존 반스, The Barnes Group Advisors 창립자: 적층 제조의 미래와 인력 개발 논의

적층 제조 분야의 전문 기술과 전문성 확보는 기술 도입에 필수적입니다. 가파른 학습 곡선과 상당한 시간 투자로 인해 적층 제조 원리를 마스터하는 것은 어렵습니다. 미국 기반 컨설팅 기업인 The Barnes Group Advisors(TBGA)가 이 문제를 해결합니다.

2017년 피츠버그에서 설립된 TBGA는 기업들이 적층 제조의 산업화 전략을 수립하고 과제를 해결하도록 돕습니다. 자문 서비스와 맞춤형 교육 프로그램을 제공합니다.

이번 인터뷰에서 창립자이자 전무이사인 존 반스와 함께 인력 개발이 산업 성장의 원동력인 이유와 적층 제조의 잠재력을 극대화하는 데 필요한 요소를 논의합니다.

The Barnes Group Advisors와 제공 서비스에 대해 소개해 주시겠습니까?

우리는 적층 제조의 급속한 산업화에 대응해 2년 전 TBGA를 출범했습니다. 엔지니어링 배경을 가진 우리 팀은 다양한 산업에서 자격 및 인증 노력을 주도해 왔습니다. 예를 들어, Arconic에서 에어버스 A350용 최초의 티타늄 시리즈 생산 부품 인증을 완료했습니다.

현재 13명의 팀원으로 구성되어 있으며, 다수가 임원 경력을 보유하고 있습니다. 저 역시 전 Arconic 부사장입니다. GKN Aerospace 전 기술 책임자인 로라 일리가 ADDvisor® 서비스를 이끌고 있습니다.

우리의 전문성은 기술적 요구사항과 전략적 목표 사이의 간극을 메우며, 엔지니어링 니즈를 비즈니스 관점의 솔루션으로 변환합니다. 각 고객의 공급망 위치를 평가하고 적층 제조 참여 또는 도입 방안을 자문합니다.

고객 수요에 대응해 교육 프로그램도 개발했습니다. 한 고객이 대규모 AM 비즈니스를 출범하며 공정에 맞는 설계가 가능한 엔지니어가 필요했습니다. 이 지식 없이는 재무 목표를 달성할 수 없어 요구사항 기반 커리큘럼을 만들었습니다.

종종 고객들은 원설계자가 없는 성숙한 제품을 보유합니다. 우리의 역할은 적층 제조를 판매하는 것이 아니라, 더 나은, 더 저렴한 부품을 만들도록 돕는 것입니다. 요구사항 우선 접근법이 전환을 단순화합니다.

적층 제조에 어떻게 관여하게 되셨습니까?

내 경력은 현재 Honeywell Aircraft Engines인 곳에서 시작했으며, Sandia 국립연구소 및 다른 9개 기업과 함께 프로젝트에 참여했습니다. 이 프로젝트는 분말 공급 원료를 사용하는 지향성 에너지 증착의 선구자인 Optomec으로 분사되었습니다.

이후 Lockheed Martin의 Skunk Works로 옮겨 제조 탐색 및 개발을 이끌었습니다. 폴리머, 시트 라미네이션, 지향성 에너지, 분말 베드 시스템을 탐구하며 금속 분말에 깊이 파고들었습니다.

호주 국립과학기구 CSIRO에서 고성능 금속 프로그램을 지휘했습니다. 그곳에서 Lab 22라는 혁신 시설을 설립해 중소기업이 다양한 적층 기술에 접근할 수 있게 함으로써 자본 장벽을 해소했습니다.

2015년 미국으로 돌아와 RTI International Metals에 합류했고, 이후 Alcoa에 인수되어 Arconic으로 리브랜딩되었습니다. 티타늄 생산이 정체되자 CEO가 텍사스 AM 시설을 포함한 다운스트림 역량에 투자했습니다. 저는 첨단 제조 R&D를 이끌었고, 결국 에어버스 A350 티타늄 인증 프로젝트를 수주했습니다.

"비행기 부품을 만드는 것은 힘든 사업입니다. 시제품 제작에서 제조로 전환하려면 특수 공정에 대한 광범위한 서류 작업과 자격 인증이 필요합니다."

항공우주 및 방산 분야의 적층 제조 현황과 주요 과제는 무엇입니까?

적층 제조는 혜택을 누리려면 헌신이 필요한 파괴적 기술입니다. 인력 개발이 핵심입니다. 설계자는 감산적 사고방식에서 벗어나 적층 중심적 사고를 배워야 합니다. 이 전환은 비용-성능과 신속한 혁신에 필수적입니다.

전통적으로 위험 회피적인 항공우주, 방산, 의료 분야가 선도적 도입자입니다. 진전 속도는 고무적이지만, 인재 격차가 여전히 최대 장벽입니다. 기업들은 적층 기술을 진정으로 이해하여 실행 가능한 전략을 수립할 엔지니어, 관리자, 임원이 필요합니다.

"인력 개발은 산업 성장의 핵심입니다."

적층 제조를 위한 설계(DfAM)가 왜 그렇게 중요합니까?

적층 중심적 설계 없이는 비용-성능 이점이 사라집니다. 엔지니어는 명확한 비용 절감 효과가 있을 때만 신기술을 채택합니다. 적층 제조에서 무게는 비용을 주도합니다. 무거운 부품은 더 긴 빌드 시간과 높은 소재 소비를 의미합니다. 따라서 설계 결정이 생산 비용과 실행 가능성을 직접 결정합니다.

"기계 가격이나 소재 가격을 통제할 수는 없지만, 설계는 통제할 수 있습니다. 당신의 설계가 빌드 시간, 후처리, 궁극적으로 비용을 결정합니다."

우리의 교육은 적층 제조의 비용 동인을 강조하여 엔지니어가 숨은 비용을 피하고 재무 목표를 달성하도록 돕습니다.

적층 제조의 기술 격차는 어떻게 해소되고 있습니까?

자원이 매년 확대되고 있습니다. 온라인 강좌도 포함됩니다. 예를 들어, TBGA는 퍼듀 대학과 제휴하여 엔지니어, 관리자, 임원 트랙으로 구성된 온라인 인증서를 제공합니다. 공학 학위가 필요 없습니다. MIT도 온라인 강좌를 제공해 접근성을 넓혔습니다.

고품질의 원격 접근 가능한 교육은 전 세계 전문가들이 무배경에서 중간 수준으로 도약할 수 있게 합니다. 이 교육의 민주화는 젊은 인재를 제조업으로 끌어들이며, 적층 제조를 매력적인 커리어 패스로 만듭니다.

업계가 최종 부품 제조로 이동하고 있습니다. 이는 무엇을 의미하며 무엇이 필요합니까?

우리는 화제성 헤드라인에서 주류 생산 사례로의 전환을 목격하고 있습니다. 이 전환에는 엄격한 사양, 공급망 정렬, 업계 협력이 필요합니다.

1차, 2차 공급업체와 소규모 가공업체들이 이제 "AM 도입의 적기는 언제인가?"라고 묻고 있습니다.

우리의 "4가지 렌즈" 프레임워크(기계, 소재, 디지털 공간, 사람)와 TBGA AM 성숙도 모델은 조직을 시제품 제작에서 풀 생산까지 5단계 경로로 안내합니다.

레벨 0과 1은 시제품 제작과 툴링에 초점을 맞추며 최소한의 기술 세트가 필요합니다. 기업이 레벨 2와 3으로 이동하면 부품 대체와 통합이 필요해 고급 설계, 리스크 관리, 공급망 통합이 요구됩니다. 레벨 4인 전용 적층 부품으로 진입하려면 견고한 교육과 공정 통제가 필요합니다.

대부분 기업은 레벨 0과 1에 능숙하지만 대체 단계에서 어려움을 겪습니다. 적층 부품의 비즈니스 케이스 달성은 종종 문화적 변화와 리스크 감내를 요구합니다.

적층 제조에서 어떤 발전이 당신을 흥분시킵니까?

과학적 진전이 가속화되고 있습니다. 공정 이해가 향상되고, 기계는 더 빠르고 신뢰성 있게 되고 있습니다. 폴리머와 금속 분야의 소재 혁신이 설계 자유도를 확장합니다.

"소재 엔지니어로서 폴리머와 금속 모두에서 엄청난 잠재력을 봅니다. 설계자와 소재 과학자가 진정으로 빛날 기회입니다."

후처리도 진화 중입니다. 기존 장비를 AM에 맞게 개조하고 있습니다. 소프트웨어도 발전하고 있습니다: 새로운 설계 도구, MES, 워크플로 시스템이 생산과 품질 보증을 간소화합니다.

광중합 기술의 2세대가 스타트업과 창의적 접근법에 힘입어 새로운 기회를 열고 있습니다.

MES와 워크플로 소프트웨어가 AM 산업화에 어떻게 기여합니까?

MES와 워크플로 도구는 리스크 관리, 재고 최적화, 지적재산권 보호를 담당합니다. 항공우주와 의료 같은 고규제 분야에서 이러한 시스템은 품질과 안전 기준 유지에 필수적입니다.

이들은 3D 프린팅 파일의 정밀한 추적을 가능케 하여 올바른 설계가 사용되도록 보장하고 품질 보증을 용이하게 합니다. 또한 독창적 AM 공정의 수익화 경로도 만듭니다.

The Barnes Group Advisors에 대해 더 알아보려면: https://www.thebarnes.group/