UNIST(울산과학기술원)는 기계공학과 정임두(사진) 교수팀이 인공지능(AI)을 응용해 ‘금속 공정조건에 따라 예상되는 금속 표면 3D 형상’을 실제 데이터 기반으로 가상 제조하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

이 기술은 3D프린팅 기법 중 하나인 ‘직접 에너지 적층(DED) 공정’에 AI 기술을 더해 더욱 발전시킨 것.

DED 공정은 로켓 부품 등 대형 금속 부품 제조나, 수리가 어려운 파손 부품을 고치는 데 유용하다.

그러나 피로 특성에 크게 영향을 미치는 표면 특성을 제어하기가 어렵다고 알려져 있었다.

정임두 교수팀이 개발한 기술은 비숙련자도 쉽게 원하는 표면 특성을 얻을 수 있도록 AI가 DED 공정조건에 따라 예상되는 표면을 가상으로 만들어 낸다.

이 AI는 레이저 출력과 분말 분사속도, 스캔 속도에 따른 표면 스캔 이미지를 학습하고, 임의의 공정 입력에 대한 예상되는 가상 3D 표면을 만들 수 있다.

그 결과 다양한 공정조건에 따라 예상되는 금속 표면 이미지를 수초 만에 빠르게 만들 수 있게 됐다.

이는 실제 동일 공정으로 제조한 금속 표면의 특성을 잘 나타냈고, AI가 추천한 공정조건으로 제조된 표면은 미세조직적인 특성도 우수했다.

정임두 교수는 “제조업에서는 작업자의 숙련도에 따라 품질이 크게 좌우되는 경우가 많고 노하우를 가진 작업자의 부재 시 운영에 차질이 발생할 수 있다”며 “이번에 개발한 가상 제조 인공지능(AI) 같은 기술이 많이 개발될수록 공정 작업자에 따른 품질 편차를 낮추고 디지털화를 통한 궁극적 생산성 향상에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 결과는 제조 부문 국제학술지인 ‘버츄얼 앤 피지컬 프로토타이핑(Virtual and Physical Prototyping)’에 게재됐다. 정인준 기자