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[3D Printing] 3D시스템즈 코리아 백소령 본부장, “6대 뿌리기술로서 적층 설계 및 공정 최적화 프로젝트 활성화 시켜야”

3D프린터의 대형화·고속화·모듈화…국방·의료 분야 적용 본격화

[산업일보]
우리나라의 3D 프린팅(적층제조) 분야는 국방·의료 분야를 중심으로 다양한 프로젝트들이 진행돼 왔다. 또한 관련 분야의 규제 완화와 규격 마련 등 실제 적용 사례를 늘려가는 추세다.

종합 적층제조 전문 솔루션 공급 기업 3D시스템즈(3D SYSTEMS) 코리아는 이러한 프로젝트들을 국내에서 다양하게 진행하고 있는 선도 기업 중 하나이다.

이 회사의 3D 프린팅 사업부를 이끌고 있는 백소령 본부장은 제조 혁신은 쓰나미처럼 일시에 오지 않는다고 단언하며 그동안의 3D 프린팅 활성화를 위한 발자취를 회고했다.

백 본부장은 “우리는 지난 8년 여 간 3D 프린터, 적층제조의 하이퍼속에서 때로는 빠른 걸음으로 또는 숨가뿐 달리기를 통해서 의미 있는 성과들을 도출해왔다. 산업군에서 신제품 개발을 위한 활용을 확장했다. 유연한 즉시 생산 툴의 제작에도, 애프터마켓/커스텀마켓사업 모델들도 만들고 성장했다. 그리고 이제 적층제조공정을 이용한 양산을 도전하는 의미 있는 기업들이 큰 걸음을 시작했다.”고 말했다.
[3D Printing] 3D시스템즈 코리아 백소령 본부장, “6대 뿌리기술로서 적층 설계 및 공정 최적화 프로젝트 활성화 시켜야”
▲3D시스템즈(3D SYSTEMS) 코리아 백소령 본부장

국방산업의 적층제조 적용
차세대 전투기 개발 프로젝트에도 도입

해외에서 먼저 시작된 의료와 국방 분야의 적층제조 활용은 국내 국방산업 분야에도 적용이 늘어나고 있다.

지난해 초 산업통상자원부와 국방부는 부처간 협력을 통해 3D프린팅으로 제작하는 금속 부품의 국방규격을 국내 최초로 마련한 바 있다.

양 부처는 2017년 12월 ‘국방과 3D프린팅 산업간 제조 협력을 위한 업무협약’을 체결한 이후, 단종됐거나 조달에 어려움을 겪었던 국방 부품들을 3D프린팅 기술을 활용해 제작하거나 실증하는 데 협력해 왔다.

백소령 본부장은 “국내는 국방산업 분야에서 유지 보수 관리를 위한 단종 부품을 적층제조공법으로 생산해 품질 검수 체계를 밟아가고 있으며 현장 사용을 통한 기능, 수명 테스트까지 진행하고 있다.”고 말했다.

이어 “차세대 전투기 개발 프로젝트인 KFX가 성공적인 단계적 결과를 도출해 나가고 있다. 또한 K-방위무기체계들이 국제방위무기산업에서의 연이어 성공적인 수주를 만들어 가고 있다. 국내 항공모함 건조 계획 프로젝트 소식들과 더불어 국방 분야는 더욱 활발하게 성장할 것”이라고 덧붙였다.

의료 분야, 개인 맞춤형 제작으로 적용 높아져

의료 분야의 경우 적층제조기술을 적용하면, 환자의 정확한 환부를 측정한 뒤 매우 정밀한 모양을 구현해 낼 수 있다. 이 때문에 두개골, 고관절, 무릎관절, 인공뼈, 치아보철물, 임플란트 등을 치수 오차 없이 환자 맞춤형으로 제작 및 시술할 수 있어서 도입이 늘어나는 추세다.

백소령 본부장은 “국내 기업 메디쎄이는 10년 전부터 금속 프린터를 도입하고 가장 먼저 환자맞춤형 의료 임플란트를 제작해왔다. 금속 프린터가 집중 조명된 이후 국내 대표적인 임플란트 기업인 덴티움, 큐브랩스(구, 벤타3D) 등도 GMP인증 환경에서 금속 프린터를 이용한 임플란트 생산과 의료 인증 적합 소재 기반 플라스틱 프린터를 이용한 수술 도구의 제작으로 양산을 시작했다.”고 말했다.

이어 “의료와 국방 분야는 엔지니어링 측면에서 적층제조를 통한 고도화·고부가가치화가 유망한 반면 그 어떤 산업군보다도 엄격한 품질 검증 체계 및 안전을 위한 인증 규정이라는 높은 장벽이 있다.”고 지적했다.

또한 “정부에서 국가 연구비를 대거 투입해 실증센터를 구축하고 품질 관리를 위한 지원 체계를 구축해나가고 있는데 이러한 실증 센터들이 국내 의료와 국방 분야에서 실현한 설계 최적화를 한 단계 끌어 올려 ‘공정의 최적화 : 체계적인 품질 인증시스템화’에 의미있는 기여를 하게 된다면, 국내에서도 적층제조기술 기반 고도화, 고부가가치 부품의 양산체계 구축이 앞당겨 질 것”이라고 전망했다.

스마트팩토리 분야의 적용은 ‘저조’

정부는 ‘22년까지 스마트공장 3만개를 구축하고, 공정 R&D를 통해 스마트공장 고도화 지원을 적극 추진하고 있다. 특히 3D 프린팅 분야는 4차 산업혁명 20대 투자 분야 중 하나로 선정돼 있지만 정작 스마트팩토리가 도입된 현장에서의 적용은 미미한 것으로 보인다.

백소령 본부장은 “스마트팩토리 분야는 아직 3D 프린터에 대한 인지도 및 활용도가 저조한 상황이다. ‘스마트팩토리’라는 제조산업 혁신 프로젝트에서는 적층제조를 접목한 부품의 고도화는 고려 대상이 되지 못하고 있는 실정”이라고 지적했다.

또한 “일반 제조 산업군의 경우 전기차·드론·로봇을 필두로 하는 차세대 그린 전기·수소 이동·수송 장비 개발과 더불어 고부가가치 부품을 지향하는 품목의 선정과 설계 최적화, 적층제조 공정의 최적화가 시작돼야 한다.”고 주장했다.

이어 “이 과정에는 이미 알려진 것처럼 전자부품과 기계부품의 영역이 상호 융합해 소재·부품·장비가 새롭게 기획, 설계, 개발되는 과정으로, 새로운 적층제조 공법 또한 6대 뿌리산업 기술요소 중 하나로 검토될 수 있는 가능성이 높아졌다.”고 전망했다.

백 본부장은 “이제 제조를 위한 시제품 기술이 아닌 6대 핵심 기술로서 적층설계 및 적층공정 최적화 프로젝트들을 더욱 활성화시켜 차세대 부품·장치 개발 과정에서 프로젝트성 소규모 양산 테스트 프로젝트의 활성화를 시도해야 할 때이다.”고 피력했다.

그는 최근 테슬라에서 적층 제조 전문 엔지니어 모집 공고가 대대적으로 고시된 점도 고무적이라고 전했다.

“3D 프린터는 대형화·고속화·모듈화 추세
…소재는 신규 기능성 엔지니어링 소재 확대”

3D시스템즈는 프린터 개발 및 제조는 물론 소재 분야의 개발 투자를 지속해 왔다. 때문에 관련 시장의 트렌드를 파악하고 사용자의 요구를 반영한 제품들을 출시해왔다.

백소령 본부장은 최근 3D 프린팅 시장의 트렌드에 대해 “프린터는 대형화, 고속화, 모듈화가 진행되고 있다. 소재 분야는 신규 기능성 엔지니어링 소재의 확대가 빠르게 진행되고 있는 상황이다.”고 분석했다.

이어 “소재와 프린터 설비 트렌드는 시제품을 넘어 양산 체계로 진화하기 위한 노력의 산물”이라고 피력했다.

한편, 지난해 3D시스템즈는 소재 혁신을 통한 생산급 적층제조 애플리케이션의 발굴과 솔루션 지원을 강화했다. 이러한 혁신의 과정에서 20여 종이 넘는 소재를 출시했다.

백소령 본부장은 “올해는 ‘애플리케이션과 공정 개발’ 프로젝트를 통해 제조현장 산업체들과 함께 제조 산업현장에서 다양한 적층제조 타당성 검증을 지원하고 기능성 시제품 개발에서 양산급 애플리케이션 프로젝트의 발굴을 목표로 하고 있다.”고 밝혔다.

또한 “적층제조공법의 생산라인화를 위한 도전의 여정에서 올해는 과거에 소개한 주조, 사출, CFRP, 실리콘 몰딩, 에그쉘, 디지털 테스쳐링, 구조 경량화, 애플리케이션에 이은 다양한 혁신적 애플리케이션 공정 개발과 소개에 이어 새로운 고성능 엔지니어링 소재의 출시, 그리고 기존 프린터의 성능을 향상시킨 새로운 프린터의 출시를 기획하고 있다.”고 덧붙였다.
김원정 기자 sanup20@kidd.co.kr

제조기업 강국이 되는 그날까지, 공장자동화 스마트팩토리에 대한 뉴스를 기획·심층 보도하겠습니다.

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