▲ 메탈3D가 개발한 금속 3D프린팅 품질 관리시스템(MPT)

금속 적층제조(AM) 서비스 전문기업 메탈3D㈜(메탈쓰리디, 대표 여환철)가 적층제조 부품 품질관리에 필수적인 공정 모니터링 기술을 개발해 적층제조 활성화에 기여할 전망이다.

메탈3D는 울산시가 지원하는 기술혁신형 중소기업 육성지원사업의 일환으로 추진된 ‘중공업 부품 생산 품질 균일화를 위한 메탈 AM 공정 모니터링 시스템 기반 출력 신뢰성 검증 생산 기술 개발’을 완료했다고 최근 밝혔다.

금속 3D프린팅 공정상 레이저가 한번 지나갈 때 보통 20~60㎛ 두께 정도로 금속 분말이 용융되는데, 조건에 따라 용융 부족과 용융 과다 발생으로 인해 내부에 공극이 생기면 품질과 제품의 구조적 성능에 문제가 발생한다.

때문에 GE의 항공엔진부품, 에어버스의 부품 제작 등 부품을 양산하는 공장에서는 실시간으로 제품을 이미지 등으로 실시간으로 분석이 가능한 품질관리시스템을 필수적으로 구축하고 있다. 시스템은 분사 노즐, 압력, 온도, 챔버 압력 조건 등 데이터를 바탕으로 인공지능을 통해 자동으로 우수한 공정을 찾는 역할도 한다. 현재 품질관리시스템은 미국의 시그마랩, 독일의 EOSTATE 등이 출시하고 있는데 가격대는 대당 1억대 이상으로 고가여서 보급 확대에 어려움이 있다.

이에 메탈3D는 금속분말기업 대신강업㈜(대표 강우성)과 협업을 통해 윈포시스의 금속 3D프린터에 국산 분말을 사용해 국내 실정에 맞는 메탈 3D프린팅 품질 관리시스템(MPT)을 개발하는데 성공했다. 이 시스템은 금속 3D프린팅 공정상 각 레이어에서 발생하는 에너지를 모니터링하고 이를 3차원으로 구성해 전체 적층가공물을 부품 생산 중에 실시간으로 확인할 수 있고, 불량시 바로 조치가 가능한 것이 특징이다. 특히 국산화를 통해 시스템 가격대는 3천만원대로 낮춰 보급 활성화가 기대되고 있다.

대기업 메탈 3D프린팅 부품 납품업체로 등록된 바 있는 메탈3D는 이번에 개발된 시스템을 현장에 적용 중이다. 대신강업은 가스 아토마이징 장비로 만든 스테인리스(SUS 316L) 분말 제조기술을 확보하게 됐으며 품질 보증 방안과 테스트 방안도 제시하게 됨에 따라 적층제조 활성화가 기대되고 있다.

주승환 메탈3D CTO는 “적층제조에 반드시 필요한 공정모니터링 시스템의 개발 및 국산 소재 개발을 통해 중공업, 자동차 등 주력산업에 맞는 부품을 적층제조 해 공급할 수 있는 원가경쟁력을 확보하게 됐다”며 “현재 몇가지 부품의 양산기술을 개발 중으로 1년 이내에 대량 생산이 이루어 질 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.

▲ 금속 3D프린팅 품질 관리시스템(MPT)으로 불량을 검출해 조치할 수 있다.