Lab Overview

지능형 적층제조 연구실 (PNU Intelligent AM Lab)

부산대학교 기계공학부 · 지도교수 박상후
기계관 716호 · sanghu@pusan.ac.kr · 051-510-1011

1. 연구실 소개

지능형 적층제조 연구실은 레이저 기반 금속 적층제조(Metal Additive Manufacturing) 공정을 연구합니다. 금속 분말을 레이저로 녹여 쌓아 올리는 LP-DED(Laser Powder Directed Energy Deposition)와 L-PBF(Laser Powder Bed Fusion) 두 공정을 중심으로, 공정 개발부터 실시간 모니터링, 물성 예측, 설계 최적화까지 전 단계를 다룹니다.

연구실의 목표는 "만들어 보고 확인하는" 적층제조를 "만들기 전에 아는" 적층제조로 바꾸는 것입니다. 이를 위해 공정 중 발생하는 열·음향·광학 신호를 실시간으로 측정하고, 이를 시뮬레이션 및 기계학습 모델과 결합하여 최종 부품의 미세조직과 기계적 물성을 예측하는 디지털 트윈 체계를 구축하고 있습니다.

2. 주요 연구 영역

영역	내용
LP-DED 공정 효율	분말·가스 유량 동역학, 노즐 설계, 분말 비행 중 열적 거동, 고분말유량 조건의 공정 효율
인시츄 모니터링	음향 신호 기반 균열 검출, 적외선·광학 기반 열이력 측정, 이상 검출 및 적응형 공정 제어
하드페이싱 · 복합재 클래딩	SiC 단일 분말 하드페이싱, Inconel 625-TiC 복합 코팅, 다층 적층 클래딩, 금형·부품 표면 강화
기계학습 기반 최적화	공정 파라미터 다목적 최적화, 용융풀 이미지 기반 용입 깊이 예측, 데이터셋 구축
설계 최적화 (DfAM)	L-PBF용 형상설계 최적화, TPMS 격자구조, 위상최적화 부품의 잔류응력 저감 스캔전략
디지털 트윈	실시간 센서 ↔ 시뮬레이션·기계학습 ↔ 공정제어 폐루프, 공정-조직-물성-성능 인과사슬

3. 응용 분야

국방 — 지능형 적층제조 국방특화연구실(방위사업청), 경량구조체 및 물성예측 설계기술
항공·우주 — 한화에어로스페이스 R&D Hub, 항공엔진 부품 재제조
산업 부품 재제조·보수 — 금형 표면 강화, 마모 부품 재생, 내마모 코팅
에너지·열관리 — 차세대 열교환기, 연속 유동 혼합기

4. 연구 인프라

LP-DED 장비 (1 kW 급 광섬유 레이저)
적외선 열화상 카메라 기반 실시간 열이력 계측 시스템
표면 형상 프로파일러 (레이저 라인 스캐너)
미세조직 분석 — 광학현미경, 주사전자현미경(SEM/EBSD), 경도시험기
유한요소 해석 및 기계학습 전산 자원

5. 연구실 현황 (2026.07.20 기준)

항목	내용
구성원	지도교수 1인 · 박사후연구원 2인 · 박사과정 1인 · 석사과정 1인 · 학부연구생 2인
배출 인력	졸업생 37인
연구 성과	국제학술지 140편 · 국내학술지(KCI) 89편 · 국내특허 등록 32건(출원 48건) · 국제특허 등록 7건(출원 9건)
수상	연구실 누적 41건 (2014~2026)