3D 프린팅(적층제조)기술로 공정 단축…시간·비용·품질까지

[산업일보]
수작업은 물론 복잡한 공정으로 이뤄진 주조공정을 샌드 3D 프린팅(적층제조) 기술을 적용해 공정 단축 및 최적화를 실현해 비용 및 시간을 감소시키고, 품질을 높인 사례가 10일, 코엑스 D홀에서 개최한 제조혁신코리아2021의 ‘스마트 혁신 제조 패러다임의 대전환’ 컨퍼런스에서 소개됐다.

뿌리기업인 삼영기계의 한국현 사장은 '적층제조기술을 활용한 제조공정 혁신 사례 및 제언'에 대해 발표하며 "46년간 쌓아온 중속 엔진 부품 설계 및 제조 노하우에 3D 프린팅 기술을 접목해 혁신을 이뤘다."며 기존 공정상의 난제와 이를 극복한 방안에 대해 공유했다.

뿌리산업의 제조 중소기업들은 전문 인력 및 청년인력난과 함께 원청사로부터 하청을 받아 제조하는 기업들이 많기 때문에 대기업 기술종속, 기술 개발 투자여력 미비 등 다양한 어려움을 겪고 있다.

한국현 사장은 뿌리산업의 이러한 문제점들을 개선하기 위해 많은 고민을 통해 내린 결론이 부품 제작을 금형이라는 변환이 불가능한 틀에 고정시키는 것이 아니라 디지털 파일만 있으면 어떤 제품도 제작할 수 있는 설계의 유연성을 부여한 공정으로 변화시키기 위한 3D 프린팅 기술을 도입해야 한다는 것이었다고 밝혔다.

삼영기계는 3D 프린팅기술을 시제품 제작이 아니라 양산 공정에 최적화시키는데 중점을 뒀다.

한 사장은 실린더 헤드 제작을 예로 들며, “실린더 헤드는 내부가 매우 복잡하기 때문에 여러 개의 금형으로 나눠 제작 후 합체해 왔다. 이를 개선하기 위해 샌드 3D 프린팅 기술을 적용해 공정을 단축시켰고 결과는 성공적이었다. 코어 수를 기존 22개에서 4개로 감소시켰으며 가스빼기 홀 수작업을 생략할 수 있다."며 말했다.

또한 "수작업을 줄이고 일체화 제작이 가능해지면서 후처리(사상) 공정을 생략할 수 있었으며, 일체형이기 때문에 품질 역시 향상시킬 수 있었다."고 덧붙였다.

그는 "다품종 소량 생산에 적합한 제조에 대응하기 위해서는 적층제조기술 기반의 양산공정 혁신에 집중적인 육성정책이 필요하지만, 그동안 우리가 해왔던 해외 벤체마킹을 통한 패스트 팔로우(Fast Follower)전략이 아닌 국내 제조산업에 최적화된 양산형 적층 제조공정기술 전략을 수립하고 이에 따른 구체적인 로드맵을 수립해 진행해야 한다.”고 강조했다.

이 회사는 샌드 3D 프린팅 기반 공정 혁신을 통해 비정형 건축에 사용하는 수백에서 수천개의 비정형 부품 생산까지 가능해지면서 지난 2019년에는 광교 G백화점 비정형 파사드 커튼월에 적용한 부품을 제조, 공급하는 등 그 적용 분야를 넓혀가고 있다.