• 회원가입
  • |
  • 로그인
  • |
  • 장바구니
  • News
    뉴스 신제품 신간 Culture & Life
  • 강좌/특집
    특집 강좌 자료창고 갤러리
  • 리뷰
    리뷰
  • 매거진
    목차 및 부록보기 잡지 세션별 성격 뉴스레터 정기구독안내 정기구독하기 지난호 및 기사 PDF구입
  • 행사/이벤트
    행사 전체보기 캐드앤그래픽스 행사
  • CNG TV
    방송리스트 방송 다시보기 공지사항
  • 커뮤니티
    업체홍보 공지사항 설문조사 자유게시판 Q&A게시판 구인구직
  • 디렉토리
    디렉토리 전체보기 소프트웨어 공급업체 하드웨어 공급업체 기계관련 서비스 건축관련 업체 및 서비스 교육기관/학원 관련DB 추천 사이트
  • 회사소개
    회사소개 회사연혁 출판사업부 광고안내 제휴 및 협력제안 회사조직 및 연락처 오시는길
  • 고객지원센터
    고객지원 Q&A 이메일 문의 기사제보 및 기고 개인정보 취급방침 기타 결제 (코리아 그래픽스 컨퍼런스)
  • 쇼핑몰
[피플] 쓰리디시스템즈코리아 백소령 본부장
2018-08-31 3,724 0

적층제조를 통한 미래 제조업의 방향 제시

 


최근 적층제조(AM) 기술을 활용하는 선진 제조기업들이 어떻게 부품/제품을 설계하고 디자인할 것인가에 대해 도전과 검증의 결과를 도출하면서 적층제조에 의미심장한 도전의 변화가 일고 있다. 이러한 일련의 트렌드에 따라 쓰리디시스템즈코리아 백소령 본부장은 적층제조 도입과 적용을 고민하는 제조 산업계의 동향과 향후 계획에 대해 소개했다.   ■ 이예지 기자


최근 적층제조 기술의 트렌드가 있다면


국내에서와는 달리 해외에서는 3D 프린터를 이용해 실제로 제품을 양산하는 사례가 지속적으로 증가해 왔다. 지금까지는 주로 다품종 소량생산의 고부가가치화가 가능한 항공이나 의료 분야를 중심으로 3D 프린팅 산업이 성장해 왔다. 

주목할 만한 점은 대량생산체제의 특성상 3D 프린팅을 통한 양산이 쉽지 않았던 자동차 산업에서도 최근 변화가 생겼다는 것이다. 몇몇 글로벌 자동차 제조사들이 애프터마켓(부품시장)을 중심으로 3D 프린팅을 이용한 개인 맞춤형(Personalize) 부품 제공 서비스를 도입하면서 3D 프린팅이 보다 더 대중화되는 전기가 될 것으로 기대된다. 

이러한 3D 프린팅의 대중화 추세에 따라 글로벌 제조사들이 회사 내부에 자체적으로 적층제조 연구센터(Additive Manufacturing Center)를 설립하는 등 내부 조직의 변화의 필요성에 대해 인식하기 시작한 점도 향후 3D 프린팅 산업 발전에 영향을 미칠 주목할 만한 변화로 평가된다.


국내 3D 프린팅 시장 동향은


국내 시장에서는 최근 3D 프린팅 업체들의 출력 서비스 사업이 활기를 띠기 시작했다. 해외에서는 이미 3D 프린팅 장비보다 출력 서비스 시장 규모가 클 정도로 성장했으며, 현재는 글로벌 제조사들이 이러한 아웃소싱 구조를 넘어 자체 인하우스(In-House) 센터를 구축할 정도로 3D 프린팅 산업이 빠르게 발전해 가고 있다. 이에 반해 국내는 주요 3D 프린팅 기업들이 최근에야 비로소 출력 서비스 사업을 시작하는 등 한 단계 더딘 속도를 보이고 있다. 그러나 아직 기술의 생소함으로 도입을 주저하고 있는 기업들에 3D 프린팅의 효용성을 알리고 자사의 기술력을 선보이기 위한 수단으로 주요 3D 프린팅 기업들이 출력 서비스 사업을 적극 활용하기 시작하면서 향후 국내 출력 서비스 시장도 성장이 기대되고 있다.

또 하나의 주요 이슈는 DfAM(Design for Additive Manufacturing : 적층가공을 위한 설계 최적화)이다. DfAM이란 적층가공이라는 제조공법의 특장점을 극대화하여 제품생산에 있어서 시간적 및 비용적 생산성을 극대화하는 공정을 말한다. 즉, DfAM은 제품 개발 및 제조 공정 상에서 공정의 단계를 최소화하고, 제품의 기능적, 성능적 효과를 극대화하여 현재 제품보다 업그레이드된 성능의 제품을 보다 빠르고 낮은 단가로 양산하기 위해 적층가공 기술을 접목한 설계 접근법이라고 할 수 있다. 

3D 프린터가 가지고 있는 한계를 이야기할 때 속도가 느린 점을 꼽는데, DfAM을 접목하게 되면 생산성이 월등히 높아지고 기능, 성능이 좋아진다는 것은 국내에서도 인식하기 시작했다. 기존 대비 작업 공정의 획기적 단축이 가능해지면서 생산성을 높일 수 있다는 인식들을 갖게 된 것이다. 그 인식에 맞춰서 DfAM에 대한 연습이 많이 되어야 한다. 외국은 이미 그런 과정을 거쳐서 양산 아이템들이 개발됐고 이 공정을 내부에서 구현하기 위해서 적층제조 연구센터들이 회사 내부에 생기고 있다. 그리고 DfAM에 대한 연구들이 더 심도 있게 진행이 되고 있다. 국내도 기업에서는 제품 양산을 위한 적층제조 조직의 신설을 통해 조직 차원의 변화와 융합이 요구되며, 정부에서는 센터 위주의 지원보다는 수요와 연계될 수 있는 보다 실질적인 지원이 필요하다.

 


▲ 기공유발 가스 배출 벤트 및 사이프 일체형 타이어 몰드(출처 : 3D SYSTEMS) 


3D 프린팅 기술을 활용할 때 이점 및 기대효과가 있다면


우선, 공정을 획기적으로 단축할 수 있다는 것이다. 예를 들면, 자동차부품 제조 시 기존의 공정으로는 어떤 부품 300개를 가지고 조립해서 하나의 모듈을 만들었다면, 3D 프린팅 기술을 이용하면 동일 모듈을 완성할 수 있는 부품 수를 10개 내외로 줄일 수 있다. 설계가 바뀌면서 제조 공정 라인이 획기적으로 줄어드는 것이다.

두 번째로는 기능을 보다 향상시킬 수 있다는 것이다. 예전에는 기능을 높이기 위해서 CAE(Computer Aided Engineering) 해석을 많이 했었다. 그러나 수많은 변수들로 인해 해석한 데이터와 실제 생산 시의 괴리감이 굉장히 높았으며, 시뮬레이션만 해보고 참조 데이터로 남게 되는 경우가 많았다. 이에 반해 3D 프린팅은 형상 구현의 자유도가 놓아 해석한 결과대로 제작이 가능해지면서 기능을 최적화하는 것 또한 가능해지게 되었다.

이렇듯 공정의 단축과 기능의 향상을 3D 프린팅의 최대 장점으로 꼽을 수 있다.


3D 프린팅 기술 활용이 활발한 의료분야의 최근 동향은 어떠한가


의료 시장에서 3D 프린터를 이용한 활용 분야는 크게 신체의 구조를 형성하는 기본 스트럭처(Structure) 분야와 소프트 티슈(Soft Tissue)로 구성된 장기 시술 분야, 그리고 몸에 부착하는 웨어러블 분야 이렇게 세 가지 분야로 나눌 수 있다.

보청기나 치아보철물, 의수·의족 등 웨어러블의 3D 프린팅 기술 활용은 현재 많이 보편화가 되었지만 3D 프린팅 기술 선진국들과 우리나라의 차이점은 선진국들은 자체 공장 센터를 구축하고 대규모의 양산을 하고 있다는 점이다. 국내는 관련 업계가 워낙 영세한 탓에 센터 공장화는 고사하고 3D 프린팅 장비 도입 자체가 어려운 실정인 곳이 많다.

스트럭처 분야에서는 노인이 되면 많이 하게 되는 고관절, 슬관절, 인공관절 등의 시술 시, 지금까지는 생체적합형 티타늄 계열로 마치 기성복처럼 만들어진 인공뼈를 사용해 왔다. 하지만 3D 프린팅 기술의 발전으로 이제는 기성품 같은 뼈가 아니라 개개인의 몸을 스캔해 보고 각자의 몸에 맞는 맞춤형의 고관절, 슬관절 등의 인공뼈를 만들 수 있게 되었다. 또한, 인공뼈를 삽입할 경우 표면에 별도의 스캐펄드(Scaffold) 형식이나 다공구조를 만들어서 골융합이 잘 이루어질 수 있게 해야 하는데 형상이 미세하고 복잡해서 기존에는 만들지 못했던 것을 3D 프린터가 가능하게 함으로써 현재는 인공관절 분야에서도 3D 프린터의 활용도가 높아졌다.

소프트 티슈 분야는 현재까지는 3D 프린팅을 이용한 인공장기의 직접적인 이식은 불가능하나 복잡한 장기의 내부구조로 인한 난해한 수술 시, 실제 장기와 매우 유사한 모양과 소재의 모형을 3D 프린터로 제작해 수술 전 미리 시술 시뮬레이션을 해볼 수 있는 용도로 활용되고 있다. 특히 헬스케어 센터의 구축으로 헬스케어 분야에 강점을 가지고 있는 쓰리디시스템즈는 이러한 시술 임상 케이스를 수백만 건 이상 진행해 왔다. 의료분야도 제조산업군과 마찬가지로 이전의 아웃소싱 형태에서 이제는 병원 자체적으로 관련 센터(Point of Care)를 구축하는 방향으로 변화하고 있는 추세이다.

 


▲ 냉각 채널 일체형 금형(출처 : 3D SYSTEMS)


국내 3D 프린팅 시장에서 시급한 과제가 있다면


국내 3D 프린팅 시장에서 가장 시급한 과제는 3D 프린팅 출력을 직접 경험해 보는 일이다. 그동안 해외의 성공 사례들은 이미 수없이 많이 접해 왔다. 이제는 도입을 고민해 볼 때가 아니라 직접 경험을 해봐야 할 때이다. 데이터를 많이 만져보고, 어떤 데이터로 출력했을 때 더 효과적인지, 원하는 데이터대로 출력하기 위해서는 어떻게 데이터를 변경해야 되는지 등을 직접 출력을 해보면서 배우고 이해해야 될 때이다.


향후 쓰리디시스템즈의 계획은


국내에서는 3D 프린팅 산업이 보다 활성화될 수 있도록 3D 프린팅 관련 교육 사업을 지속적으로 해나갈 계획이다. 또한 제조공정에 대한 어려움을 고민하고 있는 분들을 위해 CIC(Customer Innovation Center)를 통한 컨설팅이나 공정연구를 지원하는 프로그램을 운영해 나갈 계획이다.

쓰리디시스템즈가 글로벌 시장에서 초점을 맞추고 있는 것은 공장 자동화 솔루션이다. 생산 속도를 향상시키면서 자동화 양산라인 구축이 가능한 신제품들을 플라스틱과 금속 분야에서 계속해서 출시하고 있으며, 자동화 시스템을 컨트롤할 수 있는 ‘3D 커넥트’라는 소프트웨어도 론칭할 예정이다. 여기에 품질관리를 모니터링할 수 있는 ‘3D 비전’이 더해져 토털 공장 솔루션을 완성시키는 것을 목표로 하고 있다. 토털 공장 솔루션에서 한 발 더 나아가 쓰리디시스템즈가 준비하고 있는 다음 단계는 바로 인더스트리 4.0에 발맞춘 공장 지능화이다. 이와 관련하여 쓰리디시스템즈는 최근 미국의 한 AI 업체와 공동으로 프로젝트를 발표하기도 했다.
 

 

기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

#태그

3D 프린팅
적층제조
AM
의료

이예지 yjlee@cadgraphics.co.kr

출처 : 캐드앤그래픽스 2018년 9월호

댓글 0

로그인 후 댓글을 달수있습니다
등록된 코멘트가 없습니다.