소형 모듈 원자로(SMR)의 효율성과 안전성을 극대화하기 위해 혁신적인 레이저 클래딩 기술이 주목받고 있습니다. 연구진은 레이저 기반의 직접 에너지 적층(DED) 장치를 활용하여 원자로 냉각재와 접촉하는 부품의 표면을 내부식성 금속으로 얇게 코팅하는 성과를 거두었습니다. 특히 냉각재의 종류에 따라 최적의 합금 원소를 선택적으로 적용할 수 있다는 점이 이 기술의 핵심입니다. 이는 극한의 환경에서 소재를 보호하고 원자로의 수명을 연장하는 데 필수적인 역할을 수행하며, 현재 최대 1미터 길이의 핵연료 피복관 시제품 제작을 통해 그 실용성을 증명해 나가고 있습니다.

직접 에너지 적층(DED) 공정으로 제조된 클래딩부는 미세조직과 고온 기계적 성질뿐만 아니라 고온 냉각재 환경에서의 부식 평가를 통해 그 우수성을 입증하고 있습니다.

금속 3D 프린팅 분야에서도 한계를 뛰어넘는 새로운 원천 기술이 등장했습니다. 와이어 아크 적층 제조(WAAM) 기술을 활용한 ‘금속 3D 프린팅 펜’은 용접 토치가 움직이는 방향을 따라 금속 구조물을 자유롭게 적층하는 방식입니다. 용융 금속이 가진 표면 장력을 정교하게 제어함으로써, 중력의 영향을 받지 않고 3차원 공간에서 연속적으로 형상을 그려낼 수 있다는 것이 가장 큰 특징입니다. 마치 펜으로 그림을 그리듯 공중에 금속 구조물을 만들어내는 이 기술은 복잡한 자유 곡선을 가진 부품 제작에 특화되어 있어 제조 공정의 패러다임을 바꿀 것으로 기대됩니다.

이러한 첨단 소재 및 공정 기술들은 단순히 개별 부품의 성능 향상을 넘어 지속 가능한 산업 발전을 이끄는 핵심 동력이 되고 있습니다. 직접 에너지 적층(DED)을 통한 내구성 확보와 3차원 공간에서의 자유로운 형상 구현은 에너지 산업뿐만 아니라 다양한 기계 부품 설계에 혁신적인 가능성을 제시합니다. 특히 기존의 한계를 극복한 한붓그리기 방식의 적층 기술은 정교한 설계 기능을 강화하여 소재 기술의 세계적 경쟁력을 높여줍니다. 한국의 연구진이 주도하는 이러한 세계 최고 수준의 혁신은 미래 산업 현장에서 소재 강국으로서의 면모를 확고히 하는 밑거름이 될 것입니다.