GIST(광주과학기술원·총장 문승현)는 이용구·이종호·설재훈·함성일 기전공학부 교수 연구팀으로 구성된 '4D 프린팅 사업단'이 미래창조과학부와 정보통신기술진흥센터가 추진하는 4D 프린팅 시뮬레이터 기술 개발 사업자로 선정, 개발에 나선다고 2일 밝혔다. 3년 간 19억 원 규모의 연구비를 지원받는다.

4D 프린팅 기술은 3D 프린팅에 4차원 개념인 '시간'을 적용하는 것으로, 3D 프린팅 기술을 이용해 출력된 결과물이 외부 환경 요소의 변화에 맞춰 예측된 형태로 변화되도록 유도하는 것을 말한다. 4D 프린팅 기술을 적용하면 3D 프린터의 출력 크기의 한계에서 벗어나 결과물의 크기를 확장시킬 수 있다.

예를 들어 30cm의 정육면체의 결과물이 더 큰 형태의 의자와 같은 가구, 자동차 범퍼와 같은 제품으로 변형이 가능한 것.

이 기술은 제품 제작에서 공간의 제약을 받지 않을 뿐만 아니라, 외부 환경에 따라 스스로 조립되기 때문에 조립의 수고를 덜 수도 있다. 역으로 자가 해체도 가능해 축소된 형태의 제작을 통해 물류 비용도 감소시킬 수 있다.  이와 함께 건설·생산·우주 등 공간적인 제약이 있는 다양한 분야에 적용될 수도 있다.

연구팀은 이번 사업을 위해 각 연구실의 전문성에 따라 역할을 분담 수행할 예정이다.

이용구·함성일 교수 연구팀은 4D 프린팅 시뮬레이터 소프트웨어 개발 및 웹 서버 구축을 중점적으로 수행하며, 이종호 교수 연구팀은 스마트 소재를 발굴하고 온도·습도 등 환경에 따른 해당 소재의 물리적 특징을 표준화 한다. 또 설재훈 교수 연구팀은 스마트 소재를 발굴하고 다양한 3D 구조체의 설계 데이터베이스를 구축할 계획이다.

연구팀은 앞으로 온도·습도·pH(수소이온농도) 등 외부 환경과 3D 프린팅 소재 등에 따른 예측 값을 표준화해 시뮬레이션 프로그램에 추가할 수 있도록 쉽게 설계하고, 이를 다른 연구자들이 공유할 수 있도록 온라인에서 서버를 구축해 공개할 예정이다.

이용구 교수는 "3D 프린팅 분야에서는 한국이 후발주자이지만 4D 프린팅 기술은 세계적으로도 아직 태동기에 불과하다"며 "연구팀이 개발할 시뮬레이션 프로그램은 한국이 4D 프린팅 분야의 선도자가 되는 견인차 역할을 할 것으로 기대된다"고 밝혔다.