2019년 적층 제조가 직면한 4가지 핵심 질문

2018년은 적층 제조의 이정표가 된 해였습니다. 기술과 소프트웨어의 돌파구로 업계는 진정한 산업 제조 솔루션이라는 약속에 한 발 더 다가섰습니다.

이러한 고무적 발전에도 불구하고, 업계가 앞날을 내다볼 때 몇 가지 핵심 질문은 여전히 남아 있습니다.

#1 적층 제조가 고량 생산으로 확장될 수 있는가?

짧은 답: 예이자 아니오.

틈새 분야에서는 이미 양산이 뿌리내렸습니다. 보청기 제조사들은 예를 들어 부품의 90% 이상을 적층 제조로 생산합니다. 안경테, 신발 깔창 같은 소비재도 적층 방식으로 생산됐으며, 아디다스(Adidas)는 연간 10만 개 부품 생산을 목표로 삼았습니다.

더 넓은 범위에서 양산을 가능케 하려면 반복 재현성, 속도, 부품 품질, 비용 효율성 과제를 해결해야 합니다.

작년 소개된 HP의 메탈 젯(Metal Jet) 시스템은 바인더 젯 기술로 금속 사출 성형(MIM) 분말을 사용해 사출 성형보다 비용 효율적으로 배치당 최대 5만 개 부품을 생산합니다.

관련: 인터뷰: HP 금속 총괄이 말하는 HP 메탈 젯의 영향

마찬가지로 이볼브 애디티브 솔루션(Evolve Additive Solutions)은 폴리머용 STEP(선택적 토너 전기사진 공정) 기술을 개발해 기존 방식의 대량 생산 대안을 제시합니다.

두 솔루션 모두 2020년 완전 상용화 예정입니다. 2019년에 적층 제조가 양산을 완전히 대체하진 않겠지만, 기존 방식을 보완하는 가치 있는 수단이 될 것으로 기대됩니다.

#2 더 많은 AM 전용 소재가 나올 것인가?

짧은 답: 예.

소재 다양성은 3D 프린팅 산업화의 핵심이지만, 많은 적용 분야에 여전히 전용 원료가 부족합니다. 자동차 산업이 대표적 사례입니다.

적층 제조 활용 증가가 BASF, 솔베이(Solvay) 같은 공급사들을 자극해 2018년 신규 고분자와 금속 합금 출시를 이끌었습니다. 2019년엔 특히 고성능 고분자와 복합소재 위주로 적용 분야 전용 소재가 더 많이 나올 전망입니다.

신소재는 소재 인증과 더 엄격한 기계 제어 요건 같은 새로운 과제도 가져올 것입니다.

#3 더 자동화된 후가공 솔루션이 등장할 것인가?

짧은 답: 예.

후가공 단계는 여전히 수작업 위주라 병목으로 남아 있습니다. 그러나 2019년 세 핵심 영역에서 진전이 예상됩니다:

1) 설계 최적화. 머티리얼라이즈(Materialise)의 메탈용 e-스테이지(e-Stage)는 얇고 제거 쉬운 서포트를 생성해 서포트 제거 시간을 최대 50% 단축합니다.

2) 후가공 필요성 최소화. 벨로3D(Velo3D)의 '인텔리전트 퓨전(Intelligent Fusion)' 시스템은 소프트웨어와 하드웨어를 결합해 서포트가 거의 필요 없는 부품을 생산합니다.

3) 자동화된 서포트 제거와 표면 마감. 포스트프로세스 테크놀로지스(PostProcess Technologies)가 자동화 하드웨어 라인을 출시했고, 아메리카 메이크스(America Makes)가 선택적 레이저 용융 후가공 기술 가속화를 위해 160만 달러 보조금을 발표했습니다.

이러한 발전으로 2019년이 가장 시급한 후가공 과제들을 마침내 해결해 더 광범위한 AM 도입을 가능케 할 수 있습니다.

#4 소프트웨어가 AM 양산 확대의 필수 요소가 될 것인가?

짧은 답: 예.

소프트웨어는 이미 적층 제조에 필수적이며, 업계가 더 높은 효율성, 신뢰성, 품질을 추구함에 따라 그 역할은 더욱 커질 것입니다. 설계와 워크플로 관리 모두 정교한 도구에 의존합니다.

설계 측면에서 적층 제조 설계(DfAM), 생성 설계, 위상 최적화 같은 이니셔티브는 이전에는 불가능하거나 비용 금지적이었던 경량 복잡 부품 생성을 가능케 합니다. 엔토폴로지(nTopology), 프러스텀(Frustum), 파라마터스(ParaMatters) 같은 스타트업과 오토데스크(Autodesk) 같은 기존 강자들이 AM 설계 워크플로를 재편하고 있습니다.

관리 측면에서 AMFG 같은 워크플로 플랫폼이 요청부터 후가공까지 전 단계를 자동화·조율하며 기존 생산 라인과의 원활한 통합을 보장합니다.

2019년이면 기업들이 AM 전략에 소프트웨어를 점점 더 고려해 확장 가능하고 효율적인 생산을 확보할 것입니다.

새해, 새로운 기회

2019년은 적층 제조 전반에 추가 진전을 가져올 태세지만, 업계의 미래를 정의하는 질문들에 대한 결정적 답도 요구할 것입니다. 이 진화하는 지형을 탐색하며 우리는 올해가 명확성, 그리고 AM 커뮤니티에 새로운 기회를 가져오리라 기대합니다.