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[국내기사](MFG)[TCT KOREA 2018 컨퍼런스] 3D 프린팅, 어디로 가고 있을까?

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작성자 오가메디 작성일18-11-12 17:01 조회3,662회 댓글0건

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[TCT KOREA 2018 컨퍼런스] 3D 프린팅, 어디로 가고 있을까?

TCT 코리아는 수요자와 공급자 간 활발한 비즈니스의 장인 동시에, 3D 프린팅 분야의 세계적인 석학들을 만나 정보를 습득하고 새로운 비즈니스 창출의 기회를 모색하는 자리이기도 하다. 전시회 기간에 함께 개최된 컨퍼런스는 우주항공, 자동차, 전자, 의료 등 전방위적 분야에 걸쳐 3D 프린팅 기술을 활용할 수 있는 다양한 방안들을 제시했다.

1811tct01이미지 제공_TCT KOREA 사무국

대세는 바인더 제팅?

컨퍼런스에 연사로 참여한 업계 전문가들이 하나같이 입을 모아 하는 이야기는 ‘오랜 기간 프로토타입 제작 단계에 머물렀던 3D 프린팅 기술이 엔드 유즈 제품, 즉 실제 제품 생산에 아주 가까이 다가서고 있다’는 것이다. 더구나 최근 산업을 주도하고 있는 금속 적층 제조 기술에 대한 연구 개발이 활발히 진행되면서 3D 프린팅 양산 체재 도래에 대한 기대감도 증가하고 있다고.

기존에 많이 활용되던 금속 적층 제조 방식은 레이저나 전자빔으로 분말 또는 금속 표면의 용융과 응고를 반복하는 것이었다. 그러나 이같은 용융 방식은 생산 속도가 느리고, 제품 표면이 거칠고, 잔류 응력에 의한 변형이 일어나는 등 여러가지 문제점과 그로 인한 한계를 가지고 있는 상황이었다. 금속 분말 재료의 높은 가격과 제한된 생산 크기도 한계점으로 지적되고 있다.

이번 컨퍼런스의 기조 연설에 나선 한양대 ERICA 재료화학공학과 이재성 교수는 이같은 기술적 문제를 재료공학적 관점에서 해결할 수 있는 다양한 방안에 대해 제시했는데, 용융 없이 바인더를 이용해 분말을 결합시키는 Binder Assisted AM 방식이 가지고 있는 가능성을 특히 강조했다.

그는 “분말 야금계에서는 아주 오래전부터 분말 사출 성형 기술의 생산 능력을 높이 평가해왔다. 복잡하고 정교한 형상을 대량으로 생산할 수 있는 분말 사출 성형 기술은 여러 소재 가공 기술 중에서도 경제성과 복잡성에 대한 요구를 잘 만족시킬 수 있는 최적의 기술”이라며 “바인더를 활용한 적층 제조 방식은 분말 사출 성형과 유사한 부분이 많은 기술로, 분말 사출 성형 업계가 기존의 탈착 및 소결 기술을 사용해 적층 제조 부품을 생산하는 것을 가능케 하는 방식이기도 하다. 현재는 적층 가공 업계 내에서도 바인더 제팅 (Binder Jetting)처럼 바인더를 이용해 금속이나 세라믹을 결합시키는 기술 쪽으로 추세가 이동하고 있고, 전통적 제조 기술에 대한 이해를 바탕으로 요소 기술을 발전시켜 나가고 있는 상황이다. 이같은 발전이 꾸준히 이루어진다면 기존에 적층 제조의 한계로 꼽히던 생산 속도나 규모 문제를 극복하고 양산 체제에 도입되는 시간이 앞당겨질 수 있지 않을까 생각한다”고 설명했다.

한양대 ERICA 재료화학공학과 이재성 교수한양대 ERICA 재료화학공학과 이재성 교수(이미지 제공_TCT KOREA 사무국)

실제로 바인더 제팅 방식의 금속 3D 프린팅 제품이 업계에 활발히 등장하고 있는 요즘이다. 독일의 Voxeljet과 미국의 ExOne은 바인더 제팅 분야를 리드하는 대표적인 기업이 며, 지난 10월 미국 시카고에서 개최된 IMTS에서는 HP가 바인더 제팅 방식의 새로운 금속 3D 프린터를 출시해 많은 관심을 받았다. HP는 자사의 금속 3D 프린터가 낮은 재료비와 높은 퀄리티는 물론, 기존 금속 3D 프린터에 비해 50배 이상의 생산성을 제공한다고 설명하고 있다.

다양한 활용 사례 발표돼

이번 컨퍼런스에서는 자동차, 우주항공, 소재 및 공정, 의료, 소비재, 툴링 등 다양한 분야의 3D 프린팅 활용 방안이 발표되었다. 특히, 첫날 발표에서는 독일항공우주센터(DLR), 현대자동차 등에서 실제 산업 현장의 3D 프린팅 활용 사례들을 소개하여 눈길을 끌었다. 독일우주항공우주센터의 리서치 엔지니어 일리야 뮐러(Ilja Mueller)는 소형 위성 발사체 개발을 위한 SMILE(Small SAT Launcher) 프로젝트에서 진행한 인젝터 헤드 부품의 3D 프린팅 사례를 발표했다.

독일항공우주센터 리서치 엔지니어 일리야 뮐러독일항공우주센터 리서치 엔지니어 일리야 뮐러(이미지 제공_TCT KOREA 사무국)

LBM(Laser Beam Melting) 방식을 이용한 인젝터 헤드 제작을 통해 부품 단순화를 달성한 것은 가장 큰 성과다. 35개의 부품이 하나의 완전한 부품으로 병합되어 제작되기 때문에 시간과 비용이 모두 감소하는 결과를 얻었다고. 한 달 이상 걸리던 제작 기간은 최소 일주일로, 비용도 기존에 비해 3배 정도 줄었 다는 것이 일리야 뮐러의 설명이다. 현대자동차 신소재연구팀 조신후 책임연구원은 자동차 업계의 3D 프린팅 활용 방안을 여러 사례와 함께 발표했다. 일찍부터 시제품 제작에 3D 프린팅 기술을 활발히 활용해왔던 자동차 업계는 최근 지그 및 픽스처 등의 생산 툴, 더 나아가서는 파이널 파트까지도 그 활용 영역을 넓혀가고 있다. 현대자동차 역시 금형 생산에 3D 프린팅 기술을 적극 이용하고 있다. 양산 전 부품 검증을 위해 제작하는 수많은 금형의 코어를 3D 프린팅으로 만들고 있는 것. 마더몰드와 코어몰드의 열팽창계수 차이로 발생하는 크랙 문제를 해결하기 위해 자체적으로 지오폴리머 소재를 개발하고, 지오폴리머 전용 3D 프린터도 개발했다. 이를 통해 금형 제작 기간 및 비용을 절감한 현대자동차는 추후 3D 프린팅, 또 최근 부상하고 있는 4D 프린팅 기술을 양산 모델에 적용할 수 있는 방법에 대한 고민을 지속해 나갈 예정이다.

 

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