산업을 재편하는 5가지 최첨단 3D 프린팅 혁신

적층 제조(AM)는 산업 혁신의 최전선에 서 있으며, 한때 불가능했던 신속 시제품 제작과 복잡한 형상을 가능케 합니다. 제조사들이 AM을 수용함에 따라 새로운 설계 가능성과 간소화된 생산 워크플로를 열어가고 있습니다.

이 기사에서는 새로운 산업 표준을 세울 준비가 된 5가지 최근 3D 프린팅 이정표를 살펴봅니다.

1. 3D 프린팅 바이오닉 아이

인간 눈 재현은 엔지니어들에게 오랫동안 도전이었지만, 미네소타 대학 연구팀이 3D 프린팅, 전자공학, 생체소재를 결합해 간극을 메웠습니다. 시제품은 은 입자와 반도체 폴리머로 만든 포토다이오드가 내장된 반구형 유리 돔을 특징으로 합니다. 조명 시 25% 변환 효율로 빛을 전기 신호로 변환합니다. 현재 프린팅 안구 시스템 중 최고 보고치입니다.

이 돌파구는 연구자들이 개발한 다중 소재 3D 프린터에 의존하며, 전도성 및 광활성 층의 정밀 배치를 가능케 합니다. 향후 버전은 수용체 밀도를 높이고 부드럽고 생체적합성 기판을 탐구해 눈 이식으로 시각 장애인 시력 회복이나 정상인 시력 향상 가능성을 엽니다.

2. 보트와 군용 쉘터 전체 3D 프린팅

대규모 적층 제조가 새 지평을 엽니다. 메인 대학 UMaine 첨단 구조 및 복합소재 센터가 7.62미터 "3Dirigo" 보트를 3D 프린팅했습니다. 무게 2톤 이상으로 역대 최대 프린팅 객체입니다. 72시간 논스톱 단일 빌드로 완성되어 기존 제작 수주를 대체할 수 있음을 보여줍니다.

압출 프린터는 플라스틱과 목재 셀룰로오스의 바이오 기반 복합소재를 사용했습니다. 재활용 가능 소재로 비용과 폐기물을 모두 줄입니다. 이 기술은 미 육군 전투능력개발사령부와 협력해 3.65미터 미 육군 통신 쉘터도 제작해 군사 작전의 신속 배치 솔루션을 시연했습니다.

해양과 방산 외에도 대규모 3D 프린팅은 항공우주, 건설, 주조 분야를 현장 생산, 저폐기물 생산으로 재편하고 있습니다.

3. 로켓 제조 재고

캘리포니아 기반 Relativity Space는 로켓 구성요소 약 95%를 3D 프린팅하여 발사 경제성을 재정의하려 합니다. 주력 기계 Stargate는 세계 최대 아크 용접 금속 프린터 중 하나로, 용융 금속 와이어를 빌드 플랫폼에 압출합니다. 직경 2.7m, 높이 4.5m까지 대형 연료 탱크 등 핵심 구조물 프린팅 가능합니다.

소형 부품에는 선택적 레이저 용융(SLM)을 사용합니다. 완전 프린팅 로켓이 훨씬 가벼워져 발사 비용 절감과 탑재량 증대를 기대합니다. 또한 3D 프린팅으로 생산 시간을 단 2개월로 단축할 수 있습니다. 기존 조립보다 획기적으로 빠릅니다.

Relativity의 Terran 1 로켓은 최근 3미터 페어링 업그레이드로 부피가 2배 늘었으며, 1억 4,000만 달러 시리즈 C 라운드로 2021년 초 최초 완전 프린팅 로켓 궤도 발사 목표에 다가섰습니다.

4. 3D 프린팅과 자율 주행의 미래

Airbus가 LM Industries와 손잡고 Neorizon을 출범시켰습니다. 자율 주행 솔루션에 집중하는 스타트업입니다. Local Motors에서 탄생한 LM Industries는 90% 더 적은 부품으로 완전 재활용 가능한 Olli 자율 셔틀 같은 3D 프린팅 차량을 개척했습니다.

Neorizon은 디지털 제조와 다중 소재 3D 프린팅을 활용하는 로컬 마이크로팩토리를 구축해 제품 개발을 가속화할 계획입니다. 정확한 포트폴리오는 개발 중이지만, 이 파트너십은 플라잉 택시와 배송 항공기 포함 자율 주행 차량의 민첩한 온디맨드 생산으로의 광범위한 전환을 시사합니다.

5. 3D 프린팅 서비스 뷰로의 새로운 기회

9월, Voodoo Manufacturing이 Voodoo Clear Aligners로 클리어 얼라이너 시장에 진입했습니다. Formlabs 레진 기술로 월 2만 개 몰드 카트리지 생산, 연말까지 8만 개 목표. 클리어 얼라이너 분야는 디지털 덴티스트리와 대규모 맞춤형 교정 장치 제작 능력에 힘입어 호황입니다.

클리어 얼라이너는 열성형으로 투명 플라스틱 트레이가 되는 개별 맞춤 몰드에 의존합니다. 3D 프린팅의 정밀도와 속도는 고볼륨 개인화 치과 제품의 유일한 실행 가능한 생산 방식입니다.

Voodoo의 확장은 전문 3D 프린팅 서비스 뷰로의 성장하는 틈새를 강조합니다. 맞춤형 고품질 부품 수요가 증가함에 따라 치과 같은 특정 산업에 집중하는 기업들이 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

트렌드 세터로서의 3D 프린팅 힘

적층 제조에 대한 확신이 높아지며 기업들이 시제품 제작을 넘어 실험하게 됩니다. 첨단 의료기기든 완전 프린팅 로켓이든, 3D 프린팅은 제품이 구상되고 시제품 제작되고 전달되는 방식을 재정의하며 기업들이 차별화하고 차세대 혁신을 개척하도록 힘을 실어줍니다.