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[참관기]주승환 한국적층제조사용자협회(K-AMUG) 회장
‘폼넥스트(Formnext:적층제조 전시회) 2017’

적층제조시대, 3D프린팅 저가·대형·소재 다양·자동화 급물살



대형 선박을 제작하기 위한 3D프린팅 소재 및 기술을 오토데스크,사비나,리브레아사가 개발했다. 선박 모델을 두고 필자(左)가 사비나 소재 담당자와 기념촬영을 했다.
TCT 주최로 지난 2015년부터 매해 프랑크푸르트에서 열리고 있는 폼넥스트(Formnext)는 미국의 래피드(Rapid), AMUGexpo(미국 적층제조사용자협회 기술 및 전시회)와 더불어 세계 3대 적층제조(3D프린팅) 전문전시회로서 주로 산업용에 초점이 맞춰져 있다.

지난 11월14일부터 17일까지 프랑크푸르트 메세 전시장에서 개최된 이번 폼넥스트에서는 33개국 471개의 회사가 전시를 했는데 참가규모가 2015년 대비 53% 이상 늘어난 수치다. 또한 지난해만 해도 전시장 1층(18,700㎡) 규모로 열렸는데 올해는 1층과 3층까지 총 28,000㎡ 규모로 두배 이상 확장되면서 적층제조시대가 본격화 되고 있음을 느낄 수 있었다.

이번 전시회에는 머터리얼라이즈, 3D시스템즈, 오알레이저, Additive Industries, Arburg, Arcam, BigRep, 컨셉레이저, Dassault, 엔비전텍, EOS, Formlabs, FIT, HP, Keyence, Prodways, Renishaw, Ricoh, Sisma, SLM 솔루션즈, 스트라타시스, 트럼프, 복셀젯, XJet 등 세계 내로라 하는 유명기업들이 대거 출품했다. 데스크탑 메탈, GE Additive 등도 처음 부스를 마련했다.
3D프린팅 생산에 필요한 가스제어 장치 공급기업 Inert. 적층제조시대에 진입하면서 이에 필요한 보조장치 업체의 전시가 늘어난 것이 특징이다.
특히 기존 장비업체가 대거 참여했다는 것이 눈에 띈다. DMG-Mori/Sauer, Hage, Hermle, Matsuura, Sodick 등이 최근 개발한 하이브리드 장비를 전시 했고, 나아가 측정장비 업체 후처리장비 업체까지 참여가 확대됐다. Faro, Joke, Nikon, Wenzel, Werth Messtechnik과 K-AMUG 회원사인 Inert 등이 출품했고, 소프트웨어 관련 기업인 Additive Works, 알테어, 다쏘시스템, IKOffice, MachineWorks, Sigma Labs 등도 출품하는 등 다양한 업체의 참여가 확대된 것이 새로운 점이다.

이밖에도 3D프린팅 디자인에서 연속 제작에 이르기까지 부품 및 제품을 효율적으로 구현하기 위한 산업 도구, 재료, 기계 공학, 계측, 프로토 타이핑, 제품 처리, 액세서리 및 기타 분야의 유명 제조업체 뿐 아니라 추가 제조기술 분야의 세계 유수 제조업체들이 참여했다.
nipa와 Kotra가 조성한 한국관에는 캐리마, 씨에이텍, 에이팀벤처스, 오픈크리에이터즈 등이 출품했다.
‘중소기업이 어떻게 적층제조(AM) 시장에 진입할 것인가’라는 주제로 열린 2시간짜리 세미나가 인기를 끌었고, AM4U(AM for you)라는 주제로 인력 네트워크 구성, 구인 구직 등에 대한 행사도 열리는 등 다채로운 부대행사가 진행되었다. 세미나는 54개의 주제로, 에어버스, Deutsche Bahn, 하니웰, Premium Aerotec, 폭스바겐 등 세계 유수의 업체가 30여개의 실제 산업 적용 사례를 발표하였다.

한국기업은 울산지역 기업인 센트롤, 캐리마, 씨에이텍을 비롯해 오픈크레이터즈 등 10개 기업이 참가했다.

유럽을 방문 중인 오규택 울산시 경제부시장이 현지시각으로 14일 폼넥스트를 방문해 내년 전시장에 마련될 예정인 울산 기업관 운영을 협의하고, 4차 산업시대의 발빠른 대응, 3D프린팅 관련 세계적 기업과 울산 기업과의 연계방안 등을 모색했다. 최근 3D프린팅 세계 시장의 소재, 설계, 장비 분야의 선진 기술이 적층 제조와 기존의 제조 방법을 결합하는 차세대 제조기술로 진화하고 있어 참가 기업들과 함께 울산시 제조업과 연계될 수 있는 기술개발 방안 등을 논의했다.
구리 소재로 3D프린팅한 열교환기(左). 소재가 다양화되고 있음을 알 수 있다. 일본 마쯔우라는 초대형 8기통 엔진 블록을 출력해 전시했다.
이번 전시회 및 컨퍼런스는 크게 두가지의 주제로 진행이 됐는데 하나는 ‘산업에서 AM이 가지는 부가가치는 무엇인가’와, 그리고 ‘3D프린팅과 기존 산업을 어떻게 융합하느냐’다.

필자 개인적으로 AM이 기존 제조공정과 융합하는 트렌드를 말하자면, 미국은 항공산업에 초점을 맞춰 메탈 프린팅이 발전을 하고 있고, 플라스틱 분야는 대형 부품을 양산하는 방향으로 진행되고 있음을 느꼈다.

또한 그간 EOS, SLM 솔루션즈, 컨셉레이저 등이 메탈 3D프린팅을 통한 AM 생산을 주도하였으나, 후발 주자인 레니쇼유, 3D시스템즈, Additive Industries 등이 대형화 및 다중 레이저 고속 시스템을 개발·출시하면서, AM 생산 기술이 보편화가 되는 것을 느꼈다. 알루미늄 대형화 장비, 8기통 이상의 실린더 제작 등 크기가 큰 생산품도 일반화되고 있다. 우리나라에서는 활성화가 안 된 부품 생산을 하는 시스템 업체가 대거 출현하고, 관련 소재 업체들이 도약하고 있다는 점을 우리는 간과해서는 안된다.
3D시스템즈의 금속 AM 자동화 플랫폼 ‘DMP 8500 팩토리 솔루션’으로 출력한 부품. 500x500x500mm에 달하는 크기로 적층이 가능하다.


1억2천만원대 메탈 장비 출시, 분말생산·생산보조 시스템 업체 출현 확대


3D프린팅 출력사업 활발, 선진기술 도입·협력 통한 ‘우물안 개구리’ 벗어나야



미국 Xact metal이라는 업체가 1억2천만원대의 금속 3D프린터를 출시하며 저가화가 진행되고 있음을 알렸다.
■메탈 3D프린팅, 장비·소재 보편화·저가격화 ‘트렌드’
이번 폼넥스트를 통해 메탈 3D프린팅이 생산공정에 적용될 수 있도록 장비, 소재의 보편화가 이루어지고 있고, 생산을 보조하는 시스템의 장비가 많아지고 있음을 목도할 수 있었다.

대형 장비가 과거에는 고가의 금속에 한정됐고 가격도 매우 비쌌지만 이제는 가격대가 일반인이 사용할 수 있을 정도로 낮아지는 추세인데, 이는 독점됐던 기술이 일반화되고 있기 때문이다. 올해 Xact metal사의 경우는 메탈 프린터를 1억2천만원대에 출시를 했는데, 작년에 오알레이저가 저가 메탈 프린터를 출시한 것에 이어 시장을 놀라게 하는 새로운 업체가 계속 생겨나고 있다. 또한 복잡한 후처리 과정을 편리하게 하는 장비도 출시됐고, 선박 생산용 대형 장비도 출현하면서 3D프린팅이 항공산업에서 중공업 그리고 자동차용 생산 시스템에 들어가고 있음을 느낄 수 있었다.

3D프린팅용 분말 소재의 경우는 이미 올리콘, LPW 등 대형 업체가 진출한데 이어 미국의 중소기업, 중국 기업까지 뛰어들면서 소재의 다양성이 확대되고 있고 가격대도 현저하게 떨어져, 적층제조시대 진입을 준비하고 있다.

새로운 장비도 출품돼 흥미로웠는데, 거의 독점되다시피한 다양한 컬러 3D프린팅 시장에 미아키社가 등장한 것과 세라믹 3D프린터 시장에 이스라엘의 XJet이 새로운 기계를 출시했다. 3D프린팅산업에서 이제 거의 모든 소재가 사용되고 있고, 기술이 보편화되고 있어 저가격화되고 있음을 느낄 수 있는 대목이다.
3D프린팅을 통한 안경제품 생산은 일반화됐으며 이제 시계도 생산이 시작되고 있다.
결론적으로 이제 메탈 3D프린팅은 적층제조시대의 진입으로 인해 수많은 업체가 뛰어들면서 저가화, 대형화, 일반화, 소재 다양화, 자동화 등이 급물살을 타고 있다.

대형 장비를 활용한 생산도 눈여겨 볼 점이다. 그간 고가의 타이타늄 등으로 대형 부품을 적층했었는데 최근에는 알루미늄 소재까지 크게 적층하는 업체가 등장하고 있다. 이번 전시회에서 대형화의 대표적인 예로 미국의 BAAM 장비와 사비나사의 소재, 오토데스크사의 소프트웨어 기술로 리브레아사에서 3D프린팅으로 제작한 선박이 소개가 되었다. 필자는 현재 울산에서 선박을 3D프린팅하기 위한 기술개발을 진행 중인데 이번에 실제로 보니 많은 도움과 영감을 받았고, 나아가 K-AMUG와 협력을 하기로 하였다.

또 주목할 점으로 실제 3D프린팅을 통해 일상 생활에 필요한 제품이나 부품을 생산하는 업체가 일반화되고 있다는 점이다. ‘3D프린팅의 홈’을 주제로 전시부스를 마련한 한 업체는 항공용 제품에서 일반 제품, 안경 등 모든 부품을 생산하고 있다.

우리나라는 아직까지도 이렇게 부품을 생산하는 업체의 출현이 드물어 매우 아쉽다. 기술이 부족하면 이제는 해외와 협력을 추진하는 것도 하나의 방안이다. 이에 필자는 국내와 협력 또는 도입을 하면 기술력이 향상이 될만한 업체를 찾아다녔다. 우리나라 3D프린팅 생산기술이 선진국보다 늦은 상황에서 선진기술 도입과 협력으로 간극이 줄이는 것이 절실히 필요한 시점이다.
3D프린팅으로 출력한 전자부품은 실제 기존 제품을 대체해 사용 중이며, 자체 경량화를 위해 엔진 블록, 타이어 등 거의 모든 부품에 3D프린팅이 적용되고 있다.
이스라엘 XJet 의 세라믹 프린터. 최근 올리콘에 처음 납품이 되면서 이스라엘의 XJet 세라믹 프린터, 최근에 올리콘사에 처음으로 납품이 되면서 세라믹 3D프린팅 시장이 새롭게 열리고 있음을 알리고 있다.

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