▲ 3D프린팅연구조합과 신소재경제신문 공동주관으로 결성된 TCT 아시아 2019 참관단이 전시장 앞에서 기념촬영에 응하고 있다.

자국의 우주항공, 중공업, 방산, 자동차 등 제조업 수요를 바탕으로 아시아를 넘어 세계적인 3D프린팅 강국으로 발돋움하고 있는 중국 3D프린팅 기술과 최신제품을 한눈에 확인할 수 있는 전시회가 열렸다. PBF 방식의 금속 3D프린터는 물론 보다 빠르고 저렴한 가격으로 부품을 적층하는 금속 와이어·필라멘트 방식 등 다양한 장비 및 소재와 함께 1,600mm의 대형 부품을 출력할 수 있는 SLA 방식 3D프린터가 실물 전시되는 등 3D프린팅의 단점이 빠르게 극복되고 있다.

중국 상해 신 국제 엑스포 센터(SNIEC)에서는 2월21일부터 23일까지 아시아 최대 적층제조(3D프린팅) 전시회인 ‘TCT 아시아 2019’가 열렸다.

TCT는 세계적인 3D프린팅 및 적층제조(AM) 분야 산업전시회 브랜드로서 영국 버밍엄에서 개최되는 TCT Show, 독일 프랑크푸르트에서 개최되는 폼넥스트(Formnext), 중국 상하이에서 열리는 TCT 아시아, 대한민국 창원에서 열리는 TCT 코리아 등으로 전세계를 순회하며 열리고 있다.

중국은 자국 우주항공, 중공업, 방산 등 제조업에 3D프린팅을 적극 도입하기 위해 10년전부터 중점 투자해 왔으며 이에 따라 ‘TCT 아시아’ 전시회도 날로 급성장하고 있다. 올해 전시회에는 GE Additive, 3D시스템즈, 스트라타시스, EOS, 올리콘 등 세계적인 기업은 물론 BLT·테크진(Techgine)과 같은 중국의 대표기업 등 285개의 3D프린팅 관련 소재, 장비, 소프트웨어, 서비스 기업이 출품했다.

특히 올해 전시회는 중국 3D프린팅 시장의 급성장을 대변하듯 지금까지 1개관을 사용하다가 처음으로 2개관으로 확대됐다. 지난해까지는 3D프린터 위주의 전시회였지만 올해는 3D프린터 관련 부품, 진공챔버, 입도 측정기 등 다양한 회사들이 눈에 띄였다. 이를 보기위해 행사 첫날에만 세계 각지에서 온 4,100명의 참관객이 방문하며 인산인해를 이뤘다.

TCT 아시아에는 PBF 방식 금속 3D프린터에서부터 SLA, DLP, FDM 등 모든 방식의 장비가 실물 출품됐으며 자사의 사정에 맞도록 다양한 가격대의 장비를 볼 수 있어 참관객들의 선택의 폭이 넓다. 3D시스템즈, EOS, SLM 등 전통의 금속 3D프린터 메이커와 함께 BLT, 테크진, 파순 등 중국 기업들이 다양한 금속 3D프린터를 실물 전시해 눈길을 끌었다. 중국 금속 3D프린터 기업은 40개에 달하는 것으로 알려지고 있는데 자국내 수요를 기반으로 자체 소프트웨어를 개발하고 날로 대형 장비를 선보이는 등 선진국인 독일 장비 기술을 발빠르게 추격하고 있다.

3D프린팅이 제조업에 적용이 확대되려면 장비가격과 적층속도 등 한계를 극복해야 한다. 이러한 방법 중 하나인 WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing) 방식의 3D프린터를 GEFERTEC, ENIGMA, Qingdao JointX Intelligent Manufacturing 등 다수의 회사가 출품했다. WAAM은 DED 방식의 3D프린터와 유사한데 얇은 금속 와이어를 Arc 용접하듯 붙이는 방식으로 부품 정밀도는 떨어지나 DED용 금속분말대비 1/2~1/3에 불과한 값싼 와이어를 쓰고 비싼 레이저가 필요없는데다 대형 적층을 빠르게 할 수 있다는 장점이 있어 우주항공, 조선 등 대형 구조체를 만드는 분야에서는 WAAM 방식이 각광받고 있다.

▲ 바스프에서 선보인 금속 필라멘트와 적층 부품들

또한 금속과 바인더로 필라멘트를 만들어 FDM으로 적층 후 디바인더, 소결 등을 거쳐 금속 부품을 출력하는 3D프린팅 솔루션도 선보였다. 세계적인 화학기업 바스프는 금속 성분이 80%를 차지하는 금속 필라멘트 ‘Ultrafuse 310LX’를 선보였는데 노즐 온도가 250도 이상인 모든 FDM프린터에서 사용할 수 있다는 장점이 있다. 회사는 디바인더 작업에 필요한 소재도 함께 판매하면서 이익을 극대화하고 있다. 데스크탑 메탈도 이와 유사한 공정으로 PBF 방식 대비 10배 빠른 ‘프로덕션 시스템’을 선보였다.

SLA 방식 3D프린터의 저가격화와 대형화에 앞장서고 있는 중국 기업인 프로토팹, 유니온텍, ZRapid 등은 가로 기준으로 1,600mm를 출력할 수 있는 대형 SLA장비를 실물 전시했다. 현재 2,000mm 출력이 가능한 장비까지 개발된 상태이며 레이저가 2개 장착돼 속도도 빠르기 때문에 자동차 등 산업에서 수요가 늘 것으로 기대되고 있다. 중국 SLA업체들은 대부분 광경화수지를 전문기업에게 공급받고 있어 관련 소재기업들의 확대도 기대되고 있다.

이밖에 3D프린터 개발과 출력 서비스 기업이 늘어나면서 관련 주변기기를 공급하는 업체들이 늘어난 점도 특징이다. 출력후 금속분말을 재활용하는데 사용되는 시빙기, 금속 3D프린터의 주요 부품인 진공챔버 및 헤드, 금속분말 입도 분석기 등이 다양화되면서 또 하나의 산업군으로 자리매김할 전망이다.

▲ 하나AMT 김홍물 대표가 자사의 3D프린팅용 마그네슘 분말 등을 소개하고 있다.

한국기업으로는 유일하게 마그네슘 등 금속분말 전문기업인 하나AMT(대표 김홍물)가 출품했다. 회사는 대건테크와 협력을 통해 의료시장을 타깃으로 마그네슘 3D프린터와 전용분말을 개발한 바 있으며 최근에는 대건테크의 PBF 장비를 구입해 소재개발에 나서는 등 적극적인 투자를 아끼지 않고 있다.

설승권 전기연구원 박사는 전시장내 기술세미나에서 ‘구조전자기술(structural electronics)을 위한 다종소재 3D프린팅 기술’이라는 주제발표를 통해 CNT(탄소나노튜브), 그래핀 등 다양한 소재를 3D프린팅해 전기적·자성 특성을 부여한 전자부품을 만든 실제 사례를 발표해 주목을 받았다. 설승권 박사는 “현재 3D프린팅 업계는 크거나 정밀한 3차원 모형을 만드는데 집중하고 있으나 신소재로 새로운 기능을 부여할 수 있도록 장비를 개발한다면 2025년까지 1천억달러 시장으로 급성장할 수 있을 것”이라고 제언했다.

전시회를 참관한 강민철 3D프린팅연구조합 이사는 “올해 출품된 중국의 금속 3D프린터는 2~3년전 폼넥스트에 출품한 독일 등 선진국 장비가 유사할 정도로 기술 격차가 줄고 있음을 느꼈다”며 “이러한 괄목상대의 주요 배경에는 중국 정부와 대학 및 연구기관의 지속적인 투자와 기술지원에 있으며 중국의 성장으로 인한 세계 적층제조시장 변화에 많은 관심을 가지고 정부가 적극적인 투자에 나설 시기”라고 강조했다.

한편 신소재경제신문과 3D프린팅연구조합은 공동으로 중국의 선진 기술과 비즈니스를 모색하기 위해 43명의 참관단을 모집해 전시회를 둘러보고 현지 금속 3D프린팅 및 출력서비스 기업 테크진을 방문했다.

▲ TCT 아시아 개막일에는 4,100명에 달하는 참관객으로 인산인해를 이뤘다.

▲ 중국의 대표적인 금속 적층제조 솔루션 기업 BLT는 대규모 부스를 마련해 자사의 거의 모든 장비 라인업을 실물 전시했다.