자동차/전자산업을 위한 2024 AI 자율제조혁신 세미나서 3D 프린팅 비전 공개
3D 프린팅은 설계 기반 모델링 소프트웨어를 기반으로 특정 소재(물성)를 적층해 입체적인(3차원) 출력물을 제작하는 기술이다. 프로그램 및 기계가 공정 주체로 활용되기 때문에 제조 자동화를 실현한 기술 중 하나로 알려져 있다.
3D 프린팅은 광경화 수지에 레이저 광선을 쏴 출력물을 적층하는 초기 방식인 SLA(Stereo Lithography Apparatus), 분말 소재와 레이저 광선을 활용한 SLS(Selective Laser Sintering), 가는 형태의 고체 필라멘트를 열로 녹여 노즐을 통해 적층하는 압출 방식인 FDM(Fused Deposition Modeling) 등 다양한 기법이 개발됐다.
앞선 방식을 기반으로 소재·공정 등 일부를 변형해 파생된 형태의 기법도 속속 도출됐다. 이 중 상대적으로 장비 및 소재 가격이 저렴하고, 유지보수가 용이한 FDM 방식을 통해 3D 프린터 대중화의 길이 열리기 시작했다. 특히 일반 사용자를 대상으로 한 오픈소스 기반 3D 프린터의 활용 사례가 점차 증가하면서 제작 시간, 소재, 방식, 출력 결과물 등에 대한 개선 요구사항도 상승추세다.
3D 프린터는 비교적 오래 전부터 전 세계적으로 각 산업 현장에 도입됐다. 시간에 지남에 따라 산업 내 활용 분야가 확장되고 있는 3D 프린터 산업은 어떤 기술적 지향점을 두고 있을까?
‘소개 다각화’ 강조하는 마크포지드
적층제조 토털 솔루션 업체 마크포지드는 카본 파이버 소재를 채택한 기술을 통해 주목받고 있다. 이는 최종 출력물, 특히 우주항공·자동차·전자 등 분야의 부품 및 제품에 이식되는 연속섬유 복합소재(Continuous Fiber Reinforced Composite)다. 예를 들어 항공기 동체, 수소연료탱크 등에 적용된다.
백소령 마크포지드 한국지사장은 지난달 열린 ‘자동차/전자산업을 위한 2024 AI 자율제조혁신 세미나’에서 “용도·목적·물성·강도 등 사용자 상황에 맞게 설계 가능한 다양한 소재의 연속섬유를 제공하고 있다”며 “이는 기존에 활용된 3D 프린터 소재의 단점을 보완한 측면에서 강점을 발휘한다”고 말했다.
마크포지드의 연속섬유 복합소재는 설계에 따라 알루미늄, 금속 등 대비 강한 물성으로 제작 가능하다. 이 연속섬유는 인장 강도가 높고, 탄성 균형이 최적화됐다. 여기에 탄소를 추가하면 높은 수치의 파괴인성·내마모성·내식성 등을 확보할 수 있다. 파이버 글라스, 케블라 등이 이 기술을 이용해 도출된 소재다.
마크포지드는 비싸거나 어려운 기존 3D 프린터를 개선하기 위해 FDM 방식의 금속 소재 기반 프린터, 바인더 젯(Binder Jetting) 기반 금속 프린터 등으로 각종 분야의 제조 산업에 적층제조 솔루션을 제공하고 있다”고 언급했다.
3D 프린팅 전주기 관리를 소프트웨어 하나로...‘아이거’로 쉽고 편하게
마크포지드는 3D 프린팅을 위한 하드웨어 솔루션뿐만 아니라 3D 프린팅 전주기 소프트웨어 솔루션인 ‘아이거(Eiger)’를 보유했다. 이 플랫폼은 출력물 설계부터 최종 출력까지의 과정을 3D 프린터와의 상호 연결을 통해 지원하는 통합 소프트웨어다.
클라우드 기반으로 활용 가능하기 때문에 공간 제약이 없고, 신속성 및 직관성을 확보한 것이 특징이다. 마크포지드 제품을 활용하는 사용자는 브라우저를 통해 연속섬유 복합소재 제품을 설계·제작할 수 있다.
아이거에는 파트너사, 공급 업체 등 이해관계자 간에 ISO27001 인증 기반 설계 데이터를 공유하거나 관리하는 기능의 디지털 인벤토리가 있다. 이 기능은 설계 엔지니어가 본인의 데이터에 라이선스를 부여해 트레이딩할 수도 있다. 아울러 CAD 파일을 열지 않아도 대상 데이터가 어떤 제품 및 부품인지 파악 가능하다.
특히 산업현장 내 협동로봇과 3D 프린터 모델과 연동돼 출력 공정 자동화를 구축할 수 있다. 이는 이 플랫폼이 로봇 API(Application Programming Interface)를 제공하기 때문에 가능한 이점이다. 또 각 3D 프린터에 생산성, 제품 및 재정 상태 등을 제공하는 보고서 기능도 내재돼 있다.
백소령 지사장은 “아이거 플랫폼은 3D 프린팅 시장의 디저털 전환(DX)에 기여하는 차세대 소프트웨어”라며 “3D 프린팅 과정에 디지털화와 직관성을 부여한 이 플랫폼은 누구든 언제든지 출력물을 생산할 수 있는 3D 프린팅 시대를 앞당겼다”고 역설했다.
헬로티 최재규 기자 |
