▲ ㈜테라웍스가 자사의 금속 3D프린터로 양산 중인 타이어 몰드용 사이프(Sipe)

금속 3D프린팅 장비 및 서비스 전문기업 ㈜테라웍스(대표 하성용)가 사이프 등 타이어 금형을 중점적으로 양산하고 부품 개발과 서비스 등 토털 솔루션을 제공하는 3D프린팅 센터를 대전에 건립한다. 3D프린팅 기술 도입을 통해 공정혁신을 원하는 수요기업과 3D프린팅 공급기업을 연결하고 함께 어플리케이션을 발굴하는 등 국내 적층제조 활성화를 위한 허브 역할에 나선다는 계획이다.

대전광역시에 위치한 ㈜테라웍스는 금속 3D프린터를 국산화한 이래 2년여 동안 금속 3D프린팅을 통해 타이어 몰드용 사이프(Sipe:타이어 표면의 미세한 홈) 등 부품을 양산해 공급하고 있다.

또한 과학기술정보통신부의 ‘2021년 3D프린팅 제조혁신 실증지원 사업’을 통해 한국프리시전웍스, 한국타이어앤테크놀로지와 컨소시엄을 구성해 기존 기술로는 실현이 힘든 타이어 패턴이 가능한 사이프(Sipe) 부품 양산공정 기술개발을 추진 중이다.

타이어 업계에서는 겨울철 타이어를 중심으로 트레드(노면과 닿는 타이어 표면) 중앙부 톱니바퀴 모양의 사이프를 적용해 접지력과 제동력을 강화하고 있다. 특히 전기차 시장 확대로 보다 무겁고 정숙한 주행이 가능한 전기차 전용 타이어 수요가 높아지면서 트레드 블록 내부에서 변형을 제어해 미끄러짐 현상을 방지할 수 있도록 3차원 사이프 기술이 적용 중이다. 이러한 타이어 몰드용 사이프는 복잡한 형상을 가지고 있고 얇아지고 있어 기존 방식으로는 제작이 불가능하기 때문에 3D프린팅이 필수다.

테라웍스는 타이어 정밀 금형의 적층제조 양산을 확대하고 사업화하고자 대전시 유성구 장동에 가칭 ‘3D프린팅 센터’를 구축할 계획이다.

센터에서는 3D프린팅 기반 타이어금형 연구개발과 양산이 중점 추진되며 나아가 공정혁신을 원하는 수요기업과 3D프린팅 공급기업을 연결하고 함께 어플리케이션을 발굴하는 등 국내 적층제조 활성화를 위한 중부권 허브 거점으로 육성할 계획이다. 이밖에도 금속분말 공급을 위한 EIGA(Electrode Induction melting Gas Atomization) 장비 구축과 공정, 장비, 서비스 등 토털 솔루션을 제공할 예정이다.

이처럼 테라웍스가 적층제조 양산에 도전하기 까지는 물리(광학) 전문가인 하성용 테라웍스 대표와 직원들이 사이프 양산에 최적화된 3D프린팅 장비와 공정을 만들기 위해 불철주야 노력한 것이 뒷받침됐다.

▲ 테라웍스가 개발한 PBF 방식 금속 3D프린터 ‘TERRA 250P’와 ‘TERRA 270P’ 앞에서 하성용 테라웍스 대표(뒷줄 右 첫 번째)와 직원들이 기념촬영에 응하고 있다.

하성용 대표는 국내에 널리 보급된 외국산 금속 3D프린터가 특정 부품 생산을 위해 만들어진 장비가 아닌데다 조금 새로운 형태의 부품을 만들려면 파라미터를 추가로 구입해야하기 때문에 경제성에 한계가 있다고 진단했다. 이에 자동차 타이어 금형을 양산하는데 필요 없는 기능은 빼고 최적화된 PBF 방식 금속 3D프린터를 개발하는데 매진했다. 그 결과 PBF 방식 금속 3D프린터 ‘TERRA 250P’와 ‘TERRA 270P’를 개발하고 사이프 양산을 진행 중이다. 내년에는 적층속도 향상을 위해 듀얼 레이저 금속 3D프린터도 개발할 예정이다.

특히 테라웍스는 150um(마이크로 미터) 크기의 밀도 99.9%에 달하는 초박막 사이프 3D프린팅 제작 기술을 확보하는데 성공했다. 해외 선진기업도 400um 수준임을 비교하면 놀라운 수치다. 나아가 적층제조 경제성 확보를 위해 금속분말도 맞춤형으로 국산화해 사용 중이다.

하성용 테라웍스 대표는 “초박형 금형에 대한 대면적 사이프 양산 전용 금속 3D프린터는 테라웍스가 세계에서 유일하다”며 “제조기업이 가장 값싸고 편리하게 사용할 수 있는 맞춤형 금속 3D프린터 개발·보급 확대를 위해 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.

한편 테라웍스는 2021년 삼기오토모티브가 개발 중인 냉각유로가 적용된 자동차 엔진 인서트 금형 적층제조를 성공한 바가 있으며 이밖에 자동차 섹터 몰드·트레드 몰드, 의료용 임플란트 등 출력서비스 및 장비제작 사업도 확대할 계획이다.

▲ 테라웍스와 삼기오토모티브가 개발한 냉각유로가 적용된 자동차 인서트 적층 금형.