기계연, 저가 양산 가능한 미세가공 공정 기술 개발

기계연, 저가 양산 가능한 미세가공 공정 기술 개발
금속과 폴리머, 유리 등 다양한 소재 가능…저렴하게 무한 생산 기대
 

▲ 이제훈 박사가 초발수 표면을 찍어낼 수 있는 금형을 레이저 가공 기술을 통해 제작하고 있다.  ⓒ2011 HelloDD.com

레이저로 물이 묻지 않는 3차원의 초발수 표면을 양산하는 세계적 수준의 친환경 미세가공 공정 기술이 국내 최초로 개발됐다.

한국기계연구원은 28일 이제훈 광응용기계연구실 박사팀이 사출성형에 필요한 레이저 미세 금형 가공 기술을 개발함으로써 자정 효과를 가진 다양한 표면의 대량 생산이 가능해졌다고 밝혔다.

기존에 화학 코팅이나 포토 리소그래피 등으로 제작된 초발수 표면은 제품마다 일일이 직접 코팅하기 때문에 제작 비용이 비싼 데다 기능이 오래 지속되지 못해 상용화가 어려웠다. 또한 제작할 수 있는 소재에 제약이 있고 평면 위의 패턴만 찍어낼 수 있었다.

이번에 개발된 피코초 펄스 레이저를 이용한 미세 가공기술은 사출 성형에 필요한 곡면이나 3차원의 금형 표면에 마이크로 구조체를 직접 제작함으로서 금속과 폴리머, 유리 등 다양한 소재의 초발수성 표면을 값 싸게 무한히 생산할 수 있다. 뿐만 아니라 금형의 패턴을 조절해 거꾸로 초친수성 표면 제작에도 응용될 수 있다.

▲초발수 금형과 사출성형을 통한 플라스틱 표면의 물방울 접촉각 사진. ⓒ2011 HelloDD.com

제품 하나 하나의 표면을 처리해야 하는 화학 코팅이나 고가의 장비가 필요한 포토 리소그래피 방식에 비해 새로 개발된 기술은 반 영구적이며 환경친화적인 공정이어서 최근 전 세계적으로 주목받고 있는 첨단레이저 가공기술 가운데 선두 기술로 평가 받고 있다.

이제훈 박사는 "최근 글로벌 환경 규제의 강화로 기존의 기계적, 화학적 공정을 대체할 수 있는 청정 미세가공 공정 개발에 대한 요구가 늘고 있다"며 "새로 개발된 기술은 전자제품부터 의료기기에 이르기까지 응용분야가 무궁무진해 산업 전반에 적용될 수 있을 것"이라고 말했다.

한편 이 기술은 현재 국내특허가 출원된 상태로, 이번 연구결과는 레이저 미세 가공 분야에 권위 있는 저널인 'Japanese Journal of Applied Physics' 에 게재됐다.

◆ 용어설명

1. 초발수 표면 : 물방울이 잘 묻지 않은 표면. 물방울을 떨어뜨렸을 때 물방울을 접촉각이 150도 이상으로, 자기 세정효과(self-cleaning effect)가 있다.

2. 포토 리소그래피 : 반도체 제작 공정으로, 감광성 폴리머 코팅-패턴 마스크를 통한 노광-현상-에칭 등의 공정을 거쳐 미세패턴을 제작한다. 곡면이나 3차원 형상에는 패턴 제작이 불가능하고 소재의 제약이 있다. 

<대덕넷 임은희 기자> redant645@HelloDD.com      트위터 : @redant645

2011년 09월 28일