전기화학적 적층 제조 기술은 높은 성형 정밀도, 낮은 다공률, 열 응력 부재 등의 장점으로 인해 미세 나노 금속 구조 제조에 널리 주목받고 있다. 전기화학적 증착 기술의 3차원 성형 능력을 향상시키기 위해 첨가제를 조절하여 전기화학적 미세 유동 빔 3D 프린팅 미세 구리 구조물을 제작하는 방법을 제안하고 공정 매개변수를 최적화하였다. 첨가제 성분이 구리 결정에 미치는 미세 조절 작용을 상세히 분석하였으며, 이론적 유도를 통해 음극 표면의 침적 속도를 도출하고 수치 시뮬레이션으로 침적 과정 중 에너지 전달과 물질 이동을 탐구하였다. Taguchi 실험을 통해 공정 매개변수 범위를 예비 선별하고 상호작용을 설명하였다. Taguchi 실험 결과를 바탕으로 응답 표면 실험을 통해 공정 매개변수 범위를 더욱 축소하고 각 매개변수 간 영향을 설명하였다. 마지막으로 Taguchi 및 응답 표면 실험에서 도출된 최적 매개변수를 사용하여 다양한 크기의 미세 구리 기둥 및 나선 구조물을 3D 프린팅하였으며, 서로 다른 크기 구리 기둥의 평균 표면 거칠기 S_a는 0.065 μm, 나선 구조물의 표면 거칠기 S_a는 0.106~0.159 μm였다. 실험 결과는 첨가제 조절 전기화학적 미세 유동 빔 3D 프린팅 기술이 금속 3D 복합 구조물 및 부품을 정밀하게 제조할 수 있는 능력을 가지며 우수한 공학적 응용 가능성을 갖는다는 것을 보여주었다.

전기화학 증착; 미세 유동 빔; 3D 프린팅; 첨가제; 금속 적층 제조