솔베이 브라이언 알렉산더: 적층 제조용 고성능 폴리머 구축 전략

적층 제조에서 고성능 폴리머 수요가 가속화되며 주요 소재 기업들이 포트폴리오 확장 중. 업계가 시제품에서 시리얼 양산으로 이동함에 따라 자동차, 의료, 항공우주 등 분야에서 엄격한 성능 기준 충족하는 엔지니어링급 소재 필요성이 그 어느 때보다 커졌습니다. 솔베이, BASF, 사빅 등이 AM 전용 폴리머 적극 개발 중입니다.

솔베이는 150년 이상 소재 전문성 보유한 100억 유로 기업. 적층 제조 랜드스케이프에 등재된 벨기에 기업으로 자동차부터 항공우주까지 다양한 분야에 특수 소재 공급.

이번 주 우리는 솔베이 스페셜티 폴리머스 AM 비즈니스 인큐베이션 플랫폼 창립자 브라이언 알렉산더(Brian Alexander)와 만나 회사의 AM 진출, 기술이 주는 전략적 기회, 첨단 제조에 고성능 소재가 왜 필수적인지 들었습니다.

적층 제조 기회 포착

2016년 초까지 적층 제조는 무시할 수 없는 흐름이 됐습니다. 내부 논의 끝에 솔베이 스페셜티 폴리머스 사업부 내 AM 전담 사업부 신설.

"적층 제조는 솔베이 핵심 시장과 완벽히 부합합니다." 알렉산더 설명. "우리는 수백만 개 부품 대량 생산이 아닌 소량 시리즈와 대량 맞춤화가 표준인 고부가가치 분야(항공우주, 헬스케어 등)를 다룹니다."

"AM의 변혁적 잠재력 인식: 위협이 될 수도, 기회가 될 수도. 우리는 후자를 선택했습니다."

SLS, FFF 같은 핵심 AM 기술들이 2016년 퍼블릭 도메인화되며 솔베이는 시장 확대와 신규 경쟁사 진입 목격. 알렉산더는 AM 동반 과대광고에 실용적 접근 필요했다고 회고.

"첫 해 톱 고객들 조사해 AM 도입도 측정. 2016년 대부분 회의적 - '흥미롭지만 양산엔 안 맞음.' 그 시각이 이후 진화했습니다."

AM은 사고방식 전환 요구

솔베이 스페셜티 폴리머스는 그룹 사업부 중 하나로 약 3,500명 고용. "우린 약 35개 고유 배합으로 가장 포괄적인 고성능 폴리머 포트폴리오 중 하나 보유." 알렉산더 말.

이 프리미엄 소재들은 소량 판매되는데, 이는 AM이 기술의 복잡성과 규모의 경제 혜택 보는 특수 고부가가치 부품 수요와 잘 맞습니다.

"AM은 기존 제조와 근본적으로 다른 사고방식 요구. 소재부터 설계, 장비, 공정 최적화까지 전체 밸류체인 재설계해야 합니다."

"기존 레진을 AM 분야에 마케팅하려 했다면 실패했을 것." 알렉산더 인정. "목표는 맞춤형 AM-레디 고성능 솔루션 선도 공급사 되는 것."

실제로 그게 뭘 뜻하나요?

"기계에 정확히 뭐가 들어가는지 정확히 알아야 합니다." 알렉산더 강조. "공급망 내 비통제 변동성은 공정 제어 손상시키고, 의료나 항공우주 같은 틈새 시장 소재 자격 인증에 치명적."

적층 제조용 고성능 폴리머 개발 로드맵

"적층 제조는 PLA, ABS 같은 저성능 소재로 시작해 장난감과 시제품에 적합." 알렉산더 언급. "AM 완전 잠재력 열려면 PEEK 같은 산업급 폴리머 필요."

산업급 소재 수요 증가는 업계가 시제품 전용에서 시리얼 양산으로 전환 중임을 반영.

"시제품만 초점 맞추면 AM 혜택 놓칩니다. 그 부품들이 적층 공정용으로 설계되지 않았기 때문." 알렉산더 설명. "시리얼 양산은 원하는 설계 달성 위해 광범위한 열적, 기계적, 자격 데이터 필요."

AM 전용 고성능 폴리머 개발은 AM 기술 다양성과 솔베이 방대한 소재 포트폴리오 감안 시 도전적.

결국 융합 필라멘트 제작(FFF)을 출발점 선택 - 가장 접근성 높은 AM 기술.

솔베이 초기 테스트 두 핵심 시장 타겟: 대량 맞춤화 니즈의 헬스케어, 소량 시리즈 생산 의존하는 항공우주.

"이 시장들이 현재 우리 소재들 어떻게 쓰는지, 어떻게 3D 프린팅으로 가능케 할지가 질문." 알렉산더 말. "이 접근으로 고객들 역량을 전통 제조 너머로 확장."

PEEK와 PPSU가 최초 폴리머로 선정.

PEEK는 탁월한 안정성, 화학적/내온성, 우수한 강도-중량 비율로 항공기 부품, 자동차 베어링, 오일&가스, 전자 적용에 이상적.

PPSU는 높은 내열성, 뛰어난 화학적/충격 내성, 우수한 파단 신율로 의료 기기, 배관, 식품 서비스 구성요소에 적합.

"AM에서 소재 거동(수축, 휨, 응집력) 이해 필수." 알렉산더 강조. "소재 잘 알면 이 물성들 예측 가능."

솔베이 2017년 10월 적층 제조 컵(Additive Manufacturing Cup) 출범, 전 세계 대학생 대상 PEEK 필라멘트 활용 AM 기술 경연. 알렉산더는 결과가 "경이적"이었다고 보고.

"학생들이 빠르게 혁신하며 올바른 지원으로 기술 완전 잠재력 실현 가능함 입증." 그가 말하며 새로운 길 추구 자신감 얻음.

새 비즈니스 모델 등장

적층 제조 컵 성공이 솔베이로 하여금 새로운 이커머스 플랫폼 통해 고객 참여 재구상하게 함.

"닫힌 모델 버리고 신용카드 가진 누구에게나 소재 개방." 알렉산더 설명. "빠르고 투명하고 공정한 가격 책정은 대형 화학사에 전례 없음. 궁극적 목표는 차세대가 우리 소재 쓰도록 영감 주는 것."

산업 고객 대상 데이터 투명성 핵심. "다른 화학사들은 사출 성형 부품 기반 제네릭 데이터시트 제공." 알렉산더 지적. "우리는 적층 제조 부품 종합 데이터 공개해 고객들에 자신감 부여."

공정 제어가 중요한 이유

알렉산더는 공정 제어 중요성 강조. "견고한 공정이나 적합한 장비 없으면 부품 품질 저하."

이를 위해 솔베이 3D 프린터 제조사들과 협업해 프린트 프로파일 폴리머 사양과 정렬.

"대부분 산업 사용자 플러그앤플레이 솔루션 원함 - 꽂으면 일관된 부품 나오는 소재." 그가 말함. "그 방향으로 가고 있습니다."

2017~2018년 사이 솔베이는 프린트 파라미터가 기공률과 보이드에 유의미한 영향, 이것이 강도와 파단 신율 영향줌 학습. "일관된 균질 부품엔 소재 가공 깊은 이해 필요."

"AM 완전 잠재력(격자, 경량화, 부품 통합) 활용하려면 소재가 복잡 형상에서 어떻게 거동하는지 이해하고 AM 위한 설계 최적화해야 합니다."

소재 시뮬레이션 역할

솔베이 AM 소재 역량 지속 확대.

작년 이-엑스트림 엔지니어링(e-Xstream Engineering) 제휴로 솔베이 고성능 폴리머를 디지맷-AM(Digimat-AM) 시뮬레이션 플랫폼에 통합.

3D 프린팅 시뮬레이션은 프린팅 전 부품 거동 예측에 점점 중요.

디지맷-AM 통해 사용자들 이제 설계 단계에서 솔베이 폴리머 열기계적 성능 시뮬레이션 가능, 전통적 AM 연관된 시행착오 대폭 제거.

알렉산더 파트너십 목표 설명: "우리 소재 디지털 트윈 제공으로 설계자들이 24시간 프린트 사이클 없이 컨셉 테스트 가능. 예측 시뮬레이션이 상당한 가치 더하고 시장 출시 시간 단축."

AM 폴리머의 미래

알렉산더가 AM 미래에 철학적 관점 제시.

"AM의 약속에 흥분됩니다. 대형 기업들이 적용 중심에서 공정 자격 인증 마인드셋으로 이동 중." 그가 말함. "공정 신뢰 안 되면 부품 실패. 단순합니다."

AM이 전통 제조 대체 아닌 보완하며 새 기회 열 것임을 언급.

소재 비용 관해 알렉산더 낙관적. "규모 경제가 현재 과제, 가격 높음. 물량 늘고 적용 다양해지면 가격 하락."

2019년 솔베이 적층 공정 자격 인증 작업에 중추적 해. "10~15개 상용 프린터와 제휴해 우리 폴리머 일관 프린팅 보장 목표." 그가 말함.

솔베이는 첨단 소재와 SLS, 멀티 제트 퓨전 같은 기타 AM 기술, 파괴적 솔루션 투자 준비된 핵심 OEM들과 추가 협업 추진 중.

솔베이 더 알아보기 Solvay.

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전문가 인터뷰 시리즈

AMFG 전문가 인터뷰 시리즈는 적층 제조 미래 형성하는 혁신 기업과 인물 조명. 참여 문의: marketing@amfg.ai.