기술 개요
“소재의 조성·기공·표면 기능과 출력 환경을 함께 제어해 정밀 성형과 기능성 구현을 지원하는 광경화 3D 프린팅 기술입니다.”
산업 별 활용 방안
맞춤형 치과 보철물·치과 소재를 제조하는 기업·기관
환자별 형상과 색조 요구가 다른 보철물을 제작하는 기업·기관은 심미성, 적합도, 소재 기능을 동시에 관리해야 하는 어려움이 있습니다. 본 기술을 활용하면 연속 색조 지르코니아 성형 공정과 항균·방오 기능성 레진 소재를 맞춤형 보철물 제조 개발에 적용할 수 있습니다. 기존 디지털 설계와 광경화 출력 체계를 유지하면서 소재 조성 검토, 시제품 제작, 공정 조건 최적화 단계부터 결합할 수 있습니다.
다공성 세라믹 부품을 개발하는 소재·부품 기업
필터, 촉매 지지체, 에너지·화학용 부품을 개발하는 기업은 복잡한 외형과 내부 기공 구조를 함께 설계하고 제조하는 데 어려움을 겪습니다. 캠핀 기반 슬러리와 열적 유도 상분리 공정을 적용해 연결 기공을 갖는 다공성 세라믹 구조체의 형상과 미세구조를 함께 설계할 수 있습니다. 목표 기공 구조와 사용 환경을 정한 뒤 소재 조성, 출력 조건, 소결 조건을 단계적으로 검토하는 방식으로 도입할 수 있습니다.
광경화 3D 프린터·소재를 상용화하는 장비·소재 기업
세라믹 3D 프린터와 소재를 상용화하는 기업은 새 소재를 적용할 때 슬러리 침전, 도포 불균일, 온습도 변화에 따른 출력 편차를 관리해야 합니다. 압출·닥터 블레이드·선택 광경화와 챔버 환경 제어를 결합해 소재와 장비를 함께 최적화하는 출력 플랫폼으로 활용할 수 있습니다. 전체 장비를 즉시 교체하기보다 슬러리 공급, 도포, 환경 제어 모듈과 소재 조성을 순차적으로 검증하며 결합할 수 있습니다.
기술 설명
어떤 기술인가요?
광경화 3D 프린팅은 빛을 쬐면 굳는 액상 소재를 설계 형상대로 층층이 굳혀 복잡한 부품을 만드는 제조 방식입니다. 본 기술 포트폴리오는 세라믹과 치과용 레진의 소재 설계부터 출력 장치까지 연결하는 광경화 적층제조 기술로, 색조와 투과율이 연속적으로 달라지는 지르코니아를 정밀 성형하고(특허 1), 연결된 미세 기공을 포함한 다공성 세라믹 구조를 제어하며(특허 2), 세균 부착 및 단백질 흡착을 줄이도록 설계한 치과용 레진을 제조하고(특허 3), 온도·습도·슬러리 도포를 제어하는 장치로 출력 조건을 안정화하는(특허 4) 기법으로 맞춤형 기능성 소재의 재현 가능한 제조를 지원합니다.
어떤 문제를 해결하나요?
1. 색조가 다른 세라믹의 형상 정밀도 저하
치과 보철물처럼 자연스러운 색조와 투과율 변화가 필요한 제품은 단일 색상 소재만으로 구현하기 어렵습니다. 색조가 다른 지르코니아 슬러리는 빛에 굳는 속도가 달라 혼합·적층 시 과경화, 층간 분리, 설계 형상과의 오차가 발생할 수 있습니다. 조성별 광경화 조건과 혼합 비율을 제어해 연속적인 색조 구배와 균일한 적층 두께를 함께 구현합니다.
2. 다공성 세라믹의 기공 구조 제어 한계
필터, 촉매 지지체, 생체재료용 지지체처럼 물질 이동이 필요한 다공성 세라믹은 기공 크기와 연결 구조를 용도에 맞게 설계해야 합니다. 기존 동결주조 방식은 기공도를 바꾸면 상분리 온도와 출력 조건도 함께 달라져 공정 관리가 복잡해질 수 있습니다. 캠핀과 혼합 포토폴리머의 조성 및 열처리 조건을 조절해 설계 기공, 연결 마이크로 기공, 나노 수준 기공을 갖는 구조체를 제조합니다.
3. 기능성 소재 출력의 공정 안정성 부족
세라믹 슬러리는 분말 침전, 수분 흡착, 블레이드 부착과 같은 문제로 층마다 도포 상태가 달라질 수 있으며, 기능성 치과 레진은 흐름성·광경화 후 강도·표면 기능을 함께 충족해야 합니다. 온도·습도 제어 챔버와 균일 도포 장치로 세라믹 적층 환경을 관리하고, 항균·방오 첨가제를 균일하게 용해한 레진 조성으로 출력성과 기능성의 양립을 지원합니다.
연구자 및 특허 소개
고영학
고려대학교 바이오의공학과
現 고려대학교 바이오의공학과 교수
고려대학교 보건과학대학 치기공학과 교수
前 대구가톨릭대학교 전임강사
前 서울대학교 조교수
前 미국 미시건대학교 연구원
“저희 연구는 광경화 기반 3D 프린팅을 활용해 지르코니아 세라믹, 다공성 세라믹 구조체, 기능성 치과용 레진, 전용 출력 장치까지 다루는 고기능성 적층제조 기술입니다. 맞춤형 의료·치과용 보철물, 고성능 세라믹 부품, 3D 프린팅 소재·장비를 개발하는 기업은 소재의 미세구조와 정밀 성형 조건을 함께 설계하는 데 활용할 수 있습니다. 특허 이전과 시제품 제작 고도화 자문, 소재·장비 기업과의 공동 연구를 통해 실제 적용 조건을 검토하고 사업화 협력을 지원하고자 합니다.”
기술과 관련된 특허 4건
FAQ
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문의와 검토 과정에는 비용이 발생하지 않습니다. 기술 도입 조건은 이후 연구기관과 협의해 정하게 됩니다.
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