▲ 이조원 3D프린팅연구조합 이사장이 개회사를 하고 있다.

적층제조(AM)와 DfAM(적층제조특화설계)이 인공지능(AI)을 현실로 구현하는 피지컬 AI의 핵심기술로 자리매김하며 제조혁신에 기여할 것이라는 전망이 나왔다,

정보통신산업흥원(NIPA)이 주최하고 3D프린팅연구조합(이사장 이조원) 주관으로 ‘2025 AM x AI 미래 전략 컨퍼런스‘가 12월3일 판교 스타트업캠퍼스 컨퍼런스홀에서 개최됐다. 이날 산학연 관계자 100여명이 참석했다.

이번 컨퍼런스는 ‘적층제조(3D프린팅)와 피지컬 AI 기술 융합으로 다시 여는 제조혁신’을 주제로 과거 산업 혁신의 상징이던 국내 3D프린팅 산업 및 시장의 완화된 관심과 분위기에 대한 재도약을 도모하고 차세대 제조 기술로 주목받는 피지컬 AI(Physical AI) 융합 전략을 공유하기 위해 마련됐다.

세미나에서는 기조 강연으로 △4차 산업혁명과 스마트팩토리: 로봇과 AI 기술 트렌드(경희대 김상균 교수) △ From Smart Factory to Autonomous Factory(LG AI연구원 심예슬 스쿼드 리더) 등이 발표됐다. 이어 기술 강연으로 △피지컬 AI 시대의 피지컬 담당은 AM(링크솔루션 최근식 대표) △AI 기반의 Text-to-3D, 적층제조의 새로운 흐름(HP코리아 김태화 AM 매니저) △AI-Driven Generative Design For AM(에이엠허브 유병주 대표) 등이 발표됐다.

▲ 최근식 링크솔루션 대표가 주제발표 하고 있다.

최근 AI가 가상 영역을 넘어 실제 물리적 제조환경에 적용되면서, 적층제조 기술과 피지컬 AI의 결합이 산업 현장에서 새로운 성장 동력으로 부상하고 있다. 

피지컬 AI를 구현하는 대표적인 기술인 휴머노이드 로봇의 경우 경량화와 함께 내부 전자기기에서 발생하는 열을 배출하거나 강력한 근육 역할을 하는 액추에이터 등 개발이 요구된다. 이에 설계 단계에서 DfAM을 통해 부품을 통합하거나 냉각 채널을 내장하고 열 배출에 효과적인 구리를 활용해 작고 가벼우면서 성능이 우수한 액추에이터를 적층하는 기술이 개발 중이다.

또한 피지컬 AI 시대 도래로 데이터센터 구축이 확대되고 있는 가운데 데이터센터의 발열 문제를 해결하는데 AM이 활용되고 있다. 논문에 따르면 데이터센터 냉각에 쓰이는 판형 열교환기를 DfAM을 통해 래티스 구조로 표면적을 넓히고 구리와 알루미늄으로 적층제조함으로써 기존 제품 대비 열 전달률을 73% 향상시키는 효과를 거뒀다.

특히 AI와 로봇을 이용해 24시간 연중 무휴로 인력을 최소화하면서 유연생산이 가능한 다크팩토리의 구현에 있어 AM 기술이 핵심 동력이 될 것으로 전망되고 있다. 이에 링크솔루션은 내년 12월까지 대전에 AI 및 AM 기반 자율제조 생산라인을 구축해 장비의 통합 운용, 공정 자동화, 실시간 품질 제어 등 생산 전반의 스마트화를 구현할 계획이다.

이를 기반으로 각 산업에 맞는 제조공정 데이터를 축적해 단순 장비 판매 및 서비스 사업을 넘어 AM 도입을 계획 중인 고객사에 최적화된 자동화 생산 시스템 플랜트도 판매할 계획이다.

최근식 링크솔루션 대표는 “AI와 AM의 통합을 통해 기존대비 압도적인 에너지 절감과 ESG 경영이 가능한 핵심 제조공정을 구축할 것”이라며 고객의 R&D-설계-제조 전체 공정을 혁신하는 ‘스마트 제조 파트너’로서 성장하겠다“고 밝혔다.

▲ 유병주 에이엠허브 대표가 주제발표 하고 있다.

Generative Design은 설계자가 정의한 목표와 제약조건을 기반으로 다양한 설계 대안을 자동 생성·탐색하고 이 중 제조가능한 최적현상을 도출하는 과정을 말한다. AI가 접목되면서 생성·탐색 속도가 크게 향상됐고 AI가 접목된 Generative Design은 AM의 설계-해석-제조 반복 횟수를 대폭 감소시킴으로써 개발기간을 50~80% 단축시키고 AM 품질 향상 및 실패율 저감에 기여하고 있다.

특히 이를 통해 고난도 설계 기술이 대중화됐으며 사람 설계로는 불가능한 초고난도 냉각·열관리 구조 설계가 가능해졌다는데 의의가 있다. 일례로 전력반도체, 데이터센터, 배터리 팩, 우주 발사체 엔진 등의 냉각 효율 향상을 위해 AI Generative Design을 적용시켜 기존에는 불가능했던 복잡한 내부 유로 및 3D 냉각 채널을 구현할 수 있다. 

DfAM 전문 디자인 하우스로 AI Generative Design과 금속 AM을 연결된 통합 설계 서비스를 제공하고 있는 에이엠허브의 유병주 대표는 “AI 기반 생성설계와 AM은 반도체, 배터리, 우주, 데이터 센터의 고성능화에 필요한 병목을 해결할 수 있는 국가전략기술”이라며 “설계와 제조가 물리적으로 일관된 피지털 AI를 구축함으로써 고부가 AM 시장 경쟁력 강화와 국가 전략산업의 기술 자립도 향상에 기여하는 효과가 있다”고 강조했다.