관리번호

2015-정보가전-일반-01

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(  ), 혁신제품형(○)

기술분류

가정용기기 및 전자응용기기

과제명

표면정밀도 7㎛급 대형부품 직접제작용 금속 3D프린터 개발

1. 필요성

ㅇ 금속 3D프린터는 향후 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상되고 있으며, 산업 현장에 적용되어 생산ㆍ제조 기술의 혁신을 주도할 핵심으로 인식되고 있음

ㅇ 기존 금속 3D프린팅 기술은 제작물의 크기가 소형에 한정되거나, 제작물의 표면정밀도가 낮아 별도의 후가공이 요구되는 등의 문제점이 있었음

ㅇ 금속 적층제조 기술의 장점을 산업현장에 적용하기 위해서는 제작물의 효과적인 대형화와 후가공을 위한 공정이동이 없는 완제품 직접제조 방식의 개발이 필요함

ㅇ 고정밀 금속부품을 효율적으로 제작하기 위하여 3D프린팅과 기존가공기법을 결합한 다양한 제조툴을 하나의 장비로 통합하여 가공할 수 있는 금속 3D프린팅 기술개발로 제조업의 혁신을 위한 적극적 대응이 필요함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 표면정밀도 7㎛급 완제품을 적층과 절삭을 통하여 직접제조하고 탭핑 및 드릴링의 후처리 지원이 가능한 대형 금속 3D프린터 개발

(TRL :  [시작] 4 단계 ∼ [종료] 7 단계)

- 2㎥이상 대형 부품제작이 가능하며 높은 적층각 자유도를 보장하는 금속 3D프린터 개발

- 적층제작, 표면가공, 드릴링 및 탭핑 등 후처리 제조툴의 일체화로 표면정밀도(Ra) 7㎛급완제품 직접제조가 가능한 3D프린팅 기술 개발

- 이종 금속소재 적층 제작을 지원하는 소재 공급 장치

- 광학계, 적층, 가공 등의 복합기능을 지원하는 제어 및 SW 요소기술 개발

- 3D프린팅 출력부품의 성능향상 및 내구성 시험기술 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	최대제작물크기(X*Y*Z)	㎥	2(1×1×2)	0.85	1.5×1.5×2.1 (미국, EFESTO)
2	표면정밀도	µm	7	100	10 (독일, DMG)
3	적층 소재종류	종	2	2	2 (독일, DMG)
4	제조툴링수 (적층, 가공, 후처리)	개	16	1	HSK-A40 16개 (독일,DMG-MORI)
5	출력물 Density	%	95	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 5년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘15년 20억원 이내(총 정부출연금 100억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견기업

관리번호

2015-정보가전-일반-02

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(  ), 혁신제품형(○)

기술분류

가정용기기 및 전자응용기기

과제명

개인 맞춤형 치과 보형물 제작용 3D프린팅 장비 및 적합소재 개발

1. 필요성

ㅇ 고령화 및 서구화 된 식습관으로 인한 치아 및 구강건강 악화로 치과 보형물에 대한 수요가 급증하고 있으며 장기간의 치료기간을 요하는 치과 시술기간동안 사용이 가능한 보형물과 임시치아는 개인 맞춤형 의료분야에서 3D 프린팅 기술의 응용분야로 대두되고 있음

ㅇ 인상채득부터 환자 임시부착까지 장시간 소요되는 현재의 불편한 의료서비스 환경을 맞춤형 3D프린팅 기술 적용을 적용하여 소요 시간과 비용 개선이 필요함

ㅇ 고가의 외산 치가공용 3D프린터 장비를 대체하기 위하여 고정밀, 원가절감형 치과용 3D프린팅 장비 기술개발로 국내 산업 활성화 및 국제 경쟁력 확보가 필요

ㅇ 치과의료 서비스의 질적 향상으로 치료환경개선, 의료관광등 파급효과가 기대되며, 치과 시장 활성화에 따른 장치 및 부품소재 수요 창출등 전후방 생태계 활성화가 예상됨

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 개인 맞춤형 치과 보형물 제작용 고속 3D프린팅 장비, 소재 및 생산 기술 개발

(TRL :  [시작] 4 단계 ∼ [종료] 7 단계)

- 치과 보형물(인상모형, 덴탈 케스팅용 원형, 임시치아)을 출력할 수 있는 고정밀, 고속 디지털 3D프린팅 장비개발

- 고정밀, 고속 광경화 제어를 위한 자동편광제어 기술 개발

- 치과용 보형물에 적용이 가능한 기계적, 화학적 안정성이 우수한 3D프린팅용 복합소재 개발

- 덴탈용 3D프린팅 실행 및 제어, 슬라이싱 프로그램 개발

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품성능지표		단위	달성목표	국내 최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	프린팅 크기 (X*Y*Z)	㎣	100×80×100	-	40×30×100 ㎣ (독일, EnvisionTEC)
2	최저 적층두께	㎛	15~100	25~100	50~100 (독일, EnvisionTEC)
3	출력물 정밀도	mm	0.05	0.2	0.06
4	최대프린팅속도	mm/h	30	20	30 (독일, EnvisionTec)
5	인상모형 소재 압축강도	MPa	35	-	35 (석고모형)
6	소재식약청인증(임시치아)	KGMP	2등급 인증	-	FDA 승인 (독일, EnvisionTEC)

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘15년 6억원 이내(총 정부출연금 18억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견기업 (치과업계 참여 필수)

관리번호

2015-정보가전-일반-03

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(○), 혁신제품형(  )

기술분류

가정용기기 및 전자응용기기

과제명

3차원 구조체 일체형 3D전자회로 프린팅 장비 및 소재 개발

1. 필요성

ㅇ 3D 프린팅 기술에 의해 구조체와 전자회로가 일체화된 제품은 회로제작이나 조립을 위한 부가 요소를 최소화할 수 있으며, 제품에 최적화된 형상으로 제작될 수 있음. 또한 공간 활용도가 극대화된 초소형 또는 초경량(드론 등) 전자제품 개발이 가능함

ㅇ 3D 프린팅 방식으로 구조체와 전자회로를 구현하는 기술은 해외에서도 아직 개발 초기단계로, 전자산업의 경쟁력 향상과 신수종 산업의 발굴을 위하여 3D프린팅과 전자산업이 융합된 신기술 개발로 전자산업의 새로운 영역을 개척이 필요함

ㅇ 디자인/아이디어 주도형 IoT, 웨어러블 디바이스 등 초경량/초소형 전자제품 개발 및 생산의 진입장벽을 낮출 수 있으며, 개인 맞춤형 고부가가치 전자제품을 직접 제작할 수 있어 중소기업 육성, 개인 창업이 가능한 생태계 구축이 가능함

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 3차원 구조물속에 도선부를 적층하고 상용전자부품을 실장하여 전자회로가 내장된 3차원 구조물 제작을 위한 3D 프린터와 3D프린팅에 적합한 전자회로소재 및 공정기술개발

(TRL :  [시작] 2 단계 ∼ [종료] 5 단계)

- 구조물과 전자회로를 입체구조로 적층 가능한 3D프린터 개발

- 구조물은 이종소재 적층가능 구조 (예)금속&플라스틱

- 3D 프린팅 구조물에 회로 배선 인쇄가 가능한 소재 및 공정 기술

- 전자회로 제작을 위한 배선 안정화, 전자부품 실장 및 봉지 공정 기술

- 전자회로 3D프린팅 실행 및 제어, 슬라이싱 프로그램 개발

- 이종 소재(구조 및 도선 등) 모델링 및 정렬을 위한 복합방식 제어 기술

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표			단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (미국, VOXEL8)
1	프린팅 출력물 크기		mm	150x150x100		100x150x100
2	구조체의 최소적층두께	금속	㎛	40	-	-
		플라스틱	㎛	120	120	200
3	부품 정렬 정밀도		㎛	200 이하	-	수동
4	배선 최소 선폭		㎛	150 이하	-	250
5	도전체의 비저항(Resistivity)		Ω-cm	2.0 X E-5이하	-	5.0 X E-5

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내  ㅇ 정부출연금 : ‘15년 10억원 이내(총 정부출연금 30억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 제한 없음

관리번호

2015-정보가전-일반-04

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제유형

원천기술형(○), 혁신제품형(  )

기술분류

가정용기기 및 전자응용기기

과제명

3D 프린팅 장비·소재·출력물의 성능 및 품질 평가 체계 개발

1. 필요성

ㅇ 국제표준화 기구인 ISO TC261 및 ASTM F42에서 3D printing 장비 및 소재, 출력 결과물에 대한 성능 평가 방법이 논의 중이며 자국 기업에 유리한 기준으로 표준화하기 위하여 자국의 평가방법을 제안중인 바 국내의 평가 체계에 대한 조속한 개발을 통하여 국제 표준에 대한 적극적 대응이 필요함

ㅇ 국내 3D 프린팅 관련 장비 및 소재 기업은 제품의 성능개발에 집중하고 있으며 성능과 품질, 내구성의 객관적 평가나 안전성, 환경유해성 등에 대한 연구는 기업이 독자적인 투자가 어려운 분야로 산업발전과 공신력 확보를 위하여 정부주도의 연구가 필요한 분야임

ㅇ 3D프린팅 장비·소재·출력물에 대한 객관적 성능지표와 안전성 검증기준과 평가방법을 수립하여 관련기업에는 제품개발의 기준을 제공하고 일반인들에게는 장비와 제품의 합리적인 선택을 할 수 있는 기준을 제시하여 소비자 보호 및 관련 산업의 성장기반 강화

2. 연구목표

ㅇ 최종목표 : 3D 프린팅 장비 및 소재와 3D프린팅을 통하여 제작된 출력물에 대한 성능, 품질, 안전성, 유해성 평가 체계 구축

(TRL :  [시작] 2 단계 ∼ [종료] 5 단계)

- 3D 프린팅 ASTM 7개 방식에 대한 장비 사양, 구동성능, 안전성에 대한 평가지표 도출 및 측정 방법 개발

- 각 방식별 소재의 장비 적합성 평가 지표 및 기준 개발

- 3D 프린팅 출력물의 방식별 취약점 분석 및 주요 인자 도출, 평가 기법 개발

- 일반 소비자를 위한 성능/안전성 평가 방법 및 성능 지표 개발

- 평가 인프라 구축 (개인용 장비포함 4종류 이상 구축)

- ISO/ASTM 등 각국 평가 체계, 동향 조사 분석 및 기업 대상 설명회 운영

- 국제 표준화 위원회에 3D 평가 체계 표준안 제안

ㅇ 개발목표

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준	세계최고수준 (보유국, 기업/기관명)
1	평가 인프라 및 장비 구축	종	4종 이상	-	-
2	방식별 장비 평가 지표	종	7
3	소재 평가 지표	종	10	-	-
4	출력물 평가 지표 (표준시편)	건	10
5	국제표준동향 설명회	회/년	2	-	-
6	표준화 제안(ISO)	건	6	-	-

3. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 3년 이내   ㅇ 정부출연금 : ‘15년 4억원 이내(총 정부출연금 20억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리 기관