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  • 기사등록 2018-09-17 18:16:32
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3D프린팅이 바꾸는 제조업 미래 한눈



▲ 3D프린팅 테크페스타 2018 개막식에서 참석 귀빈들이 테이프 커팅을 하고 있다.

4차 산업혁명 시대 핵심 기술인 3D프린팅의 제조업 융합을 선도하고 있는 울산에서 관련 기업과 전문가, 시민이 모여 발전방향을 공유하는 축제의 장이 열렸다.


울산시(시장 송철호) 주최, 울산정보산업진흥원(원장 장광수) 주관으로 9월13일부터 15일까지 울산대학교에서 ‘4차 산업혁명 제조혁신을 위한 3D프린팅 기술 상용화’를 주제로 ‘3D프린팅 테크페스타 2018’가 개최됐다.


13일 열린 개막식에서는 강길부 국회의원, 김종훈 국회의원, 송병기 울산시 경제부시장, 장광수 울산정보산업진흥원 원장과 100여명의 관계자들이 참석했다.


지난해 ‘3D프린팅 갈라 in 울산’에 이어 두번째로 개최하는 이번 행사는 국내를 넘어 세계적인 3D프린팅산업 메카로 도약하고 있는 울산시가 제조혁신을 위한 3D프린팅 최신 기술을 공유하고 주력산업과의 연계 발전을 논의하기 위한 자리다.


행사는 △국제 및 국내세미나 △DfAM경진대회 시상 △기업전시회 △시민체험관 운영 등으로 진행됐다.


■ DfAM 경진대회, 작품 수준 ‘괄목상대’


개막식에서는 제2회 DfAM(적층제조를 위한 디자인) 경진대회 결과 선정된 대상(1), 금상(1), 은상(2), 동상(2), 디자인상(2) 등 최종 8개 시상식이 열렸다. 울산시와 울산정보산업진흥원 및 한국적층제조사용자협회(K-AMUG)가 공동 주관한 ‘제2회 3D프린팅 디자인(DfAM) 경진대회’는 전국에서 47개의 작품이 예선을 거칠 정도로 참여 열기가 뜨거웠으며 그만큼 선정된 작품의 수준도 높았다는 평가다.


대상은 삼성중공업 박용하氏가 제안한 ‘클래딩 밸브’에게 돌아갔다. 조선해양산업에 사용되는 밸브는 높은 내부식성을 요구하는데 이종재질을 ‘DED(Directed focused deposition)방식’으로 프린팅 함으로써 내구성 향상과 제작시간 단축의 효과를 거둔 것이 높은 점수를 받았다.


금상은 TSNE The Fun 팀(태성에스엔이 유병주 박사, 박대섭, 황우진, 이종화)이 제안한 ‘스포츠 유틸리티 드론’이 선정됐다. 이 작품은 위상최적화와 라티스(Lattice)를 적용해 드론 바디와 커버 무게를 기존 대비 40% 가량 절감했으며 항력은 44% 감소시킨 것이 특징이다. 또한 출력물을 지지하는 서포터 제거를 용이하게 하기 위해 최적화 설계를 적용해 생산성을 높였다. 기존 강철대비 내부식성이 강하고 가벼우면서 강도가 높은 타이타늄으로 출력됐다.


은상은 DfAM4U팀(한서대학교의 이창규 교수, 박유진, 이석현)이 제안한 ‘차세대 에어리스 자전거’가 선정됐다. DfAM 기술이 적용돼 무게가 약 17% 감소됐으며, PA 12, 우레탄 등 플렉서블 및 다양한 소재 펑크 및 공기 빠짐이 없는 차세대 타이어를 구현했다. 에어리스 타이어는 미쉐린 등 세계적인 타이어 업체가 개발 중인 차세대 타이어로서 사업화 가능성이 높은 제품이다.


은상을 수상한 METALSYS팀(윈포시스 최우영, 최승묵, 이지빈, 황석민)은 금속 3D프린터, 청정 작업공간, 이오나이저 공정 등에서 유량을 규칙적으로 제어하는 ‘라미너 플로우 모듈’을 선보였다. METALSYS팀은 라미너 플로어 모듈을 DfAM으로 재설계해 기존 5개 모듈을 1개로 통합하고 3D프린팅으로 불가능했던 형상을 구현하면서 제작기간을 기존 20일에서 2일로 단축시키고 제작비용도 약 30% 절감했다.


이밖에도 동상은 게리피셔 팀(이정세, 이한신)이 제안한 ‘원 페달’과 현원재 씨가 제안한 ‘우드러프 아연 봉 고정장치 제작’이, 디자인상은 심보윤 씨가 제안한 ‘온도를 알수 있는 스마트 냄비’와 GEM 팀(이동완, 홍태욱, 권예필, 김범수)이 제안한 ‘전기자동차 모터 경량화’가 각각 선정됐다.


DfAM 경진대회 시상식, 대상에 삼성重 클래딩 밸브

머티리얼라이즈, 3D프린팅 비즈니스 발굴사례 공유


■ AM, 韓 반도체 경쟁력 강화 기여할 것


세계적인 3D프린팅 소프트웨어기업인 머티리얼라이즈는 ‘The Materialise Experience’를 아시아 지역에서 최초로 13일 개최했다.


이날 윌프리드 반크란(Wilfried Vancraen) 머티리얼라이즈 대표는 ‘변화하는 3D프린팅’을 주제로 기조연설을 통해 “지난 30년간 3D프린팅 발전 속도는 빨라지고 있고 적용범위가 넓어지고 있으며 인더스트리 4.0이 달성하고자 하는 디지털 제조의 핵심기술로 자리매김하고 있다”며 “그러나 아직 세계 제조시장에서 적층제조가 차지하는 비중이 0.057% 불과한 만큼, 머티리얼라이즈는 인더스트리 4.0을 달성하기 위해 기업 제조공정에 적층제조를 도입해 제조비용 절감. 최종제품 개발 기간 절감 등을 지속 지원할 것”이라고 밝혔다.


이날 김성수 Z3DFAB(지쓰리디팹) 대표는 ‘반도체 장비의 적층제조(AM)’라는 주제발표를 통해 ASML과 같은 세계적인 반도체 장비 회사를 시작으로 AM이 이제 적용을 시작했으며 기존 우주항공 시장만큼 반도체 관련 시장도 AM의 주요 시장이 될 것이라고 전망했다.


반도체 장비 시장은 기술 집약적, 고비용, 다품종 소량, 고객맞춤화 등의 특징이 있다. 반도체 호황에 힘입어 반도체 장비시장은 올해 전년대비 10.8% 성장한 630억달러를 기록할 전망이며 한국이 세계 1위 시장에 올라있지만 반도체 미세화 공정의 한계와 중국 정부 주도의 추격으로 인해 한국 반도체 장비업계에 혁신적인 기술이 요구되고 있다.


김성수 대표는 “반도체 미세화 공정으로 노광장비가 ArF(불화아르곤)에서 EUV(극자외선)로 전환되면서 반도체 생산기업들은 수율 향상과 장비가격 절감이라는 이슈에 대응해야 하는데 이러한 방법 중 하나가 AM이 될 것”이라고 진단했다.


일례로 지쓰리디팹은 히트싱크(Heat Sink)를 AM으로 제작해 장비에 실제 적용 중인데 배관 경로를 기존 절삭가공 대신 AM으로 제작해 구조물 두께 줄여 냉각효율을 30% 개선시켰다. 이온 주입공정용 이온 임플란트의 쿨링 모듈도 AM으로 제작해 기존 절삭가공시 22개에 달하던 위크포인트(Weak Point) 를 4개로 줄였다.


김성수 대표는 국내 반도체 장비 핵심부품 전문기업 ㈜에이치에스하이테크의 대표이사를 맡은 바 있는 엔지니어로서 AM 설계-시뮬레이션-제작-검사까지 토털솔루션 제공과 부품 양산을 추진 중이다. 회사는 EOS M290, EOS M400-4 장비를 보유하고 있다.


■ 다양한 볼거리 및 체험기회 제공


울산대학교 학생체육관에 마련된 산업용 3D프린팅 전시관에는 3D시스템즈, EOS, 스트라타시스, HP, 윈포시스, 캐리마 등 국내외 35개 기업이 66개 부스로 출품해 각종 3D프린팅 소프트웨어, 스캐너, 서비스, 장비 및 기술을 소개했다. 3D프린팅 산업을 적극 육성 중인 중국 상하이적층제조협회도 대거 부스를 마련해 양국간 교류의 장이 마련됐다.


야외에 마련된 시민 체험관에는 3D프린팅 스캔(구강, 발) 및 개인별 흉상제작, 3D프린팅 RC카 경진대회와 함께 UNIST와 생산기술연구원이 3D프린팅으로 제작한 소방용 드론, 전기자동차, 미니보트 등이 마련돼 3D프린팅 기술을 직접 몸으로 느낄 수 있었다. 3D프린팅 RC카 경진대회는 개막일 비가 내리는 궂은 날씨에도 불구하고 3D프린팅으로 제작된 RC카를 열심히 운전하는 학생과 어머니들의 열기로 가득 채워졌다.


송병기 울산시 경제부시장은 “3D프린팅 기술 융합을 통한 울산 제조업 경쟁력 강화와 4차 산업혁명 선도를 위해 국내외 최고의 관련 기업들과 함께 발전방안을 모색하는 자리를 마련했다”며 지속적인 투자에 나설 것이라고 밝혔다.


▲ 3D프린팅 테크페스타 2018 개막식에서 주승환 K-AMUG 회장(맨 右)이 강길부 국회의원, 김종훈 국회의원, 송병기 울산시 경제부시장 등에게 DfAM 수상작을 설명하고 있다.


▲ DfAM 경진대회 대상을 수상한 ‘클래딩 밸브’


▲ DfAM 경진대회 금상을 수상한 ‘스포츠 유틸리티 드론’


▲ DfAM 경진대회 은상을 수상한 ‘라미너 플로우 모듈’


▲ DfAM 경진대회 은상을 수상한 ‘차세대 에어리스 자전거’


▲ 김성수 Z3DFAB(지쓰리디팹) 대표가 ‘반도체 장비의 적층제조(AM)’를 주제발표 하고 있다.


▲ 3D프린팅으로 제작된 미니보트


▲ 3D프린팅 RC카 경진대회 전경


▲ 3D프린팅 RC카 경진대회에 많은 학생들이 참여했다.


▲ 전시장에서는 3D시스템즈가 대규모 부스를 꾸며 금속 3D프린팅을 중심으로 적층제조 솔루션을 선보였다.


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