Bosch Advanced Ceramics, 세계 최초의 3D 프린팅 세라믹 마이크로리액터 공개

Jan 14, 2024

Bosch Advanced Ceramics는 화학 회사인 BASF 및 Karlsruhe Institute of Technology(KIT)와 함께 기술 세라믹 재료로 만들어진 세계 최초의 3D 프린팅 마이크로반응기를 개발했습니다.

마이크로반응기는 화학 반응을 수용하고 촉진하도록 설계된 소규모 장치입니다. 이러한 반응으로 인해 발생하는 극단적인 조건을 견디기 위해 마이크로반응기는 고열과 부식성 조건 모두에서 안정적이어야 하지만 이러한 특성을 제공하는 재료는 거의 없습니다.

Bosch Advanced Ceramics는 이제 세라믹 기술에 대한 전문 지식과 적층 가공을 결합하여 독특한 응용을 가능하게 했습니다. BASF는 마이크로리액터를 일상적인 연구 응용 분야에 사용하고 있으며, 이를 통해 회사는 필요한 온도 조건에서 화학 반응을 모니터링할 수 있습니다.

Bosch Advanced Ceramics의 영업 관리자인 Klaus Prosiegel은 "화학 반응을 제어하고 모니터링하려면 반응기 내부에 경도, 내열성 및 복잡한 구조가 있어야 합니다."라고 말합니다. "3D 프린팅 기술 세라믹은 이러한 뛰어난 특성을 테이블에 제공합니다."

기술 세라믹 시장

연구 회사인 Data Bridge에 따르면, 전 세계 기술 세라믹 시장은 2029년까지 약 160억 유로의 가치가 있을 것으로 예상됩니다. 재료 종류는 매우 다양하며 다양한 부문에서 수요가 있습니다.

예를 들어, 의학 분야에서 Bosch Advanced Ceramics의 소재는 조직 절단과 출혈을 동시에 중지할 수 있는 양극성 가위를 제조하는 데 사용됩니다. 칼날의 금속을 통해 흐르는 전류는 조직을 가열하여 밀봉하고, 기술 세라믹은 금속 칼날이 단락되는 것을 방지하는 절연체 역할을 합니다. 보다 안전하고 빠른 수술이 가능합니다.

마찬가지로 에너지 부문에서도 이 회사의 기술 세라믹은 연료 전지 스택에 사용할 수 있는 뛰어난 내열성과 이온 전도성을 제공합니다. 모빌리티 산업에서는 거리 센서도 기술적인 세라믹으로 만드는 경우가 많아 운전자가 좁은 공간에 주차하는 데 도움이 됩니다.

3D 프린팅된 세라믹 마이크로반응기

수많은 첨단 응용 분야 속에서 Bosch는 기술 세라믹이 훌륭한 반응 챔버를 만들 수도 있다는 것을 인식했습니다. 문제는 이 특정 마이크로반응기에 필요한 복잡한 구조(기존 제조법으로는 불가능했던 구조)를 제작할 수 있는 생산 공정을 찾는 것이었습니다.

파트너들은 3D 프린팅을 선택함으로써 원자로에 기존 대형 원자로보다 더 적은 원자재와 훨씬 더 적은 에너지가 필요하다는 사실을 발견했습니다. BASF는 이제 3D 프린팅 장치를 사용하여 대규모 프로젝트로 진행하기 전에 소규모 실험을 수행하고 결과를 추정하고 있습니다.

Prosiegel은 "이것은 요리사가 메뉴에 요리를 추가하기 전에 먼저 소규모로 새로운 요리법을 시도하는 것과 같습니다."라고 설명합니다.

다음 단계로 진행되는 한, 파트너는 이제 BASF를 위해 정확히 동일한 디자인으로 10~20개의 반응기를 추가로 3D 프린팅할 계획입니다. Prosiegel은 또한 화학 분야 전체에서 기술 세라믹의 밝은 미래를 내다보며 결국 모든 실험실 도가니는 기술 세라믹으로 만들어진다고 말했습니다.

이것은 3D 프린팅된 세라믹 마이크로리액터의 첫 번째 사례일 수 있지만 에너지 산업에는 확실히 이전에도 3D 프린팅된 반응기 구성 요소가 있었습니다. 지난달에는 적층 제조된 연료 부품 세트가 스칸디나비아 전역의 원자력 발전소에 설치되었습니다. StrongHold AM 필터라고 명명된 핵연료 잔해 필터는 Westinghouse Electric Swedish에서 3D 프린팅했으며 최종 사용 승인을 받은 최초의 제품입니다.

다른 곳에서는 시애틀에 본사를 둔 USNC(Ultra Safe Nuclear Corporation)가 최근 탄화규소와 같은 내화성 재료를 사용하여 원자로용 부품을 3D 프린팅하는 새로운 방법을 허가했습니다. Oak Ridge National Laboratory에서 개발한 이 방법은 바인더 제트 3D 프린팅 기술과 화학 증기 침투 공정을 결합합니다.