장비 대형화 따른 수요산업 확대, 산업별 맞춤 소재 개발 활발

◇연재순서

1)전시회 총괄평가

2)금속 분말 기술 트렌드와 기업의 전략

3)적층성형용 Al합금 소재의 합금설계 방안 및 적용 사례

4)높은 형상복잡도를 가진 소형 정밀 부품 제조기술 동향

5)플라스틱 AM의 글로벌 경쟁구도와 한국의 기회

6)플라스틱 적층제조 기술동향

7)마이크로‧나노 3D프린팅 기술 동향

8)좌담회-적층제조의 미래, 청년이 이끈다

적층제조(AM, Additive manufacturing)는 이제 단순한 시제품 제작 기술을 넘어 항공·우주, 의료, 방산, 에너지 등 고부가가치 산업에서 경량화, 맞춤화, 공급망 혁신을 가능하게 하며 제조업의 패러다임을 바꾸고 있다.

특히 금속 분말 기반 AM은 산업 경쟁력 강화의 핵심 요소로 부상하고 있으며, 다양한 기업들이 각자의 전략을 통해 시장에 진입 및 선점하려는 움직임이 나타났다.

■AM용 소재 포트폴리오 다각화

AM 산업이 하나의 생산 체제로 자리를 잡으면서, 글로벌 리딩 업체인 EOS는 소재 포트폴리오 다각화를 위해 많은 노력을 집중하고 있다. 회사는 이번 ‘폼넥스트 2025’를 앞두고 LPBF(Laser Powder Bed Fusion)에 최적화된 4종의 소재를 발표하며 다시한번 소재-장비 생태계 구축에 나섰다.

특히, 고품질 PBF 장비의 대형화에 따라 대형 부품의 제작이 가능하게 되고, 그로 인한 구조용 분말 소재들의 개발 및 출시가 이어지고 있다. 이러한 AM 장비의 대형화로 인해 기존 부품들에 적용이 어려웠던 모빌리티, 에너지, 화학 산업 등 다양한 산업에도 적용이 가능해짐에 따라, 고객들이 소재 포트폴리오 다양화에 대해 요구하고 있는 것으로 추측된다.

따라서 AM 장비 대형화는 단순히 생산 규모의 확대를 넘어 산업별 맞춤형 소재 포트폴리오 구축을 촉진하는 핵심 동력으로 작용할 것으로 기대되며, 이는 곧 글로벌 기업들이 소재 연구개발에 더욱 집중하게 만드는 중요한 계기가 될 것으로 여겨진다.

■금속 분말 제조 공정의 다양화

이번 전시회에 참여한 대부분의 금속 분말 기업들은 중국 업체이며, 공통적으로 대량 생산을 기반으로 우수한 가격 경쟁력을 보여주고 있다. 해당 업체들의 연간 생산량은 기본적으로 연간 2~5천톤 수준으로 국내 기업들과 매우 큰 격차를 보이고 있다.

일부 업체들은 VIGA(Vacuum Induction Gas Atomization) 뿐만 아니라 EIGA(Electrode Induction Melting Inert Gas Atomization), PA(Plasma Atomization), PREP(Plasma Rotating Electrode Process) 등 다양한 장비들로 제조된 금속 분말들을 함께 전시했다.

VIGA와 EIGA는 철(Fe)계, 코발트(Co)계 나 구리(Cu)계, PA는 타이타늄(Ti)계, PREP는 니켈(Ni)계 등 각 장비별로 생산 제품을 달리 제조하고 있는 것으로 조사됐으며, 다양한 산업별 요구에 맞춘 분말들을 공급하며 구형도, 흐름성, 산소농도 등 품질 지표를 관리하는 전략을 보였다.

▲ (左부터) VIGA, PREP, EIGA 장비 모형이 전시됐다.

■품질 고도화와 폐분말 업사이클링 주목

AM용 분말의 높은 구형도는 이제 특정 기업이 가지고 있는 강점이 아니라 시장의 기본 요구 사항으로 자리 잡았다. 주요 업체들은 ISO 인증뿐 아니라 항공 분야에서 요구되는 AS9100 인증까지 확보하며 품질 관리에 집중하고 있었다. 이는 항공 엔진용 AM 부품의 감항 인증과 맞물린 흐름으로 해석된다.

또한 생산 및 분급 기술을 통해 위성 분말과 캡 분말을 제어하여 흐름성을 개선하고, 설비 개선을 통해 산소 함량을 낮추는 등 품질 안정성과 비용 절감을 동시에 추구하고 있었다. 특히 일부 업체들은 모래시계에 금속 분말을 넣어 흐름성이 우수함을 홍보하고 있었다.

더불어 사용된 분말을 플라즈마(Plasma)나 아크(arc) 등과 같은 열원을 이용하여 용해·분사하는 업사이클링 기술도 소개됐다. 아직은 연구실 단계에 머물러 있지만, 양산 기술로 발전한다면 폐분말 재활용을 통한 ESG 대응의 중요한 요소가 될 수 있을 것으로 기대된다.

▲ 금속 분말을 이용한 모래시계를 전시해 흐름성이 우수함을 홍보하고 있다.

선도 기업 소재·장비 통합 생태계 구축, 신뢰성 향상 통한 고부가산업 선점

정부지원 업은 中 글로벌 공급망 진입, 韓 특화·친환경 소재 등 차별화 必

■글로벌 선도기업, 최적 소재·장비 통합 생태계 구축

적층제조 산업에서 금속 분말 시장의 연평균 성장률(CAGR)은 약 21%로 매우 고무적이다. 그러나 이러한 성장세를 지속하기 위해서 분말 기업들은 공통적으로 품질 표준화, 국제 인증 확보, 공급망 안정성, 원가 절감이라는 과제를 해결해야 한다. 이러한 과제들은 단순히 개별 기업의 경쟁력 확보 차원을 넘어, 산업 전반의 신뢰성과 지속 가능성을 좌우하는 핵심 요소로 평가된다.

글로벌 선도 기업들은 자사 장비에 최적화된 소재를 함께 공급하는 전략과 함께 M&A를 통해 소재-장비 통합 생태계를 구축해왔다. 이를 통해 공정 안정성과 공급망 신뢰성을 높이고, 고객 lock-in을 통해 시장 장악력을 넓히고 있으며, 특히 글로벌 기업 및 정부기관들과 공동개발을 통해 항공, 의료 등 고부가가치 산업에서 선점 효과를 보이고 있다.

또한 신사업 개발 및 확장 또한 적극적으로 진행되고 있는 것으로 확인되는데, 진공 설비 제작 업체인 ALD는 본인들이 노하우를 가지고 있는 전극(Electrode) 기술과 진공(Vacuum) 기술을 기반으로 대형 EB-PBF 장비 개발, 분말 제조업체의 LPBF 장비 개발 등 R&D에 많은 투자를 하고 있는 것으로 나타났다.

또한 ASTM 등 국제 표준화에 적극 참여해 기술 규범을 선도하며, 글로벌 공급망에서 신뢰성을 확보하고 있다. 이는 단순한 기술 경쟁을 넘어, 지속가능성을 통한 장기적 경쟁력 확보라는 전략적 선택을 취하고 있다.

▲ ALD社의 전자빔(EB)-PBF로 제조된 대형 임펠러

■中 기업 글로벌 공급망 진입 본격화

중국은 ‘세계의 공장’이라는 강점을 바탕으로 대량 생산과 원가 절감을 무기로 시장 점유율을 확대하는 전략을 펼치고 있는 것은 익히 알려진 사실이다. 동시에 정부의 막대한 지원 아래 산·학·연 협력, 보조금·세제 혜택, 표준화·인증 지원을 통해 기술 수준을 빠르게 끌어올리고 있다.

중국은 AM을 반도체, 로봇, 첨단 소재와 함께 차세대 전략 산업으로 육성하고 있으며, 글로벌 시장에서도 무서운 속도로 영향력을 확대하고 있다. 이에 대한 성과로 BLT는 Airbus qualified를 통해 기술력을 과시하고 있으며, 주요 항공·우주 기업들과의 협력을 통해 글로벌 공급망에 본격적으로 진입을 시도하며, 중국 AM 산업의 위상을 한층 강화하고 있는 것으로 보인다.

▲ Airbus qualified를 받은 BLT의 LPBF 장비

■韓, 차별화된 특화·친환경 소재 개발 필요

국내 기업들은 상대적으로 생산 규모가 작고 기술 격차 역시 중국 기업에게 빠른 속도로 추격당하고 있는 것으로 보인다.

이에 따라 대량 생산과 가격 경쟁력 중심의 전략 대신, 고부가가치 산업 특화 소재 개발, 국제 인증을 통한 신뢰성 확보 그리고 친환경·지속가능성을 강조한 차별화된 기술 혁신을 통해 글로벌 시장에서 독특하고 차별화된 경쟁 우위를 확보해야 할 것으로 생각된다.

이러한 전략적 움직임은 국내 기업들의 기술력 강화와 함께, 항공·의료·방산 등 고부가가치 산업으로 진입할 수 있는 발판을 마련하는 동시에, 장기적으로는 자립적인 생태계를 구축하는데 기여할 것으로 기대된다.

폼넥스트 2025는 AM 산업이 단순한 기술 전시를 넘어 산업 경쟁력의 핵심 축으로 자리잡고 있음을 보여주었다. 금속 분말 기술 트렌드와 글로벌 기업들의 전략은 AM이 제조업의 미래를 어떻게 바꿀지 보여준다.

특히 장비 대형화와 소재 포트폴리오 다각화는 산업별 맞춤형 대응을 촉진하는 핵심 동력으로 작용할 것이며, 이에 국내 기업들은 차별화된 전략을 통해 글로벌 경쟁 속에서도 독자적 위치를 확보할 필요가 있다고 생각된다.