재료성형 및 전산역학 실험실

기계공학부 김지훈

재료성형 및 전산역학 실험실은 금속 및 복합재료의 소성가공, 미세구조 해석, 첨단 성형공정 최적화 등 기계공학 분야의 핵심 연구를 수행하는 연구실입니다. 본 연구실은 멀티스케일 모델링, 결정소성 유한요소 해석, 대표체적요소(RVE) 기반 미세구조 분석 등 첨단 전산해석 기법을 활용하여, 금속 및 복합재의 미세구조와 기계적 특성의 상관관계를 정밀하게 규명하고 있습니다. 이를 통해 자동차, 항공, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 경량화, 고강도, 고신뢰성 부품의 설계 및 제조 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 실험실은 인공지능(AI) 및 데이터 기반의 공정 최적화 연구를 선도하고 있습니다. 인공신경망, 유전 알고리즘, 파티클 스웜 최적화 등 다양한 머신러닝 기법을 금속 성형, 분말성형, 적층제조, 마찰교반용접 등 다양한 공정에 적용하여, 공정 변수의 자동화된 최적 설계와 성형성 예측 정확도 향상에 기여하고 있습니다. 이러한 데이터 기반 접근법은 기존의 반복적 실험과 시뮬레이션에 비해 시간과 비용을 절감하며, 복잡한 공정 변수의 상호작용을 효과적으로 분석할 수 있습니다. 또한, 본 연구실은 첨단 복합재료 및 경량금속 소재의 개발과 성형 공정 혁신에도 주력하고 있습니다. 섬유강화 복합재, 알루미늄 및 마그네슘 합금, 티타늄 등 다양한 첨단 소재의 미세조직 특성 분석, 파손 및 내구성 평가, 신뢰성 향상 기술을 개발하고 있습니다. 이를 위해 전자현미경(EBSD) 기반 미세조직 분석, 결정소성 모델 파라미터 보정, 다양한 하중 조건에서의 미세구조 진화 시뮬레이션 등 실험과 전산해석을 융합한 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 산업계와의 협력 연구, 정부 및 국책과제 수행, 특허 및 논문 발표 등 다양한 연구성과를 창출하고 있습니다. 실제 산업 현장에 적용 가능한 공정 최적화, 신소재 설계, 경량화 부품 제조 등 실용적 문제 해결에 중점을 두고 있으며, 스마트 제조, 디지털 트윈, 공정 자동화 등 미래 제조기술의 핵심 기반을 마련하고 있습니다. 이와 같은 연구를 통해 재료성형 및 전산역학 실험실은 첨단 제조기술의 혁신을 이끌고, 경량화, 친환경, 고신뢰성 부품 제조 등 사회적 요구에 부응하는 연구성과를 지속적으로 창출하고 있습니다. 앞으로도 실험실은 기계공학 및 재료공학 분야의 융합연구를 통해, 미래 산업 발전에 기여하는 선도적 연구실로 자리매김할 것입니다.