▲ 금속 3D프린터로 제작된 타이타늄 소재 연결부위(左)와 자전거에 적용한 모습.

3D 프린터를 이용해 용접이 필요없는 자전거가 제작돼 화제다. 특히 3D프린터가 단순한 조형물 생산에서 벗어나 새로운 제조공정으로 자리매김 할 수 있다는 가능성을 열었다는 평가다.

독일의 피터 콜러라는 한 작업가는 독일의 ConceptLaser社의 금속 3D프린터 카본 파이프를 이용해 전체 무게 5kg에 불과한 자전거 ‘VRZ 2 BELT’를 제작했다.

자전거 제작은 일반적으로 파이프 절단 후 벤딩하고 용접하는 등 많은 공정이 필요하다.

피터 콜러는 금속 3D프린터를 이용해 자전거 프레임의 연결되는 부위를 타이타늄 소재로 3D프린팅한 후 카본파이프를 연결했다. 단순히 조립만 하면 되기 때문에 용접이 필요없어 전 제조 과정을 단축했고 용접부위 피로강도문제를 극복한 것이다.

전체 프레임을 강철이나 알루미늄으로 만든 기존 자전거의 무게는 대략 10-15kg 이상이나 3D 프린팅으로 연결부위를 제작한 이 자전거의 무게는 5kg에 불과해 경량화를 달성했다. 또한 기존 공정보다 재료를 10분의 1 정도밖에 사용하지 않아 폐기물을 줄여 친환경적이다.

특히 3차원 설계도면을 수정하면 탑승자의 체형과 기호에 맞게 안장 높이와 바퀴 크기, 색깔과 디자인을 바꿀 수 있어 개인 맞춤형 자전거를 제작할 수 있다.

한국마그네슘기술연구조합의 강민철 박사는 “기존 초경량소재인 마그네슘합금을 사용한 자전거보다 20% 이상 가볍다”고 밝히고 “다만 적층에 따른 비용 및 일부 면삭 등 후공정의 단순화와 3D 프린팅 적층 시간, 가격 등이 양산화의 걸림돌로 남아있다”고 밝혔다.

독일 ConceptLaser사의 메탈 3D 프린터를 국내에 유통하는 KAMI의 김영립 사장은 “첨단 3D프린팅과 전통적인 파이프 소재 등으로 융합한 좋은 사례이며 이러한 응용기술이 미래 산업을 주도할 것”이라고 강조했다.

▲ 독일의 작업가 피터 콜러가 금속 3D프린터로 연결부위를 만들어 제작한 초경량 자전거.