점입니다."

전통적 신터링이 약 1000°C에서 수 시간 동안 발생하는 반면, 콜드 신터링은 실온에서 200°C 사이의 온도에서 이루어지므로 기존 신터링의 높은 온도를 견딜 수 없는 소재 제조의 문이 열렸습니다.

"새로운 소재를 그 전체 공정에 통합하고 새로운 유형의 기능을 만든 다음, 기본적으로 20분 만에 치밀화되는 시스템을 갖게 됨으로써 처리량과 제조 수율이 엄청나게 증가할 수 있습니다." 랜들이 말했습니다. "이것은 제조에 좋고, 에너지 절약에 좋고, 환경에 좋으며, 이제 소재 제조에 대한 새로운 지적 노력을 가능하게 합니다."
이 접근법은 랜들과 공동 저자들이 저널 Advanced Functional Materials에 발표한 '복합재의 콜드 신터링 공정: 세라믹과 폴리머 소재의 가공 온도 격차 해소'라는 최근 논문에서 설명되었습니다. 자세한 내용은 https://tinyurl.com/ya65e5x7에서 초록을 참조하세요.

혁신 허브, 유망한 운송 기술 프로그램에 상금 수여

미시간 대학(앤아버)의 미시간 중개 연구 및 상용화(MTRAC) 주 전체 혁신 허브 프로그램이 7개의 첨단 운송 기술 프로젝트에 상금을 수여했습니다. 여러 프로젝트는 미래 제조 산업의 첨단 기술을 목표로 합니다.

운송 문제를 해결할 높은 잠재력을 보여주는 7개 기술이 MTRAC 프로그램으로부터 총 60만 달러의 자금을 지원받아 상용화 시장으로의 발전을 계속합니다. 5개 기술은 10만 달러 보조금을, 2개 기술은 5만 달러를 받으며, 연중 특정 마일스톤 달성 시 나머지 5만 달러를 추가로 받을 수 있습니다.

새로 임명된 U-M MTRAC 프로그램 디렉터 에릭 피터슨은 "이 팀들은 연구와 미래 운송 시스템 간의 연계를 맺고 기술을 시장에 내놓기 위해 열심히 노력하고 있다. 프로젝트와 사람들에게 투자하면 차량이 전기화되고 자율 시스템이 사람과 화물 이동에 제안됨에 따라 주가 운송 산업에서 리더십을 유지하는 데 도움이 될 것이다."라고 말했습니다.

10만 달러 지원 프로젝트:

• 자동차 자율 주행용 고주파 레이더(U-M): 우수한 탐지 해상도, 넓은 스캔 범위, 최소 크기, 무게, 전력 소비를 갖춘 서브밀리미터파 레이더 시스템.
• 엔진 실린더 보어용 고성능 코팅(미시간 주립대): 마찰과 연료 소비를 줄이기 위해 실린더 보어 내면에 다이아몬드 유사 코팅을 증착하는 공정.
• 다중 소재 3D 프린팅(U-M): 미세 적층 제조를 통해 전기 어셈블리를 부품에 통합하는 방법.
• 가변 결합 무선 전력 전송 시스템(U-M): 송신기와 수신기 사이의 넓은 위치 및 거리 범위에서 고효율을 달성하는 무선 전력 전송 시스템.
• 유어 오운 플래너(U-M): 주어진 제약 조건과 선호도에 대해 최소 노력으로 낮은 비용을 산출하는 최적 여행 계획 검색 엔진.

5만 달러 지원 프로젝트:

• 로봇용 향상된 객체 인식 라이더(U-M): 라이더의 거리 측정을 빠르고 정확한 객체 인식으로 보완하여 라이더 포인트 클라우드를 객체 의미론으로 효율적으로 변환하는 시스템.
• 자율 주행을 위한 센서 융합 및 인지 컴퓨팅 솔루션(U-M): 원시 센서 입력을 고도로 압축된 '큐(cues)'로 변환하여 궤적 예측 및 다중 객체 추적과 같은 실시간 의사 결정 작업의 정확도를 향상시키는 컴퓨팅 파워 감소 시스템.

2012년부터 U-M은 MTRAC 첨단 운송 프로그램을 운영해왔습니다. 5년 동안 47개 프로젝트 제안을 접수하여 17개에 자금을 지원했으며, 총 800만 달러에 가까운 후속 자금을 창출했습니다.

U-M은 미시간 주립대, 미시간 공대, 웨인 주립대와 함께 MTRAC 프로그램을 운영하는 4개 대학 중 하나입니다. 각 대학은 농업 생물학, 첨단 응용 소재, 생명 과학, 첨단 운송, 생물의학 등 서로 다른 산업에 초점을 맞춥니다.

프로그램의 성공으로 U-M은 2017년 2월 첨단 운송 프로젝트를 위한 주 전체 혁신 허브로 지정되었습니다. 첨단 운송 혁신 허브는 미시간 경제 개발 공사(MEDC)의 기업가 및 혁신 이니셔티브와 협력하는 주 전체 이니셔티브의 일부로, 고등 교육 기관, 병원 시스템, 비영리 연구 센터에서 새로운 기술의 창출과 이전을 가속화하는 중개 연구에 자금을 지원합니다. 기술은 연구 환경에서 실용적인 실제 응용으로 이어질 수 있습니다. U-M 혁신 허브는 기업가 정신 센터(CFE)와 기술 이전 사무실(OTT)이 공동 운영합니다.

MEDC의 대학 관계 디렉터 데니스 그레이브스는 "이 많은 프로젝트가 자금 지원 자격을 갖춘 것은 프로그램이 작동하고 있으며 주 전체 대학에 있는 지적 인재 유형을 훌륭하게 보여주는 신호입니다. 운송 기술을 연구에서 시장으로 이동시킬 수 있는 것은 미시간 경제 성장에 필수적입니다. 우리 주의 두뇌와 MTRAC 같은 자원을 결합하는 것은 실질적인 제품으로 전환될 수 있는 연구 프로젝트에 상업적 초점을 제공하는 좋은 예입니다."라고 말했습니다.

호스트 대학과의 협력, 미시간 전략 기금의 지원, MEDC 기업가 정신 및 혁신 이니셔티브의 관리 하에 MTRAC 프로그램은 현재까지 138개 프로젝트에 자금을 지원했고, 19개 스타트업 개발을 도왔으며, 61개 일자리를 창출했고, 7,640만 달러의 후속 자금을 확보했으며, 12개 산업 파트너에게 기술을 라이선스했습니다. U-M 혁신 허브 프로젝트 자금은 2017년 8월 1일부터 2018년 7월 31일까지입니다.

주 전체 U-M MTRAC 혁신 허브 운송 프로그램은 2018년 1월부터 새로운 신청을 접수합니다.

드론 제조사, 새로운 크라우드펀딩 주식 공모 출시

듀크 로보틱스(플로리다주 걸프 브리즈)는 첨단 로봇 시스템 기술 개발업체로, SEC가 규정 A+의 티어 II에 따라 최대 1,500만 달러의 보통주 공모를 승인했다고 발표했습니다. 일반 대중은 최소 450달러로 투자할 수 있습니다.

미 국방부 테러 대응 기술 지원 사무소(CTTSO)로부터 권위 있는 보안 혁신상을 수상한 듀크 로보틱스의 규정 A+ 지분 크라우드펀딩 공모는 이스라엘에서 개발된 새로운 로봇 및 드론 기술에 투자할 기회를 일반 대중(적격 및 비적격 투자자 모두)에게 제공합니다.

듀크의 경영진은 회사의 개발이 게임 체인저이며 오늘날 로봇 산업에서 상당한 성장 잠재력을 가지고 있다고 믿습니다. 생명을 구하고 즉각적인 항공 지원으로 군대를 강화하려는 회사의 사명으로 듀크 로보틱스는 TIKAD를 개발했습니다. 이는 공중 플랫폼 위의 완전 로봇 무기 시스템으로 '미래의 병사' 드론 시스템이라고 불립니다. 고출력 TIKAD는 원격 조종되며, 사용자 친화적이고, 현장에 쉽게 휴대할 수 있으며, 다양한 무기 탑재체를 운반할 수 있습니다.

독자적인 안정화 기술로 TIKAD는 무기의 반동을 흡수하여 다양한 위험 상황에서 병력을 보호할 수 있는 정밀 타격 및 사격 정확도를 제공합니다. 회사는 이 기술이 배치된 지상군 수를 줄여 사상자 수를 줄일 수 있다고 주장합니다.

"전 특수 임무 부대 사령관으로서 나는 수년 동안 전장에 있었습니다." 듀크 로보틱스 CEO 라지엘 아투아르(Raziel Atuar)가 성명에서 말했습니다. "지난 몇 년 동안 전장에서 우리 군대의 필요가 어떻게 변했는지 보았습니다."
회사의 TIKAD 기술은 고전적인 군대 대 군대 대결이 점점 드물어지고 게릴라전이 일상이 된 상황에서 무인 항공기(UAV) 기술이 병력을 대체할 수 있게 한다고 합니다. 듀크 로보틱스 경영진은 공중에서 소화기를 발사하는 UAV 사용이 지금까지는 실행 가능한 옵션이 아니었다고 말합니다.

"테러리스트가 활동할 때, 그들은 민간인 인구 내에서 활동합니다. 군대가 표적 지역에 미사일을 발사하는 것을 막습니다." 아투아르가 말했습니다. "무고한 민간인에 대한 부수적 피해 위험이 종종 너무 높습니다. 남은 주요 해결책은 지상군을 투입하는 것인데, 이는 위험을 아군에게 전가하여 종종 부상과 사상자로 이어집니다. 하지만 우리는 '만약... 더 나은 방법이 있다면?'이라고 생각했습니다. 그래서 해결책을 만들었습니다. TIKAD입니다."

듀크 로보틱스의 규정 A+ 지분 크라우드펀딩에 대해 자세히 알아보려면 DukeFutureSoldier.com을 방문하세요.

테크 프론트는 선임 편집자 패트릭 와우르지니아크가 편집합니다.