▲ 한국생산기술연구원 3D프린팅 제조공정센터가 데스크탑 메탈의 바인더젯 방식 금속 3D프린터를 구축했다.

바인더젯(BJ) 방식 3D프린팅 기술이 금속 부품 양산용으로 주목받고 있는 가운데 한국생산기술연구원 3D프린팅 제조공정센터가 최신 장비를 도입하고 신소재 개발 및 기업 지원에 나선다.

한국생산기술연구원 울산본부에 위치한 3D프린팅 제조공정센터(센터장 김동현)는 미국 데스크탑 메탈(DESKTOP METAL)社의 BJ 방식 금속 3D프린터 ‘Shop System™’과 ‘Production System™ P-1’을 지난 11월초에 구축을 완료했다고 밝혔다. 해당 장비는 데스크탑 메탈 한국총판인 ㈜프로토텍이 공급했다.

데스크탑 메탈의 BJ 금속 3D프린터는 금속파우더에 왁스 및 폴리머 파우더를 혼합한 봉재형태의 재료를 압출·적층한 후 소결로(furnace)에 넣어 왁스와 폴리머를 태우는 탈지(Debinding) 와 소결(Sintering)을 연이어 진행하는 방식이다.

이번에 센터가 도입한 Production System™은 데스크탑이 특허를 보유하고 있는 Single Pass Jetting™(SPJ) 기술이 탑재된 금속 부품 생산용 3D프린팅 장비다. 데스크탑 메탈이 공급하는 바인더(액체 접합제)와 고객이 원하는 금속사출성형(MIM)용 저렴한 금속파우더를 투입해 고성능 금속 부품을 대량생산할 수 있도록 해준다.

기존 레이저 기반의 PBF 방식 금속 3D프린터 대비 생산 속도가 100배 빨라 연간 수백만개의 부품을 기존 제조방식보다 저렴한 비용으로 생산할 수 있다. 센터가 도입한 P-1은 소형 연구실(lab)용 장비로 고객이 원하는 소재를 활용해 공정개발을 할 수 있다. 또한 장비 내에 불활성 가스를 투입함으로써 알루미늄, 티타늄 등 반응성 소재 및 고성능 합금을 포함한 다양한 금속 재료를 사용할 수 있다.

데스크탑 메탈의 또 다른 바인더젯 방식 금속 3D프린터인 Shop System™은 금속분말에 액체 바인더를 분사한 후 고온의 소결로(furnace)에서 탈지와 소결 처리해 금속부품을 빠르게 제작하는 장비이다.

센터는 BJ 금속 3D프린터를 활용해 자동차, 전기전자, 중공업, 에너지 등 중소기업 제조현장에 필요한 적층제조 기술을 개발해 접목할 계획이다. 또한 금속부품 제조와 함께 다양한 금속 3D프린팅용 신소재 개발도 추진한다.

3D프린팅 제조공정센터에서 금속 바인더젯팅 랩을 담당하는 김충수 박사는 “BJ 금속 3D프린팅 기술은 현존하는 대부분의 금속 3D프린팅 기술보다 빠른 속도와 저렴한 비용으로 부품 생산이 가능해 국내 적층제조 산업의 환경이 크게 바뀌게 될 것”이라고 말했다.

김동현 센터장은 “이번 장비 구축을 통해 레이저 기반의 기존 금속 3D프린팅 기술의 한계를 극복함으로써 자동차, 조선, 에너지, 전자 산업을 포함한 국내 주요 산업의 향후 발전에 큰 기여를 할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

데스크탑 메탈 설립자인 Ric Fulop CEO는 “BJ 금속 3D프린팅 기술은 특히 아시아 국가가 도입하기에 적합하며 한국생산기술연구원과 기술발전에 협력하게 돼 기쁘다”며 “BJ 금속 3D프린팅 기술은 전 세계 제조 분야의 적층제조 2.0 기술발전과 상용화에 큰 촉매제가 될 것”이라고 말했다.