정임두 UNIST 교수팀, 공정조건 따른 가상 금속 표면 생성 기술 선보여
AI 통한 제조 시험 기법 구축…'Virtual and Physical Prototyping' 발표

[울산 베타뉴스=박현 기자] 정임두 UNIST 기계공학과 교수팀이 인공지능(AI)을 응용해 ‘금속 공정조건에 따라 예상되는 금속 표면 3D 형상’을 실제 데이터 기반으로 가상 제조하는 기술 개발에 성공했다. 3D프린팅 기법 중 하나인 ‘직접 에너지 적층(DED) 공정’에 AI 기술을 더해 더욱 발전시킨 것이다.

DED 공정은 로켓 부품 등 대형 금속 부품 제조나, 수리가 어려운 파손 부품을 고치는 데 유용하다. 그러나 피로 특성에 크게 영향을 미치는 표면 특성을 제어하기가 어렵다고 알려져 있다. 이 때문에 해당 장비를 오래 익힌 전문가가 아닌 경우에는 높은 인장 강도와 연신율, 그리고 ‘특정한 표면 형상’을 쉽게 얻기가 어렵다. 특히 티타늄과 같은 고가의 소재를 사용하는 경우 많은 공정 개발 비용이 발생하게 된다.

정임두 교수팀은 비숙련자도 쉽게 원하는 표면 특성을 얻을 수 있도록 AI가 DED 공정조건에 따라 예상되는 표면을 가상으로 만들어냈다. 이 AI는 레이저 출력과 분말 분사속도, 스캔 속도에 따른 표면 스캔 이미지를 학습하고, 임의의 공정 입력에 대한 예상되는 가상 3D 표면을 만들어냈다. 그 결과, 다양한 공정조건에 따라 예상되는 금속 표면 이미지를 수초 만에 빠르게 만들었다. 이는 실제 동일 공정으로 제조한 금속 표면의 특성을 잘 나타냈고, AI가 추천한 공정조건으로 제조된 표면은 미세조직적인 특성도 우수했다고 연구진은 설명했다.

이번 연구는 결과는 제조 부문 국제학술지인 ‘버츄얼 앤 피지컬 프로토타이핑(Virtual and Physical Prototyping)’에 게재됐다.

베타뉴스 박현 기자 (ph9777@betanews.net)
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