2018년 3D 인쇄 동향:올해 영향을 미친 요인은 무엇입니까?

지금까지 2018년은 3D 프린팅에 있어 긍정적인 해였습니다. 소프트웨어, 하드웨어 및 재료의 범위 전반에 걸친 기술 발전으로 업계는 2010년대 초반의 과장된 광고에서 확고하게 이동하여 산업 생산을 위한 중요한 돌파구를 제공했습니다. 현재 산업 가치가 70억 달러 이상(2018 Wohlers 보고서에 따르면)으로 산업용 3D 프린팅은 제품 개발 및 신속한 프로토타이핑에서 가치를 공고히 할 뿐만 아니라 최종 부품 생산에서도 더 강력한 기반을 확보하고 있습니다.

1월에 우리는 2018년에 3D 프린팅이 어떻게 발전할 것인지에 대해 몇 가지 예측을 했습니다. 하지만 오늘날 우리는 어디에 있습니까? 지난 몇 개월 동안 전개된 트렌드를 살펴보겠습니다.

1. 계속 성장하는 금속 3D 프린팅

올해 MIT의 연례 기술 리뷰에는 2018년의 10대 혁신 기술 중 하나로 금속 3D 프린팅이 포함되었습니다. 그러나 이 기술이 과대 광고에 부응했나요?

최근 기술 발전으로 확실히 금속 3D가 등장했습니다. 프린팅은 프로토타이핑과 생산 방법 모두에서 그 자체로 존재합니다. 그리고 2018년 Wohlers 보고서에 따르면 금속 AM 시스템 판매가 작년에 80% 성장하면서 채택률이 계속해서 성장 궤도에 진입한 것으로 보입니다.

경제성, 속도 및 부품 품질은 여전히 ​​금속 적층 생산이 직면한 주요 과제입니다. 그러나 2018년에는 새로운 차원의 저가형 산업용 금속 3D 프린팅 시스템 및 프로세스가 도입되었습니다. Markforged의 ADAM 또는 Digital Alloys의 줄 인쇄 기술과 같은 이러한 새로운 솔루션은 품질과 속도에 중점을 둔 금속 적층 제조를 보다 저렴하게 만들 것을 약속합니다. 금속 3D 프린팅을 더 저렴하고 사용자 친화적으로 만든다는 것은 장기적으로 더 많은 회사가 이 기술의 혜택을 누릴 수 있다는 것을 의미합니다.

Metal Binder Jetting 기술은 생산을 위한 고속, 저비용 및 확장성을 약속하는 기계가 개발되고 있는 또 다른 초점 영역입니다. 예를 들어, HP는 최근 HP Metal Jet 출시와 함께 금속 3D 프린팅으로 전환할 계획을 발표했습니다. 흥미롭게도 다른 레이저 기반 3D 프린팅 방식보다 50배 더 ​​빠르다고 주장하는 이 시스템은 처음부터 생산에 초점을 맞춰 출시됐다.

지난해 자체 Binder Jetting 기계를 개발한 GE Additive는 Binder Jetting 솔루션이 항공우주, 자동차, 전력 및 의료 분야의 주조와 같은 기존 기술을 혁신할 수 있다고 믿습니다.

<블록 인용>

“기업들은 생산 요구 사항을 충족하기 위해 더 많은 양의 금속 AM 시스템을 구매하고 있습니다. 지난 몇 년 동안 많은 회사에서 프로세스와 재료를 테스트하고 검증하기 위해 한두 개의 시스템을 구입했습니다. 이제 기업들은 훨씬 더 많은 용량을 필요로 하는 생산용 시스템을 추가하고 있습니다."

테리 월러스

2. 다양한 재료 선택

금속에서 플라스틱 및 세라믹에 이르기까지 재료 혁신은 적층 제조에서 가장 빠르게 성장하는 분야 중 하나입니다. 신생 기업과 글로벌 화학 기업 모두 현재 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 재료를 제공하여 AM 영역에 진입하고 있습니다. 이번 달에만 프랑스 화학 회사인 Arkema가 3D 프린팅 재료의 범위를 확장하기 위한 상용 플랫폼을 출시했습니다.

예를 들어, 사용 가능한 SLS 재료의 범위는 올해 새로운 유형의 나일론과 PEBA 기반 및 PEKK 분말을 포함하도록 크게 확장되었습니다. 3D 프린팅 재료 팔레트에 추가된 또 다른 흥미로운 것은 엔지니어링 응용 분야에서 점점 더 많이 요구되는 고성능 열가소성 수지입니다.

플라스틱이 여전히 재료 시장의 가장 큰 비중을 차지하고 있지만 금속 AM 기술의 채택이 증가함에 따라 금속 재료의 사용이 증가했습니다. Sculpteo의 최신 업계 보고서에 따르면 금속 사용이 2017년 28%에서 올해 36%로 급증했으며, 이는 다시 생산을 위한 금속 3D 프린팅의 채택이 증가했음을 나타냅니다.

3D 프린팅에 대한 수요가 증가함에 따라 적합한 고성능 재료에 대한 요구도 증가할 것입니다. 그러나 재료 비용은 재료 부문에서 계속해서 해결해야 할 과제입니다. 성장을 주도하고 비용을 절감하기 위한 보다 전략적인 파트너십을 통해서만 극복할 수 있는 문제입니다.

3. 자동화에 대한 새로운 초점

틀림없이 2018년은 AM 생산을 위한 자동화의 가치가 마침내 인정받은 해라고 할 수 있습니다. 자동화는 적층 제조를 최종 부품 생산으로 이끄는 데 핵심적인 역할을 하여 생산 프로세스를 간소화하고 수동 작업을 줄이며 높은 수준의 효율성을 달성하는 데 도움이 됩니다.

2018년에는 이 과정에서 소프트웨어가 본질적인 구성 요소로 등장했습니다. 적층 제조를 제조 워크플로에 통합하려면 기계 간의 높은 수준의 연결성과 이러한 프로세스를 조정할 수 있는 능력이 필요합니다. AMFG와 같은 워크플로 자동화 소프트웨어를 사용하면 인쇄 주문에서 파일 준비 및 후처리 제어에 이르기까지 적층 생산 프로세스의 각 단계를 자동화하고 조정하여 기업이 이를 달성할 수 있습니다.

또한 스마트 로봇 시스템에서 다양한 자동화 후처리 대안에 이르기까지 생산 프로세스를 더욱 간소화하기 위해 새로운 솔루션이 개발되고 있습니다. 예를 들어, Lockheed Martin은 최근 미 해군과 협력하여 원격 위치에서 복잡한 부품 생산을 최적화하기 위해 AI 기반 3D 프린팅 로봇을 개발했습니다. 다축 로봇은 고출력 레이저 빔을 사용하여 금속을 증착하는 반면 기계 학습 알고리즘을 통해 인쇄 공정의 매개변수를 모니터링, 제어 및 자동 조정하여 복잡한 금속 부품의 생산을 보다 간소화할 수 있습니다.

자동 후처리 솔루션은 지지물 제거 및 표면 마무리와 같이 3D 프린팅의 더 많은 시간이 소요되는 측면을 간소화하기 위해 등장하고 있습니다. PostProcess Technologies는 동일한 장치에서 지지대 제거 및 표면 마감을 수행하는 새로운 DECI Duo 시스템을 통해 플라스틱 및 금속 부품 모두에 이러한 솔루션을 제공합니다.

<블록 인용>

“현재 AM 내에서 사람의 노동력을 집약적으로 활용하는 프로세스가 상당히 많습니다. 자동화는 여러 면에서 도움이 될 수 있습니다. 자동화 소프트웨어를 사용하여 빌드 플랫폼에서 부품이 이동할 위치를 결정하거나 빌드 시간을 자동으로 계산하는 것처럼 간단할 수 있습니다. 사용하는 방향에 따라 생성될 표면 마감 시뮬레이션을 자동화할 수도 있습니다."

Ian Campbell 교수(Loughborough University)

4. 시뮬레이션 및 설계 소프트웨어의 발전

하드웨어 및 재료와 함께 소프트웨어는 성공적인 적층 제조 공정에서 세 번째로 중요한 요소입니다. 설계에서 프로세스 모니터링 및 후처리에 이르기까지 3D 프린팅 소프트웨어는 효율성, 신뢰성 및 품질을 향상시킵니다. 이 분야의 지속적인 혁신 덕분에 올해 소프트웨어 범위가 크게 확장되었습니다.

예를 들어 시뮬레이션 소프트웨어는 3D 프린팅, 특히 금속 3D 프린팅에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 금속 3D 프린팅 기술을 채택하는 것은 많은 회사에서 가파른 학습 곡선이 될 수 있으며 프로세스 시뮬레이션은 실패율을 최소화하고 생산을 최적화하는 동시에 엔지니어에게 프로세스를 더 잘 이해하고 제어하는 ​​데 도움이 될 수 있습니다.

제너레이티브 디자인은 복잡한 디자인 엔지니어링 문제를 해결하는 데 도움이 되는 제너레이티브 디자인 도구와 함께 작년에 인상적인 발전을 보인 또 다른 영역입니다. 특히, 새로운 제너레이티브 디자인 소프트웨어에는 부품의 무게와 강도, 재료 옵션 등과 같은 주요 매개변수를 정의하여 광범위한 설계 대안을 생성하는 AI 기반 알고리즘이 점점 더 많이 포함됩니다. Desktop Metal의 Live Parts 제너레이티브 디자인 도구가 그러한 예 중 하나입니다. , 그리고 여러 부문의 제조업체는 혁신적인 새로운 제조 솔루션을 만들기 위해 제너레이티브 디자인과 적층 제조의 조합을 실험하고 있습니다.

5. AM 보안에 대한 새로운 초점

지적 재산권 및 데이터 보호는 3D 프린팅 커뮤니티 내에서 계속해서 큰 화제가 되고 있습니다. 따라서 3D 설계 및 3D 인쇄 제품의 보안을 보장하기 위한 솔루션의 최근 급증은 놀라운 일이 아닙니다.

블록체인 기술에서 IP 보호 플랫폼 및 QR 암호화 방법에 이르기까지 2018년에는 적층 제조를 위한 보안 솔루션이 증가했습니다. 예를 들어 덴마크 회사인 Create it REAL은 저작권 문제를 해결하기 위해 FDM 3D 프린터용 3D 인쇄 암호화 플랫폼을 개발했습니다. 처리 칩을 통해 플랫폼은 사용자가 원본 3D 파일에 액세스하지 않고도 파일을 3D 인쇄할 수 있도록 하여 권한이 없는 사용자가 원본 파일을 수정하는 것을 방지합니다.

6. 협업 및 투자 증대

마지막으로, 견인력을 얻고 있는 또 다른 긍정적인 추세는 제조업체 간의 지속적인 협력입니다. 최종 사용자 및 연구 기관은 하드웨어, 소프트웨어 및 재료 영역을 발전시킵니다. 이들의 노력을 결합함으로써 기업은 최적화되고 통합하기 쉬운 시스템을 개발하여 3D 프린팅 채택을 가속화할 수 있습니다.

이러한 방식으로 AM 전문 지식을 확장하면 기존 AM 기술 격차를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다. 산업계와 학계의 협력을 통해 새로운 교육 과정과 대학 프로그램을 개발하여 이러한 격차를 해소할 수 있습니다.

반면에 Siemens, BMW, Johnson &Johnson's 및 Henkel과 같은 업계 최대 기업 중 일부는 올해 AM 연구 및 제조 시설에 대한 대규모 투자를 발표했습니다. 4월에 BMW는 프로토타입, 연속 생산 및 맞춤형 구성 요소 구축에 중점을 둘 새로운 적층 제조 캠퍼스에 1천만 유로를 투자했다고 밝혔습니다. 이러한 발표는 실행 가능한 제조 방법으로서 적층 기술을 활용하는 것에 대한 높은 관심을 분명히 나타냅니다.

산업용 3D 프린팅의 미래를 형성하는 추세

앞으로 몇 달 밖에 남지 않은 2018년은 적층 제조 커뮤니티에 또 다른 좋은 해였던 것 같습니다. 하드웨어, 소프트웨어 및 재료의 명확한 개선이 이루어지고 있으며 계속해서 더 많은 회사에서 툴링, 예비 부품 및 최종 부품 생산을 위해 AM 기술을 채택하고 있습니다.

메탈 AM은 당연히 이러한 추세의 주요 부분입니다. 그리고 소프트웨어의 발전은 더 안정적이고 일관된 프로세스를 달성하는 데 도움이 됩니다. 또한, 업계 전반의 협력 노력은 AM 기술 격차를 해소하고 혁신을 촉진하는 데 도움이 되는 3D 프린팅의 많은 발전을 계속 지원합니다.

앞으로 우리는 내년에 더 많은 기회와 돌파구를 기대할 수 있습니다. , 특히 생산 및 자동화 분야에서 - 글로벌 제조 커뮤니티가 인더스트리 4.0의 진정한 이점을 경험할 수 있도록 합니다.