적층가공은 최근까지 엄청난 잠재력을 입증해 왔다. 오늘날에도 여전히 연간 성장률은 30% 이상이며, 금속부품 분야에서는 훨씬 더 높다. 최근의 연구에 따르면, 적층가공 산업은 2020년까지 20~50%가 증가하고, 관련 시장도 2배에서 4배까지 커질 것으로 예상된다.
이에 DMG MORI는 파우더 노즐을 이용한 레이저 증착 용접 기술로 적층가공 분야에서 이미 4년 동안 성공적으로 사업을 운영했으며, 최근 독일 보르헨의 REALIZER GmbH에서 다수의 지분을 인수해 파우더 베드 기술을 포함함으로써 포트폴리오를 확장했다. DMG MORI의 Advanced Technologies 담당자 Patrick Diederich와의 인터뷰를 통해 DMG MORI가 현재 금속부품의 적층가공 기술에 있어 풀 서비스 공급업체로 자리매김한 현황에 대해 이야기 나눠 보았다.
▲ Patrick Diederich, Managing Director of SAUER GmbH and REALIZER GmbH
Q. 적층가공은 큰 가능성을 가진 새로운 기술입니다. 이 기술의 잠재력을 어떻게 생각하십니까?
A. 미래지향적이고 경쟁이 치열한 산업 분야는 항상 혁신적이고, 비용 대비 효율적인 생산 기회를 찾고 있습니다. 따라서 그들은 종종 새로운 기술을 제품 개발의 원동력으로 여기는데, 그 중의 하나가 바로 적층가공 기술이라고 할 수 있습니다. 따라서 항공 우주 및 의료 기술 부문에서 이 적층가공 기술을 활용한 개발이 점차적으로 채택되고 있는 것은 당연합니다. 최근에는 특히 미국, 유럽, 한국, 일본이 핵심적인 시장으로 확립됐습니다. 항공기 제조사는 최대한 부품의 무게를 줄일 수 있는 가능성을 기대합니다. 적층가공은 배치 사이즈가 1인 경우에도 여러 가지 응용 분야에서 경제적인 솔루션을 제공하기 때문에 의료 기술 생산 및 덴탈 연구소에도 이미 널리 보급되어 있습니다.
Q. DMG MORI는 주로 금속절삭 제조 솔루션 공급업체로서 현 산업 분야에 자리매김하지 않았습니까?
A. 네, 그렇습니다. 금속절삭 제조 산업의 오랜 공급자로서 저희는 미래의 발전 방향에 대해서도 항상 염두에 두어야 한다고 생각합니다. 이것이 바로 DMG MORI가 적층가공 기술 개발을 적극적으로 추진하는 이유입니다.
Q. LASERTEC 3D 머신을 자체적으로 개발하기도 했지만, REALIZER GmbH사를 인수하기도 했는데 합병의 이유는 무엇입니까?
A. 4년 동안 LASERTEC 3D 시리즈의 형태로 파우더 증착 노즐과 5축 밀링을 통합시킨 레이저 증착 용접을 성공적으로 결합했습니다. LASERTEC SLM 기술은 파우더 베드에서의 선택적인 레이저 용융을 의미합니다. 이제는 한 가지 머신으로 두 기술을 모두 제공할 수 있으며, 제품 범위를 서로 이상적으로 보완합니다. 파우더 베드 공정은 특히 금속부품의 적층가공과 관련된 80%의 시장 점유율을 보유하고 있습니다.
▲ LASERTEC 30 SLM;독일 보르헨의 REALIZER GmbH에서 다수 지분을
이수한 DMG MORI는 파우더 베드 기술을 포함함으로써 금속 부품의
적층 제조 능력을 확장했으며 이미 시장에 첫 번째 기계를 설치했다
▲ LASERTEC 30 SLM의 제작 볼륨은 300×300×300mm이며, 최대 적재
용량은 200kg이다. 파우더를 교체하는데 2시간 밖에 걸리지 않는다
Q. 두 기술을 서로 다른 타깃 그룹에게 어필할 수 있다는 것입니까?
A. 애플리케이션이 다릅니다. 예를 들어, 6축 회전밀 가공용 5축 LASERTEC 65 3D 하이브리드 및 LASERTEC 4300 3D 하이브리드는 복잡한 터빈 부품과 같은 상대적으로 큰 부품을 제조하기 위해 설계됐습니다. LASERTEC 65 3D 3D 하이브리드의 경우 ?500×400mm, LASERTEC 4300 3D 하이브리드의 경우 ?660×1,300mm의 작업 영역으로 최대 600kg 또는 900kg의 공작물을 적재할 수 있습니다. LASERTEC 3D 하이브리드 시리즈에서의 진정한 혁명은 다양한 응용 가능성에 있습니다. 첫 번째로, 레이저 증착 용접 및 밀링 또는 턴-밀 가공을 단 한 번의 세팅으로 완성품 수준으로 바로 제조할 수 있습니다. 또한 파우더 노즐 및 밀링 헤드를 언제든지 교체할 수 있습니다. 특히 한 번 가공이 끝나면 추가 접근이 불가능한 복잡한 구성물을 적층과 밀링을 번갈아 교대하면서 작업함으로써 공작물을 완성시킬 수 있습니다. 이러한 기술 응용 분야는 특히 항공 우주, 에너지 기술 및 다이&몰드 분야에 절대적으로 필요할 것입니다.
▲ 파우더 베드 기술은 매우 미세하게 작업할 수 있기 때문에 선택적 레이
저 용융을 통해 매우 복잡한 가공물을 제조할 수 있다
Q. LASERTEC SLM 기계의 장점은 무엇입니까?
A. 파우더 베드 기술은 매우 미세하게 작업할 수 있기 때문에 선택적 레이저 용융을 통해 매우 복잡한 가공물을 효과적으로 제조할 수 있습니다. LASERTEC 30 SLM을 사용하면 하나의 기계에서 다양한 재료를 유연하게 사용할 수 있으며, 지능형 파우더 모듈을 통해 2시간 내에 다른 재료로 바꾸는 것도 가능합니다.
▲ LASERTEC 65 3D 하이브리드는 레이저 증착 용접과 5축 밀링을 한
번의 세팅으로 결합한다
Q. 그러나 보통 SLM 타입으로는 가공물 품질이 높은 정밀도를 만족시킬 수 없지 않나요?
A. 여기에서 바로 저희의 메탈 커팅 프로덕션의 강점이 작용합니다. 파우더 베드에서 공작물을 후처리하기 위해 자체 밀링 머신이 장착되어 있습니다. 여기서 중요한 것은 하드웨어와 소프트웨어의 서로 다른 기술이 편리하게 연결된다는 것입니다. 엔드-투-엔드 CAD/CAM 솔루션을 위한 Siemens NX와의 개발 협력은 파우더 베드 프로세스와 통합되며 확장될 것입니다. 전체적으로 통합된 프로세스가 저희의 최우선 목표입니다.
▲ LASERTEC 65 3D 하이브리드의 파우더 노즐과 밀링 헤드는 언제든지 교체할 수 있으므로 완성품에
더 이상 접근이 불가능한 복잡한 형상의 영역을 밀링할 수 있다
Q. Industry 4.0은 당신에게 얼마나 중요한 토픽입니까?
A. 그 주제는 DMG MORI에도 역시 매우 중요한 주제라고 할 수 있습니다. DMG MORI의 ‘디지털화의 길’ 캐치프라이즈와 함께, 뛰어난 사용자 인터페이스인 CELOS 소프트웨어 솔루션 프로그램은 현 산업 분야에서 좋은 본보기가 되고 있습니다. CELOS는 LASERTEC 3D 하이브리드 머신과 산업용 솔루션에 이미 사용되고 있습니다. REALIZER가 파우더 베드용으로 만든 RDesigner 또한 향후 CELOS? 인터페이스에 통합될 것입니다. 손쉬운 데이터 수집 및 관리와 사용자 친화적인 애플리케이션은 작업 준비 및 생산 프로세스에 큰 도움을 줍니다. 이는 디지털화가 적합한 생산력의 활용 및 생산 유연성에 큰 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 이것은 산업이 연속 생산에서 개별 대량 생산으로 전환할 수 있는 계기가 될 것입니다. 예를 들어, 더 이상 전 세계적으로 예비 부품을 보유하고 있을 필요가 없습니다. 그저 주문을 하는 대로 바로 생산할 수 있기 때문입니다. 디지털화와 적층가공 기술은 여기에서 큰 잠재력을 발휘할 것입니다.
▲ 다른 파우더 노즐의 도움으로 2개 이상의 재료로 만들어진 혁신적인
부품을 LASERTEC 65 3D 하이브리드의 샌드위치 구조로 제작할 수 있다
Q. 적층가공의 앞날을 어떻게 예측합니까?
A. 레이저 가공 분야의 오랜 경험과 함께 금속절삭기의 선구자로서 저희는 REALIZER의 전문 기술과 함께 금속 부품의 적층가공에서 선도적인 역할을 수행할 수 있는 이상적인 위치에 있습니다. 이외에도 서비스, 애플리케이션 및 영업 분야에서 DMG MORI는 전 세계에 있는 고객에게 다가갈 수 있습니다. 미래의 DMG MORI는 빌레펠트, 프론텐, 토키오, 상하이 및 시카고의 DMG MORI Additive Manufacturing Excellence Center에 저희가 가지고 있는 이 전문성을 집중할 것입니다. 전문가들은 개발 초기부터 고객의 제품 개발에 관여합니다. 따라서 그들은 미래의 기계 및 부품의 건설을 위해 함께 배웁니다. 올해가 끝나기 전에 레이저 증착 용접을 위한 LASERTEC 65 3D를 새롭게 출시할 예정입니다. 더 큰 LASERTEC 125 3D 하이브리드는 2018년에 출시할 예정으로 계획하고 있습니다. 파우더 베드 공정의 현재 목표는 보다 높은 생산성을 갖는 것입니다. 더 큰 생산량은 물론 각 프로세스의 연결 및 자동화, 즉 유휴 시간 감소를 통해 목표를 달성할 것입니다.
Q. 적층가공은 또한 소재 개발의 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 관련해 이미 진행하고 있는 사업이 있나요?
A. 아직까지 모든 산업 분야에서는 아니지만, 수많은 설계 엔지니어는 적층가공의 잠재력을 인식하고 작업에 이 기술을 통합하고 있습니다. 결국 그들은 기존의 제조 공정으로는 생산할 수 없는 공작물을 이러한 방식으로 실현할 수 있게 될 것입니다. 그래서 저희는 적층가공을 전통적인 생산 방법에 대한 혁신적이고 편리한 보완책으로 간주합니다. DMG MORI 아카데미는 빌레펠트의 LASERTEC 30 SLM과 프론텐의 LASERTEC 65 3D 하이브리드를 갖춘 여러 대의 머신을 보유하고 있어, 적층가공에서 최고의 자격을 갖춘 교육을 제공합니다.
