사업화 유망 기술
연구내용
- 최첨단 합금·금속을 분말로 제조하는 가스 아토마이저는 뿌리산업의 대표적인 주조 장비로서, 소품종 다량생산이라는 최신 트랜드에 맞춰 개발되는 추세이다. 이러한 수요에 대응하기 위하여, 가스 아토마이저는 고온 가열로 개선, 가스 분사노즐 설계 등 분말공정 및 제조를 위한 장비 복잡화·대형화 개발연구 및 상용화 R&D가 진행되고 있다. 하지만, 현장 작업자의 고난이도 장비 운영 피로도가 증가하여 장비 활용에 애로사항을 겪고 있는 실정이다. 최근, 고부가가치의 금속분말 가격 경쟁력 확보를 위해서는 제조공정의 규격화 및 예측·평가는 물론이고 수율을 높이기 위한 제어기술이 접목된 시스템화는 필수적이다. 기존 가스 아토마이저 장비는 공정 작업데이터에 대한 주먹구구식 기록 및 작업자 기억의존적 방식으로 체계적인 디지털 기록 전환 방식이 부족하였다. 또한, 우수한 작업자도 현장 노하우를 바탕으로 가스 아토마이징 장비 운용을 원활히 수행하지만, 공정 중 분말제조 상황 및 품질에 대한 분석기법 및 관련 시스템이 부재하여 피드백이 불가능한 상황이었다. 나아가, 공정장비 내 예측 및 평가 모듈의 부재는 다양한 작업변수(실험조건·휴먼애러)에 대한 장비 운전 신뢰성을 담보하지 못하여, 중소기업 현장에서는 불필요한 예산 낭비가 발생하는 실정이다. 이러한 종합시스템 부재는 결국 [금속분말 제조단가 상승 → 가격 경쟁력 저하] 라는 악순환만 반복되고 있다. 본 제안 기술에서는 적층제조용 금속분말 제조공정이 가능한 100kg 이상급 양산급 가스 아토마이저 시스템에 AI 알고리즘이 탑재된 분말입도 예측모듈, 제조분말 평가모듈을 탑재하여 스마트 제조장비를 개발하는 것이 최종 목적이다. 이를 달성하기 위해서 (1단계) AI알고리즘 및 가스 아토마이저 시스템의 엣지컴퓨팅 시스템을 보급하여 제조공정이 예측 가능한 스마트 add
- on모듈을 구축하고, (2단계) 광학 계측 모듈 탑재를 통한 실시간 분말품질 평가 기술을 접목하는 것을 제안한다. 이를 통하여, 한국생산기술연구원에서는 흐름금속 용량 제어가 가능한 실시간 제어 모듈을 추가로 개발하여, 최종적으로는 단일 공정 내 [입도예측 → 분말평가·분석 → 실시간 제어] 가 가능하는 방안을 마련할 것이다.