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R&D

차세대 PAM 3D 프린터

Pellet Additive Manufacturing — 펠릿 기반 대형 적층 제조 기술 개발

PAM 3D 프린터
Research Background

Why PAM?

기존 FFF 방식의 한계

  • 필라멘트로 가공된 소재만 사용 가능 — 엔지니어 플라스틱 실제 이용 불가
  • 필라멘트 가공비 포함 시 펠릿 대비 소재 비용 약 6배 이상 높음
  • 1~3kg 단위 스풀 교체 필요 — 대형 파트 출력 중 강제 중단 발생
  • 소형 노즐(Ø1.75mm) 구조상 대형 산업 부품 출력 속도·비용 비효율

PAM 방식의 장점

  • 소재비 1/6 수준산업용 펠릿 원재료 직접 사용, 가공비 없음
  • 최대 2,000mm 출력2,000×1,500×1,000mm 대형 구조물 조형 가능
  • CF 복합재 적용 가능ABA-CF 등 CF 복합재 사용 가능, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱은 스크류 강도 문제로 아직 미지원
  • 연속 무중단 출력컴프레서 자동 공급으로 소재 교체 없이 대형 파트 완성
항목FFFPAM
소재 형태필라멘트 (Ø1.75 / 2.85mm)산업용 펠릿
소재 비용높음 (가공비 포함 6배↑)낮음 (원재료 직접 사용)
최대 출력 크기600 mm 이하2,000 mm 이상
압출 유량< 0.1 kg/h최대 10 kg/h
소재 다양성제한적PEEK · ULTEM · CF 복합재 포함
Technology Overview

기술 개요

PAM 작동 원리 — Pellet Additive Manufacturing

DRYER90~120°C · 2hSTEP 01HOPPERSCREWmax 450°CNOZZLEØ5~10mmSTEP 02BUILD PLATFORMHTeflon RingHot Bed 110°CSTEP 03POST PROCESSCNC FinishingSurface TreatmentSTEP 04Build Size : 2,000 × 1,500 × 1,000 mm
스크류 압출기가열 구간 (최대 450°C)적층 레이어재료·신호 흐름
STEP 01

펠릿 건조·공급

드라이어에서 소재별 90~120°C, 2시간 건조 후 컴프레서로 호퍼에 자동 공급

STEP 02

용융 압출

싱글 스크류 압출기(최대 450°C)가 펠릿을 용융·가소화하여 정량 토출

STEP 03

적층 조형

대형 노즐(5~10mm)이 레이어별 정밀 적층, 테프론 링으로 공극 압착 제거

STEP 04

후처리

냉각 안정화 후 CNC 마감 가공 또는 표면 처리로 최종 품질 확보

Research Roadmap

연구 로드맵

2020–21완료

1·2차년도 — 기초 연구

  • 스크류 압출기 요소 모듈 개발
  • ULTEM·PEEK 적용 압출기 기초 설계
  • 고온 챔버(150°C) 모듈 개발
2022–23완료

3·4차년도 — 프로토타입

  • 300×300×300mm PAM 장비 개발 완료
  • 2,000×1,500×1,000mm 대형 장비 개발
  • ABS·PLA·ABS-CF 소재 출력 실증
2024–25완료

5차년도 — 장비 고도화

  • 10kg/h급 25파이 스크류 압출기 개발
  • 냉각-압착 시스템(테프론 링) 개발
  • 가구 디자인 출력 → 영국 전시회 납품
2025–26진행 중

6차년도 — 상용화

  • 유량·압력 보정 알고리즘 적용
  • CF·GF 복합재 잼방지 기구 개발
  • 제품 양산 서비스 런칭
Expected Impact

기대 효과

1/6

소재 비용 수준

FFF 필라멘트 대비 펠릿 원가

10kg/h

압출 유량

6차년도 개발 압출기 기준

2,000mm

최대 출력 길이

2,000×1,500×1,000mm 빌드

300°C

최대 압출 온도

슈퍼 엔지니어링 수지 대응

Achievements

관련 성과

특허 (2)

  • 스크류 방식의 3D 프린터 압출 장치 및 이의 동작 방법 (출원번호: 제 10-2022-0029336호)
  • 펠렛을 가공하는 방법 및 이를 수행하는 펠렛 적층 절삭 가공 장치 (출원번호: 제 10-2021-0000561호)

수상·인증 (2)

  • GRRC 기술이전 2건 (누적) — 참여 중소기업 기술 이전 완료
  • 가구 디자인 출력 수주 → 영국 디자인 전시회 출품 제품 납품 (2024)

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