‘인지 가능한 스테인리스 금속 부품’ 연구 개발 성공
스테인리스강 나사 풀림 위험 감지-타격 물체 인식 가능

울산과학기술원(UNIST)이 내외부 변형 요인을 구별할 수 있는 스마트 스테인리스 부품개발에 성공했다. 해당 기술은 일반 철강재와 타티늄합금, 알루미늄 등으로도 응용될 전망이다.

UNIST 기계공학과 정임두 교수 연구팀은 ‘인지 가능한 스테인리스 금속 부품’을 연구 개발했다고 공개했다. 이는 스테인리스강 나사 풀림의 위험을 인식하거나 부품에 충격을 가한 물체를 구분할 수 있는 기술이다. 또한 연구팀은 인공지능 기술과 증강현실 융합기술로 금속 부품 단위의 디지털 트윈 구현에도 성공했다.

이번 연구는 한국재료연구원과 포스텍, 경상국립대, 미국 조지아공대, 싱가포르 난양공대 등과 함께 공동으로 진행됐다. 연구팀이 개발한 내용은 스테인리스 금속 부품 제조 과정에서 변형 센서를 심어 물리적인 상태를 반영하는 데이터를 얻은 뒤, 인공지능 분석을 통해 금속 부품 스스로 상태를 감지하도록 하는 기술이다.

이 지능형 스테인리스 금속 부품은 스스로 주변 고정 나사의 풀림 정도와 풀린 나사 위치 등을 약 90%의 정확도로 감지할 수 있었다. 아울러 지능형 스테인리스 금속 부품은 자신을 타격한 물건의 종류(손, 망치, 스패너 등)를 구별할 수 있다.

또한 연구진은 디지털 트윈 금속부품을 통해 혼합현실에서 해당 금속 외부·내부 응력 분포 변화를 실시간으로 확인할 수 있도록 조치했다.

연구팀은 섭씨 1,000도 이상의 고온 금속 성형 공정을 해결하기 위해 독자적으로 보유한 ‘금속 성형 센서 삽입 기술’을 활용했다. 금속 성형 센서 삽입 기술은 분말 재료 위에 고온의 레이저를 조사해 선택적으로 결합시키는 금속 3D 프린팅 방식 중 하나로 정교한 프린팅이 가능하다. 이번 연구로 다양한 유형의 철강금속 부품에 대한 디지털화 및 AI(인공지능) 적용도 가능해질 것으로 기대되고 있다.

정임두 UNIST 교수는 “이번 연구 결과는 스테인리스 금속 부품만이 아닌 일반 철강이나 알루미늄, 티타늄 합금 등 제조업에 쓰이는 일반적인 다양한 기계 부품에 응용이 가능하다”라며 “기존의 완성차와 항공우주, 원자력·의료기기 산업의 디지털 전환을 이끌어 내는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 밝혔다.