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    신진연구자인터뷰는 기계및 건설분야의 세계적인 과학 학술지에 논문을 게재한 한국인 연구자들의 연구성과와 연구자 정보를
    여러 연구자와 기관 등에 소개하고자 기획되었습니다. 대상은 주로 대학원 석사이상의 최근 5년이내 관련분야의
    대표 학술지나 학술대회에 논문을 투고한 사람입니다. 대상문의(ariass@naver.com)

    • 이호진 (Ho-Jin Lee)
      플라즈마 전자빔을 이용한 고융점 초합금 재료 준정형가공 쾌속생산공정
      이호진 (Ho-Jin Lee)(조선대학교 기계공학과)
      이메일:flame1221 at naver.com
      649 1 10


    1. 본인의 연구에 대해서 소개를 부탁 드립니다.

    저는 플라즈마 (Plasma) 전자빔을 이용한 고융점 초합금 재료 준정형가공 쾌속생산공정 개발에 대한 연구를 하고 있습니다. 3차원 프린팅 (3D Printing) 공정은 1984년 광조형 (Stereo Lithography) 공정이 Charles W. Hull 에 의해 개발된 이후로 국내/외에서 꾸준히 연구되어 현재는 수십 종류의 공정이 개발되어 있습니다. 3차원 프린팅 공정은 금형 산업, 의료, 식품, 건축 산업 및 항공 산업 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. 최근에는 이를 이용한 공학교육 또한 이루어져 기술에 대한 수요가 나날이 증가하고 있습니다. 3차원 프린팅은 재료의 종류에 따라 폴리머 3차원 프린팅 공정 및 금속 3차원 프린팅 공정으로 분류할 수 있으며, 제조방식에 따라 분말 베드 융해 공정 (Powder Bed Fusion), 직접식 에너지 적층 공정(Directed Energy Deposition), 컨테이너 광경화 공정 (Vat Photopolymerization), 압출 공정 (Material Extrusion), 재료 제팅 공정 (Material Jetting), 바인더 제팅 공정 (Binder Jetting), 및 박판 공정 (Sheet Lamination) 등으로 분류 할 수 있습니다.

    분말 베드 융해공정은 현존하는 여러가지 금속 3차원 프린팅 공정 중 가장 대표적인 공정으로서 이에 대한 꾸준한 연구 및 개발이 진행되고 있으며 많은 상용 공정/시스템들이 출시 되고 있습니다. 분말 베드 융해공정은 분말 형태로 공급되는 금속분말을 고출력 열원을 통하여 용융/적층하는 공정이며 고출력 열원으로는 레이저와 전자빔이 사용되고 있습니다. 현재 전세계시장에 개발/상용화 된 공정들은 열원의 제어, 환경, 선택폭, 적용성, 및 편의성 등의 이유로 레이저 (Laser) 를 열원으로 사용하고 있습니다. 전자빔을 열원으로 사용하는 3차원 프린팅 공정은 가격, 공정개발의 난이도 및 접근성 등의 이유로 오직 하나의 장비/공정 (ArcamAB, 스웨덴) 만이 개발/상용화 되어 있습니다. 그러나 여러 논문에서 꾸준히 발표되는 바와 같이 전자빔은 레이저 대비 높은 출력을 쉽게 낼 수 있고, 빔의 침투깊이가 깊으며, 외부대기와 고립된 공간에서 작업을 진행하기 때문에 이를 이용한 3차원 프린팅 공정으로 제품을 제작할 경우 제품의 기계적 특성이 우수한 것으로 보고되고 있습니다.

    제가 연구하고 있는 플라즈마 전자빔을 이용한 고융점 초합금 재료 준정형가공 쾌속생산공정은 기존의 상용화 공정에 사용되고 있는 열음극 (Thermal cathode) 전자빔이 아닌 플라즈마 방식의 집속 전자빔을 열원으로 사용하여 고융점 초합금 재료를 적층하는 공정입니다. 플라즈마 방식의 집속 전자빔 시스템은 한국생산기술연구원 (IT융합공정그룹) 에서 국내에서 유일하게 보유하고 있어 해당기관의 도움을 받아 연구를 진행하고 있습니다. 연구의 진행 수준은 현재 초/중간 단계로서 초합금 재료의 평면 적층이 가능한 수준이며 지속적인 연구를 통하여 초합금 재료로 3차원 형상을 적층 제조하는 것이 목표입니다.



    2. 본인의 대표 논문(최신논문, 논문 링커 or 논문 첨부): 논문공개 불가시 초록만 기재..(필수)

    1. Ho-Jin Lee, Jae-Guk Song and Dong-Gyu Ahn, “Investigation into the Influence of Feeding Parameters on the Formation of the Fed-Powder Layer in a Powder Bed Fusion (PBF) System”, Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 18, No. 4, pp. 613-621, 2017.(http://link.springer.com/article/10.1007/s12541-017-0073-9)

    2. Dong-Gyu Ahn, Ho-Jin Lee, Jong-Rae Cho, and Dae-Seon Guk, “Improvement of the wear resistance of hot forging dies using a locally selective deposition technology with transition layers” CIRP Ann. Manuf. Technol. Vol. 65 pp. 257–260, 2016 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0007850616300130)

    3. Ho-Jin Lee and Dong-Gyu Ahn, “Manufacture of a large-sized flat panel airlift photobioreactor (FPA PBR) case with characteristic shapes using a thermoforming process” J. Mech. Sci. Technol., Vol. 29, No. 12, pp. 5099~5105, 2015
    (http://link.springer.com/article/10.1007/s12206-015-1107-9)

    3. 연구중에 어떤 극복해야 할 문제가 있었고 이를 어떻게 해결하셨는지

    박사학위를 공부하고 있는 현재도 많이 부족하지만 처음 실험실 문을 두드렸을 때를 생각하면 모르는 것이 너무 많다는 것이 큰 문제였습니다. 그 당시에는 모르는 것이 너무 많아 연구를 진행할 때 마다 모든 것이 새로웠으며 새로운 것들은 큰 벽으로 느껴져 두려울 때도 있었습니다. 그 벽들을 넘기 위해 지도교수님 및 선배들이 조언해주신 방향대로 포기하지 않고 빠르던 느리던 꾸준히 걸어갔으며 지금 보면 작지만 당시에는 너무나도 소중하고 커다란 연구결과들을 얻을 수 있었습니다. 뿐만 아니라 이 결과들을 정리하여 국내외 학술대회에 꾸준히 참가하여 많은 사람들 앞에서 발표하고 결과를 확장하여 논문을 게재하면서 부족한 점을 배움과 동시에 자신감도 가질 수 있었습니다. 물론 지금도 눈앞에 많은 벽들이 존재합니다. 하지만 지도교수님 및 실험실 선후들과 함께한 경험 덕분에 더 이상 모르는 것이 두렵지 않고 새로운 것을 배울 수 있기에 즐겁습니다.

    4. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소, 지도교수에 대해 소개 부탁 드립니다.

    저는 조선 대학교 기계공학과에서 박사과정을 공부하고 있는 학생입니다. 부족한 저를 석사과정부터 현재까지 지도해주신 분은 안동규 교수님 (조선대학교 기계공학과) 이십니다. 안동규 교수님은 부산대학교 학사, 한국과학기술원 석사 및 박사 학위를 순차적으로 받으신 후 조선대학교 기계공학과에 취임해 현재 전산설계실험실을 운영하고 계십니다. 학회 및 지역 산업 발전을 위한 많은 활동뿐만 아니라 교내 교육/연구 환경 개선에도 꾸준히 힘을 쓰시면서도 혼신의 힘을 다하셔서 제자들의 학업 및 인성교육에 힘을 쓰고 계시는 모든 제자들이 존경하는 분이십니다. 안동규 교수님이 운영하시며 제가 속한 조선대학교 전산설계실험실은 3차원 프린팅 공정, 3차원 프린팅 응용 기술 및 금형 설계 및 해석 기술 개발에 대한 연구를 주로 하고 있으며 연구결과를 이용하여 지역산업에 크게 이바지하고자 끊임없이 노력하고 있습니다. 저희 실험실의 가장 큰 자랑거리는 지도 교수님 이하 선후배간의 말로 표현할 수 없는 끈끈한 우애와 의리 입니다.



    5. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

    세상 모든 일이 그렇듯 하나의 의미 있는 결과를 만들어내기 까지 많은 시간과 노력이 소요됩니다. 연구활동을 하면서 하나의 연구내용 결과를 만들 때까지 많은 노력과 좌절을 겪게 되는 것 같습니다. 그러나 그 결과들을 모아 학회에서 발표하거나, 보고서나 논문을 작성하고 게재하고 나면 준비하는 동안 느꼈던 중압감이나 어려움이 모두 성취감으로 전환되는 것 같습니다. 저는 이 때 가장 큰 보람을 느낍니다.


    6. 이 분야로 진학하려는 후배(대학원생들)에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

    대학원에 진학을 고민하는 후학에게 한 말씀 드리자면 주저 할 필요 없습니다. 세상에 똑같은 지도교수님 및 실험실은 없습니다. 그러나, 제가 느낀 대학원은 자신이 노력한 만큼 정정당당하게 성취할 수 있는 공간이며 인생의 큰 동료들을 많이 사귈 수 있는 공간이라고 생각합니다.


     

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    전체댓글 10

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    |2017.05.30
    아직 상용화가 많이되지않은 플라즈마 방식의 집속전자빔을 열원으로 3차원 프린팅을하는 것이정말 대단한 도전인거같습니다. 꾸준히 연구해서 좋은 결과 있기를 바라겠습니다.
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    |2017.05.30
    플라즈마 전자빔을 이용한 쾌속생산공정에 대해 연구 하시느라 수고가 많으십니다. 목표이신 초합금 재료로 3차원 형상을 적층 하는 날까지 좋은 결과만 있으셨으면 좋겠습니다. 항상 응원하겠습니다!
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    |2017.05.30
    연구 진행 과정에서 많은 어려움이 있으셨겠지만 꾸준히 앞으로 나가시는 모습이 멋있으십니다. 앞으로의 연구 활동도 좋은결과 있기를 응원하겠습니다.
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    |2017.05.30
    플라즈마 전자빔을 이용한 쾌속생산공정에대해 연구하는 모습이 정말로 멋있고 존경스럽습니다. 생산 공정과정에 대한 연구가 제 생각에는(아직 많이 모르지만...) 어려움이 많을 것 같습니다. 항상 열정적으로 하는 모습이 본 받고싶습니다. 항상 응원하겠습니다.
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    |2017.05.25
    전자빔을 이용한 3D프린팅 공정이 스위스에서만 개발되고 상용화되었다고 위에서 읽었는데 어려운 분야에 대해서 연구하시는 모습이 정말 멋있으신거 같습니다. 앞으로 더 좋은 결과 있기를 바라면서 항상 응원하겠습니다.
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    |2017.05.24
    어려운 연구 하시느라 정말 수고하셨고 멋있으십니다. 앞으로도 지금처럼 좋은결과만 있기를 바라면서 항상 응원하겠습니다.
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    |2017.05.24
    좀 더 위를 향한 노고에 감탄이 절로 나옵니다. 원하는 결과가 나오길 기원합니다.
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    |2017.05.24
    수준높은 3D 공정을 연구하시는 동안 수 많은 시간과 끊임없는 노력이 있으셨을텐데 앞으로도 포기하지 않으시고 좋을 결과 있기를 바라겠습니다!
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    |2017.05.24
    전세계적으로 개발하기 힘든 공정인 전자빔을 이용한 금속 3D 프린팅 공정을 연구하시는 부분이 대단합니다. 좋은 결실 맺으시기 바라며 항상 응원하겠습니다.
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    |2017.05.23
    아직 금속의 3D 프린팅은 많은 비용이 들고. 생산성과 강도가 크게 좋아보이지는 않던데.. 앞으로 연구에서 이런 부분들이 어떻게 잘 개발이 될지 모르겟네요, 개인이 금속으로 3D프린팅이 된다면..엄청난 혁명이 될거 같긴 합니다만..ㅎㅎ
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