일본산업뉴스요약

히타치금속, 3D 프린터용 합금 개발
녹슬기 어려워 항공 부품에 제안

히타치금속이 3D 프린터로 조형 가능한 금속 재료의 개발을 추진하고 있다. 니켈, 크롬 등 녹슬기 어려운 성분을 많이 포함해 항공기 부품 등에 활용이 전망된다. 연구개발 부문과 특수강의 생산부문이 연계했다. 고열의 레이저에 노출되어도 변형되지 않는 재료를 목표로 한다. 복잡한 조형이 가능한 3D 프린터의 수요가 높아지고 있는 가운데 전략재료로 부품 제조사에 제안한다.

사이타마현 구마가야시. 첨단재료를 연구 개발하는 히타치금속의 ‘글로벌 기술혁신 센터(GRIT)’에서는 전면 유리로 된 공간에 최신 3D 프린터가 늘어서 있다. 시험 제작하고 있는 것은 항공기 및 스포츠카의 엔진 부품이다. 녹슬기 어려우며 강도도 높은 신개발 금속재료로 고열에서도 장시간 사용할 수 있다고 한다.

개발한 이 재료는 내식성이 높은 합금을 많이 포함한다. 재료에 따라 조성은 다르지만 니켈 및 크롬, 몰리브덴 등이 많다. 녹슬기 어려운 것은 이러한 조성을 채용하지 않은 기존 재료와 비교해 최대로 100배, 강도도 5배 이상으로 높다.

금속가공에서는 녹인 재료를 금형에 부어서 성형하거나 고체재료를 절삭하는 것이 일반적이다. 수지부품에서는 녹인 재료를 입체적인 설계도에 근거해 적층하여 만드는 3D 프린터가 확산되기 시작하고 있지만 금속의 조형은 쉽지 않다.

이유는 고열 레이저 등을 조사하기 때문에 재료가 변형되기 쉽기 때문이다. GRIT의 이노우에(井上) 센터장은 “금속분야에서 3D 프린터를 사용하기 위해서는 재료의 특성을 이해할 필요가 있다.”고 말한다. 3D 프린터를 도입한 업체에서 불량에 대한 상담도 많다고 한다.

히타치금속은 고객의 요구에 대응해 2017년에 개설한 GRIT에 3D 프린터용 연구실을 개설했다. 특수강을 제조하는 야스기공장과 연계해 3D 프린터의 특성에 맞는 재료개발을 시작했다. 여러 종류의 3D 프린터를 설치해 “어떤 재료가 어떤 프린터의 어느 공법에 적합한 지까지 제안한다.”(이노우에)

개발 중인 재료는 자동차 제조사 등에 공급해 성능을 검증 중이다. 실용화의 과제는 비용이다. 3D 프린터는 한 번의 조형으로 최대 1일 소요되는 일도 있어 금형과 비교해 생산성이 낮다.

이 때문에 GRIT에서는 기존의 사내 그룹만이 아닌 외부의 인재도 적극적으로 채용한다. 기존의 연구개발의 발상을 전환해 사업화를 내다보고 타업종과의 연계도 적극적으로 추진하고 있다.

히타치금속에서는 특수강 및 소형재, 전자부품 등 다루는 제품이 폭 넓지만 “조직이 종적 관계로 연계가 추진되기 어려웠다.”(이노우에)며 반성하고 있다. GRIT를 사령탑에 두고 새로운 개발 안건을 늘려나갈 생각이다.

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