Update2025.05.09 (금)
“목형(사형 제작용 금형)을 제작하고 주형을 제작하느라 시간이 오래 걸리고 일일이 수작업이 필요했던 사형주조공정이 3D프린팅을 통해 하루만에 끝나는 시대가 왔습니다. 이러한 혁신적인 솔루션은 주조산업 등 뿌리산업은 물론 완제품 경쟁력 강화로 이어지기 때문에 3D프린팅기술을 보다 확대하기 위한 정부와 기업들의 관심과 투자가 필요한 상황입니다”
3D프린팅 솔루션 기업 KTC(대표 김진호)는 세계적인 사형주조용 금형제작 3D프린팅 전문기업 독일 복셀제트(Voxeljet)社와 일본 CMET社 장비를 유통 및 서비스를 제공하고 있다. 김진호 대표는 금형설계 전문가로서 대학에서 강의를 할 정도로 전문성을 인정받고 있으며 올해로 CMET 장비를 국내에 들여온지 20년, 복셀제트 장비는 10년이 됐을 정도로 노하우를 축적해왔다.
KTC는 산업용 3D프린팅 수입·유통기업들이 대부분 다루고 있는 PBF 방식의 금속 3D프린터가 아닌 바인더 젯팅 방식의 사형주조용 3D프린팅을 중점적으로 다루고 있다는데서 차별화를 두고 있다.
현재 우리가 사용하는 금속제품의 생산방식을 크게 나눠보면 대부분 공구로 깎거나 몰드(Mold)에 주물을 부어 만드는 주조방법이다. 여기에 최근 금속 3D프린팅으로 적층하는 방법이 추가됐다.
아주 복잡한 내부 구조를 가진 금속제품을 제작하기 위해서는 그 내부 구조와 동일한 사형 (Sand Core)가 필요하며, 이런 사형을 만들기 위해서 필요한 목형 또는 금형을 제작하는데 보통 2개월~6개월 이상 시간이 필요하다. 그러나 3D프린팅을 통해 목형 또는 금형 제작과정없이 바로 사형을 제작할 수 있게 됨에 따라 데이터 처리시간까지 합쳐서 22시간내에 완제품 제작이 가능해졌다. 실제로 복셀제트 장비로 워터자켓을 제작하는데 고작 3시간 내외밖에 걸리지 않는다. 특히 복셀제트의 사형주조 3D프린팅 장비로 최대 4mx2mx1m(가로x세로x높이)까지 대형으로 제작이 가능하기 때문에 기존 주조공정을 완전히 대체할 수도 있다.
獨 복셀제트 솔루션 도입 10년 업력, 공정개발 지원 기술전문기업 자리매김
뿌리기업 3D프린팅 기술 관심 증대, “中企 지원 위한 센터설립 확대돼야”
기존 주조공정보다 설계과정, 생산비용, 공정시간 모두에서 모두 앞서기 때문에 실제 적용가능한 시제품을 빠르게 만들 필요가 있는 자동차, 디자인 등 업계에서 3D프린팅 활용이 급속도로 확대되고 있다.
국내에는 현대자동차, 한국생산기술연구원 뿌리기술센터 등 여러 업체에 복셀제트 장비가 구축돼 연구개발, 중소기업 제품제작 지원 등에 활용되고 있다. 김 대표는 “기존에는 대형크기의 주물 제작이 필요한 분야에서 사형주조 3D프린터에 관심을 많이 가졌지만 이제는 정밀주조분야에서도 정밀주조용 마스터패턴 제작용 3D프린터를 찾고 있다”면서 “이는 산업의 변화에 따라 초경량화, 고강도의 제품을 신속히 제작하길 바라는 정밀주조산업의 트렌드가 반영된데 따른 것으로, 이 때문에 생산성에 한계가 있는 3D프린팅이지만 주조공정에 적용되는 것은 필연적인 일”이라고 밝혔다.
아쉬운 것은 주조산업이 대체로 대기업에 종속돼 있고 중소기업이 대부분으로 열악하기 때문에 3D프린팅을 도입하는데 필요한 자금과 인력 확보가 쉽지 않다는 것이다. 그래도 사형주조는 대기업에서 3D프린팅에 관심을 갖고 제품 개발에 적용하려고 연구하고 있지만, 정밀주조는 대부분이 중소기업에서 개발 및 적용을 하려다 보니 사정이 더 열악하다. 국내 이들 정밀주조업체에 산업용 정밀주조 마스터패턴 제작 3D프린터가 단 한 대도 설치되지 못하고 있다는 것이 이를 말해준다.
김 대표는 “주조업계와 3D프린팅 활용방안에 대해 얘기해보면 아직도 금형비용 및 시간 절감보다는 단가가 얼마인가에 주안점을 두고 있어 아쉽다”며 “세계적으로 주조산업 경쟁력을 유지하고 발전하기 위해선 생산기술연구원 뿌리기술센터와 같이 정부가 창원, 부산, 울산 등 주요 제조업 도시에 3D프린팅 지원센터를 구축해 중소기업들의 경쟁력 향상은 물론 기술산업으로의 도약을 유도해야 한다”고 제언했다.
김진호 KTC 대표는 “향후 사형주조용 3D프린팅 시장이 급성장할 것으로 예상되고 있는 가운데 KTC는 전 직원의 엔지니어링 교육 강화로 고객사의 공정개발을 돕는 기술기업으로 거듭날 것”이라며 “젊은이들이 기피하는 뿌리산업의 스마트화를 통해 첨단산업으로 변모할 수 있도록 더욱 지원하겠다”고 밝혔다.
한편 복셀제트는 오는 11월14일부터 독일 프랑크푸르트에서 열리는 세계적인 적층가공 전시회인 폼넥스트(formnext)에서 신터링(소결) 기능이 추가된 3D프린터를 선보일 계획이다.
