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  • 기사등록 2016-07-12 18:05:02
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3D프린팅 강국, 프론티어 정신으로 세계로 나가야



▲ 주승환 센트롤 부회장.

현재 국내의 3D프린팅 기술개발 환경을 살펴보면 업체는 장비개발에 대한 지원을 우선적으로 원하고 있다. 그러나 미래를 대비하는 차원에서 정부는 소재와 공정 중심으로 지원을 확대하는 것이 맞다고 생각한다.

1-2년내에 3D프린팅 장비 수준은 보편화가 되고, 저가격을 무기로 중국·대만산 3D프린터가 시장을 장악해 갈 것이다. 개인용은 이미 거의 장악되고 있는데 반해 산업용 즉 생산 분야에서는 소재와 공정이 중요하기 때문에 상황이 다르다. 생산 공정에서 기존 제품보다 내구성 있고 기능을 향상시키기 위해선 좋은 소재와 공정이 필수적이기 때문이다.

공작기계의 시장 변화에서 3D프린팅의 미래를 짐작을 할 수 있다. 초창기 공작기계는 3D프린팅과 마찬가지로 시제품 제작에 쓰이다가 산업화되고 공장화가 되었다. 3D프린팅도 이제 시제품 제작에서 산업 공정용으로 넘어가고 있다. 이제 공장 자동화 제품으로 판매가 되기 시작하였다.

현재 세계 공작기계의 왕국으로 불리는 일본과 독일이 중국과 한국의 공작 기계 시장에 진입하고 있다. 공작기계 시장 경쟁이 포화상태인 상황에서 이들은 공작기계의 판매로 먹고 살기 보다는 좋은 소재를 가지고, 좋은 공정으로 좋은 부품을 만들어, 고가로 만들어 팔고 있는 것이다. 이와 같이 결국은 공정과 소재를 어떻게 개발하느냐가 관건이며 이는 선진국으로 가는 지름길이다.

3D프린터 장비시장도 마찬가지로 현재 국내 많은 업체들이 기술을 개발해 장비 시장에 뛰어들면서 독일 업체 중심의 시장에서 한국업체, 중국업체 등의 등장으로 조만간 포화상태가 될 것이다.

때문에 선진국형 3D프린팅산업을 키우기 위해선 장비 개발 이후엔 좋은 소재로 좋은 공정을 개발하는 것이 필수다. 대포를 예를 들면,대포 개발을 먼저하고 소재인 포탄을 개발 해야지, 외국의 대포를 사와서 포탄을 개발 한다면, 향후 소재종속에서 벗어나지 못한다. 대포와 포탄의 최종 목표는 파괴력을 증가시키는 것인데 종속되면 이를 달성하지 못하고 항상 2등인 제품을 개발을 할 수 밖에 없다. 즉 Fast follower(빠른 추격자)가 되는 것인데 First mover(선도자)가 되어야 하는 현재의 제조업 상황에 맞지 않는 전략이다.

금속 3D프린터의 경우 현재 전세계 10개 업체 정도가 제조를 하고 있는데 여기에 우리나라 업체들도 이름을 올렸다. 이들 업체들 대부분은 기존에 공작기계 관련 사업을 하고 있는 기업으로 정밀한 제품을 만들어 내고 있다. 센트롤은 외국에는 없는 진공 기능을 추가했으며 주물사 프린터의 경우 세계에서 3번째로 개발했다.

현재도 공작기계는 대다수 소재를 일본 등 선진국 제품에 의존을 하고 있는 실정이다. 3D프린팅 소재는 새롭게 나타난 소재가 아니라 기존 소재 중에서 3D 프린팅에 맞는 소재를 찾아 쓰는 실정이다. 또한, 가공 기술이 기존 가공 기술 중에서 고가의 가공 기술을 사용하고 있기 때문에, 소재의 개발보다는 현재의 소재를 가공하는 기술 위주로 개발이 되어야 한다. 따라서 현재의 개발 예산의 범위를 30% 정도 소재 개발에 쓰는 것이 적절하다고 여겨진다.

2D프린터의 역사에서 3D프린터의 발전 방향을 찾아본다면, HP의 잉크젯 프린터와 레이저 프린터를 보면 알 수가 있다. HP의 잉크젯 소재나 레이저의 토너와 같은 제품은 장비가 많이 보급이 된 현재의 시점에서 호환 기종도 나오고 판매가 되는 것이지, 신 장비가 나온 시점에서는 기술적인 한계로 소재가 따로 개발이 되어 판매가 된 예가 없다.

소재와 공정 개발에 중점을 두지 않아서, 필요한 부품을 만드는 시장을 만들지 못하면, 우리나라는 장비 시장을 다 놓치게 된다. 또한 외국 업체들이 만든 장비 시장의 카르텔로 소재를 개발하고도 진출을 하지 못한다면, 선진 공작기계 업체와 연계된 외국 업체와 경쟁력에서 크게 떨어질 수가 있다.

결론적으로 우리는 보편화되는 장비 위주의 개발을 마무리하면서, 소재에 맞는 공정 개발에 나서야 한다. 3D프린터 장비를 판다기 보다는 어떤 특정 부품을 기존의 가공 방식에 비해 우수한 부품을 만드는 기술을 보유해야한다. 이제 국산화된 장비를 효율적으로 사용해서 공정을 만드는 기술이나, 좋은 소재를 개발을 해서 좋은 부품을 만드는 일에 중점을 두어야 할 때이다.



장비에서 소재·공정으로 중심 이동, 우수부품 만들 줄 알아야

우주항공 부품 3D프린팅 양산시대 눈앞, ‘선도자’ 전략 펼칠 때



■ 선진기업, 3D프린팅 생산공장 가동 박차

그렇다면 미국이나 유럽 등은 3D프린팅을 어떻게 활용하는지 살펴보자. 우리나라가 플라스틱 소재 위주로 가정용, 교육용으로 3D프린팅 기술을 이제 막 접하고 있을 때 미국이나 유럽은 생산방식으로 접근했다. 우선 이들은 3D프린팅이라는 용어 대신 적층생산(Additive Manufacturing)이라는 말을 쓴다. 생산의 개념으로 생각을 하기 때문에 자동 생산 공장이 나타나기 시작한다.

유럽 항공기 제조업체인 에어버스사는 프레미엄 에어로텍이라는 자회사를 설립해서 에어버스 항공기에 3D프린팅 부품을 공급하고 있다. 세계의 대표적인 항공기 엔진 회사인 GE의 경우는 앨러바마주의 앨번시에 연간 4만5,000개 이상의 노즐을 대량 생산하는 공장을 세워서 공급을 하고 있고, 2차 공장을 설립 중이다. 또한, 피츠버그에는 GE의 제3공장이 설립되고 있고, 피츠버그에 위치한 대표적인 비철금속 회사인 알코아에 3D프린팅 공장을 설립하고 관련 업체를 15억달러에 인수를 해 항공기 부품을 공급하고 있다. GE 파워도 공장을 건설해서 발전용 터빈용 부품을 3D프린터로 찍어내기 시작한다.

GE가 2020년까지 10만개의 부품을 3D 프린팅, 즉 AM(적층 생산, additive manufacturing) 을 생산을 할 계획인데, 우리나라는 여기에 관심을 가지고 특별히 준비를 하는 기업이 거의 없는 것이 현실이다. 미국에는 정밀 기계 가공 업체를 중심으로 많은 적층 생산(AM) 방식 생산 업체가 즉 공정 개발 생산 업체가 우후 죽순으로 설립이 되고, 피츠버그 GE 공장 주변은 수십만평의 필지가 개발이 되어, 하나의 도시가 건설되고 있다. 우리나라는 이에 대한 준비가 너무 없는 것이 아쉽다. 많은 소재업체의 증설 투자가 엄청나게 빠른 속도로 진행이 되고 있다.

이처럼 항공용 금속부품을 중심으로 공장이 설립돼 생산이 시작되면서 3D프린팅 대량 생산시대도 곧 도래할 것이다. 세계 전체의 생산 시장이 12조8천억달러 인데 이중에 3D프린팅 생산으로 5%만 변해도, 시장 수요는 640조원이나 된다.

이렇게 세상이 변화를 거듭하고 있는데 우리나라는 아직도 조용한 아침의 나라인 듯하다. 소위 전문가들도 3D프린팅을 시제품 생산을 하는 도구로 생각을 하고 있는 경우가 많다. 3D프린팅은 이제 항공 산업을 시작으로 각 산업 분야에 생산 도구로 확대적용 될 것이다. 이에 대해 제대로 대응하려면 과거의 갇힌 사고에서 벗어나 유연한 사고를 가져야 한다.

기술을 끊임없이 개발 축적해온 독일 등 금속 3D프린팅 선진기업들이 미국이라는 거대한 시장에 진출하고 몇몇 개의 1군(Top Tier) 회사들이 시장을 장악하고 있는 상황에서 우리가 때맞춰 시장 공략에 나서지 않으면 점차 경쟁력을 잃어가고 있는 조선, 자동차, 반도체 등 주력 제조업의 재도약은 힘든 일이 될 것이며 결국 후손들에게 남겨 줄 일거리도 없어질 것이다.

이를 타개하기 위한 방법 중 하나로 GE 3D프린팅 공장이 설립되는 피츠버그와 같은 도시에 정부와 민간이 협력해 3D프린팅 공장 인큐베이터를 설치하는 것을 제안하고 싶다. 주력 시장에서 1군 업체 위주로 판이 짜여진다면, 한국 업체의 진출은 거의 불가능해진다. 항공 부품의 인증에 보통 14년 정도의 시간이 걸리는 이유는 이미 1군업체 위주로 판이 짜여져 다른 업체의 진입을 별로 필요로 하지 않기 때문이다. 이러한 가운데 관련 각 도시에 직접가서 인큐베이터를 설치 우리나라의 항공 시장 진출의 교두보가 되고, 앞으로 열리는 3D프린팅 제조업 시장에서 선두가 될 수가 있는 것이다.

이의 일환으로 센트롤은 미래창조과학부 정보통신산업진흥원에서 운영하는 실리콘밸리의 KIC(Korea Innovation Center) 공간을 사용하기 위한 등록을 마쳤다. 이곳에서 센트롤은 GE 등 관련시장에 진출하기 위한 노력을 지속 펼쳐나갈 것이고 이를 위해 현지회사 설립과 사장도 영입했다. 국산화된 장비를 납품해 미국 우주항공 부품을 만들고 궁극적으로는 대한민국이 세계 금속 3D프린팅 공장이 되는 것이 우리의 목표다. 허황된 꿈이라고 할 수도 있겠지만 우물안 개구리가 되지 않기 위해 한발한발 뛰어오를 수 있는 발판은 마련했다.

얼마전 GE 피츠버그 공장을 방문했을 때 골드러시로 대표되는 미국의 서부개척시대가 떠올랐다. 황금과 같은 금속 3D프린팅 시장이 눈앞에 나타나고 있다. 미국이 서부개척시대 프론티어(Frontier) 정신을 통해 20세기 초강대국의 반열에 오른 것처럼 우리도 21세기 적층제조강국으로 도약하기 위해 위험을 무릅쓰고 도전에 나서자.

▲ 연간 4만5천개씩 대량 생산을 하고 있는 GE 항공엔진의 노즐 부품.

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