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  • 기사등록 2020-07-02 12:59:14
  • 수정 2020-07-03 09:51:19
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3D프린팅의 제조업 적용 확산을 막는 이유 중 하나가 소재의 물성이다. 광경화수지의 경우 취성이 약해 깨지기 쉽다는 단점으로 인해 양산부품에서는 일반 사출 등에 밀려 시제품 제작시장에서만 활용되고 있는 경우가 많다.
3D프린팅용 광경화수지 전문기업 그래피는 이러한 시장 상황을 바꾸고 덴탈을 중심으로 3D프린팅이 양산에 적용될 수 있는 신소재 및 어플리케이션 개발에 박차를 가하며 성장을 거듭하고 있다. 이에 본지는 심운섭 그래피 대표와의 인터뷰를 통해 3D프린팅 활성화를 위한 방안과 앞으로의 계획을 닫는 자리를 마련했다.

“양산 가능 3D프린팅 신소재·어플리케이션 개발 매진 할 것”



■ 2017년 1월 창립 이래 3D프린팅 관련 기업으로는 이례적으로 급속도로 성장했다. 그 비결은 무엇인가


지난 1999년 국내 최초 덴탈 CAD/CAM 시스템 솔루션 기술을 보급한 것을 시작으로 덴탈 관련 3D밀링머신, 3D스캐너, 3D프린터 등 최신 기술을 도입하며 치과기공 산업의 디지털화에 기여했다고 자부한다. 이제 덴탈 분야에서는 3D스캐너, 3D프린팅 보급이 확산되고 있으며 하루면 치과이식치료가 가능한 시대가 열리려 하고 있다.


그간 경험을 바탕으로 3D스캐너, 6축 밀링머신, 3D프린터까지 직접 제작이 가능할 정도로 기술력을 갖추게 됐으며, 지난 2017년 1월 주식회사 그래피를 설립하고 DLP/SLA/Polyjet 3D프린팅용 광경화수지 ‘S Plastic’을 선보였다.


현재 3D프린팅이 가장 활발한 분야는 덴탈이며 인체와 직접 연관되기 때문에 기술적 난이도도 높다. 때문에 덴탈에서 사용할 수 있는 소재는 양산성과 안전성을 동시에 인정받는 것과 같다.


이에 S Plastic은 처음부터 치과 보철물을 제작하기 위해 인체에 무해하면서도 강도는 슈퍼 엔지니어링급으로 설계됐다. 또한 그래피는 레진을 단순히 혼합하는 것이 아니라 고체 원재료등, 원재료 단계에서 합성하는 기술을 가지고 있기 때문에 각 3D프린터에 알맞은 소재를 공급할 수 있다는 것이 가장 큰 경쟁력이다. 이를 위해 회사는 각종 3D프린터, 인장, 굴곡, 내충격, 경도 테스트기, 각종 시험분석기 등을 갖추고 출력물의 강도와 성분을 검증하고 있다.


그래피의 안전하고 양산이 가능한 광경화수지는 덴탈 업계에서 호응을 얻어 납품되고 있으며 유니즈, 미크래프트 등 세계적인 3D프린팅 장비 기업과 소재 공급계약을 체결했으며 이 분야 세계 1위, 2위 업체와 계약을 앞두고 있다. 또한 과거 JW홀딩스(JW중외제약 지주회사)의 투자와 A 시리즈 펀딩(약 50억원)을 유치하며 성장하고 있다.


현재 회사는 임직원 33명이 일하고 있으며 올해 코로나19의 여파로 당초 예상보다 줄어든 75억원의 매출 달성을 기대하고 있다.


지난 5월26일 회사는 퍼스트펭귄 기업에 선정됐다. 퍼스트펭귄은 위험하고 불확실한 시장에 용기를 내 도전하는 선구자를 일컫는다. 신용보증기금은 미래 성장 가능성이 있는 창업 5년 이내의 혁신기업을 퍼스트펭권 기업으로 선발해 3년간 최대 30억원의 보증을 지원하고 있다.


■ 치아를 교정할 때 사용하는 투명교정장치를 직접 3D프린팅으로 한번에 제작할 수 있는 소재를 개발하고 상용화를 추진 중이다. 앞으로의 계획은


투명교정장치는 치아교정이 필요한 환자가 마우스피스와 같이 언제든지 탈부착이 가능하면서 철사가 보이는 브라켓 교정과 달리 보이지 않는 심미적인 장점으로 인해 치아교정장치 분야에서 기존 기술의 판도를 바꾸는 아이템으로 주목받고 있다.


지금까지는 환자의 치아모형을 본뜨고 모형위에 얇은 강화플라스틱 필름을 진공성형한 후 전문가가 자르고 마무리해 만들었다. 그러나 환자 치아에 꼭 맞도록 두께 조절이 안되는데다 전문가 숙련도에 따라 품질이 달라지고 기능의 한계 때문에 투명교정장치에 대한 의사와 환자의 불만도 커져 신뢰도가 하락하는 결과를 낳았다.


그래피는 자체기술로 개발한 3D프린팅용 광경화수지 ‘S Plastic’을 기반으로 ‘Tera Harz®’를개발하고 3D프린터로 직접 프린팅되는 투명교정장치용 소재를 세계최초로 만드는데 성공했다. 이 소재는 기존 강화플라스틱 필름보다 강도와 탄성이 높으면서 힘이 필요한 부분에 따라 두께조절이 가능하고 보철부분도 프린팅할 수 있기 때문에 환자 치아에 꼭 맞는 투명교정장치 제작이 가능하다. 또한 뜨거운 물을 부으면 메모리쉐이프 기능으로 형상 복원도 된다. 기존 제작시간은 1~2주일이 걸렸지만 직접 3D프린팅을 하면 1시간 내외로 단축되며 필름 및 후가공이 필요 없어 원가 와 공정도 획기적으로 절감할 수 있다.


의사는 환자의 치아 상태를 단계별로 나눠 투명교정장치를 3D프린팅을 통해 빠르고 쉽게 제공할 수 있고, 환자도 3일에서 7일 간격으로 단계별로 치아에 끼우면 10주내에도 가능한 교정케이스가 있기 때문에 큰 호응을 얻고 있다.


그래피는 세계최초 모델 없이 교정용 얼라이너(Aligner)를 직접 출력 가능한 광경화수지인 ‘ TC-85DAC’에 대한 의료기기 제조 인증을 받았고 현재 15군데 치과에 소재와 얼라이너를 납품 중이다. 또한 유럽시장 진출을 위해 ‘TC-85DAC’ 등 4개의 ‘Tera Harz®’ 제품에 대한 EC(Eropean Community)인증서를 지난 4월 받았다.


이밖에도 △210Mpa 이상의 굴곡강도를 갖고 있으며 국내 및 아시아 최초 최종보철물 제작용 인증 소재 ‘TC-80DP’ △마우스 가드, 나이트 가드 제작용 고탄성 소재 ‘TE-151, TE-160’ △플렉시블 덴쳐 출력용 소재 ‘TFD-26’ 등을 개발했으며 사업화를 위해 의료기기 제조 인증을 획득·추진 중이다.


회사는 증가하고 있는 덴탈시장에서의 고기능소재 수요에 발맞춰 신규 생산공장을 구축할 예정이다. 현재 연간 100톤 수준의 생산캐파를 올해 안에 10~20배 늘리는 것이 목표다. 또한 유럽시장 공략을 위해 유럽지사를 구축할 계획이다.


인체친화·고강도 광경화수지 투명교정장치 시장 진출, 생산공장 올해 구축

고객이 믿고 생산할 수 있는 소재물성 가장 중요, R&D도 고객맞춤 전환해야



■ 지난 20년간 덴탈 분야 CAD/CAM 솔루션 지원에서부터 3D프린팅 솔루션까지 공급하면서 느낀 국내 3D프린팅 산업의 한계와 이를 극복하기 위한 제언을 해주신다면


몇 년전까지만해도 3D프린팅은 4차 산업혁명시대를 대표하는 신기술로 각광받았다. 그러나 3D프린팅은 이제 더 이상 신기술이 아니다. 과대광고로 인해 새로운 방법을 찾던 사람들이 3D프린팅에 앞다퉈 도전을 했지만 대다수가 실패했고 그 결과 3D프린팅은 혁신 기술의 대명사가 아닌 의문부호 투성이의 기술로 전환됐다.


3D프린팅이 제조혁신기술이 되기 위해선 결국 생산성을 확보해야한다. 우리는 그간 적층제조기술 축적을 도외시하고 시제품 제작, 시뮬레이션 등의 제한적 용도와 신기한 것을 만드는 것에 관심을 가졌다. 또한 정부도 가치 있는 어플리케이션과 솔루션 개발이 아니라 3D프린터 장비 공급에 예산을 집중했으며 이마저도 외산이 좋다는 인식하에 국산은 소외됐다. 이제 장비구축 예산이 점차 줄어드니 저가 입찰 치킨게임이 벌어지면서 국내 3D프린팅 산업은 ‘외화내빈’이라는 지적이 나오고 있다.


3D프린팅을 통한 제조혁신을 위해선 관련 업체들이 제조 경험을 쌓아야 한다. 또한 최종 결과물과 직결되는 소재의 물성과 퍼포먼스를 공부하고 양산이 가능한 소재를 개발하는 것이 급선무다. 덴탈 고객들을 만나서 3D프린팅에 대한 소개를 하면 가장 많이 듣는 얘기가 ‘물성이 괜찮게 나오는가’이다. 고객들의 불안감을 해소하지 않으면 양산이 불가능하다. 그래서 고객 앞에서 출력물을 마구 구부리고 망치로 내려치면서 직접 보여주기도 했다.


3D프린팅으로 제작된 제품을 실제로 판매하기 위해선 무엇보다 후처리가 중요하다. 이에 그래피는 UV 경화기 회사를 인수해 제품 판매와 기술개발을 병행하고 있다. 실제 판매가 가능한 3D프린팅 제품을 발굴하고 제조공정을 확보한다면 추후에는 3D프린터가 사출기와 경쟁하는 시대가 올 것이라고 믿는다.


■ 향후 계획에 대해 한말씀 부탁드린다


현재는 덴탈, 메디컬 분야 3D프린터 광경화성 소재에 사업을 집중하고 있지만 향후엔 자동차 분야로 확대해 나갈 예정이다. 다이렉트 투명 교정장치는 입안에 오래 있어야하기 때문에 무는 힘으로 끊어지지 않도록 소재 강도를 최대한 높였고 타액으로 인해 불어나지 않도록 내수성을 강화시켰다. 이러한 특성들을 바탕으로 고기능성이 필요한 자동차 부품에 적용해 볼 계획이다.


또한 탄성소재를 활용해 평소에는 접어서 휴대하고 다니다가 자전거나 킥보드를 탈 때 펴서 착용하는 3D프린팅 헬멧과 같이 새로운 어플리케이션을 발굴해보고 싶다.


3D프린팅이 덴탈 분야에서 어느 정도 성과를 거둔 것은 고객이 기술을 도입해 더 많은 부가가치를 창출했기 때문이다. 따라서 3D프린팅 연구개발도 철저하게 고객의 입장에서 필요한 것을 우선해야 한다. 향후에도 어플리케이션 발굴과 이에 맞는 신소재 개발을 중점 추진하기 위해 현재 대규모 후속 투자를 유치할 계획이다. 인류의 행복 증진에 기여하고 전세계 시장에 3D프린팅 토털솔루션을 수출하는 기업으로 도약할 수 있도록 노력하겠다.


▲ 그래피가 개발한 3D프린팅용 고기능 광경화수지 ‘Tera Harz®’. 고품질의 투명교정장치를 직접 3D프린팅 할 수 있다.


▲ 그래피의 광경화수지로 출력한 다양한 덴탈 및 산업용 부품들


▲ 그래피는 광경화수지 합성은 물론 각종 3D프린터, 인장, 굴곡, 내충격, 경도 테스트기, 각종 시험분석기 등을 갖추고 고객 맞춤형 제품을 생산하고 있다.


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