2020년 혁신을 이끄는 10대 3D 프린팅 트렌드

2019년 적층 제조는 전례 없는 속도로 가속화되며 새로운 기술, 파트너십, 시장을 열었습니다. 2020년에 접어들면서 업계는 변혁의 해를 맞이할 준비가 되었습니다. 아래는 다양한 분야에서 3D 프린팅을 형성할 10가지 가장 영향력 있는 트렌드입니다.

1. 3D 프린팅 환경의 더욱 다양화

폼넥스트 2019는 업계의 급속한 확장을 보여주었습니다. 전시업체 852개사가 참가해 전년 대비 35% 증가했으며, 스타트업부터 기존 기업까지 폭넓은 스펙트럼을 대표했습니다. 이러한 증가는 건전한 성장 궤적과 혁신에 대한 갈증 증가를 시사합니다.

실리콘 3D 프린팅 전문 기업 스펙트로플라스트, 합리적인 레이저 분말 베드 퓨전 시스템을 제공하는 원 클릭 메탈, 스트라타시스 스핀오프인 이볼브 애디티브 솔루션(전자사진 공정 개척) 등 신규 진입 기업들이 시장을 재정의하고 있습니다.

AMFG의 2019년 적층 제조 산업 환경 보고서는 80개 이상의 프린터 제조업체를 식별했으며, 대부분이 지난 10년 내에 설립되었습니다. 이 추세는 지속되어 경쟁을 심화시키고 기술적 돌파구를 가속화할 것입니다.

2. 애플리케이션 특화 소재의 확대

자빌의 최근 설문조사는 소재 비용과 가용성이 양산급 적층 제조의 중요한 장벽임을 강조했습니다. 가격은 안정세를 유지할 수 있으나, 업계는 특정 산업 요구에 맞춰 엔지니어링된 새로운 폴리머 개발에 적극적입니다.

2019년 초 개소한 자빌의 소재 혁신 센터는 고객 요구사항을 맞춤형 폴리머 분말과 필라멘트로 전환하는 전주기 시설입니다. 이 접근법은 사출 성형 소재와 3D 프린팅 적합 소재 간의 격차를 해소할 것으로 기대됩니다.

BASF와 GKN 애디티브 같은 주요 소재 공급업체들이 점점 솔루션 제공업체로 자리매김하며 AM을 밸류 체인에 통합하고 기술의 산업화를 뒷받침하고 있습니다.

3. 고온 폴리머 3D 프린터 및 소재 증가

작년 로보즈, 조트랙스, 에센셈의 고온 프린터 출시가 급증했는데, 이는 PEEK 같은 고성능 열가소체 수요에 힘입은 것입니다. 이 폴리머들은 뛰어난 내열성, 내화학성, 강도를 제공하지만 프린팅 난이도가 높습니다.

제조사들은 열판과 고온 노즐을 장착해 이러한 과제를 해결하며, 프린팅 가능한 고온 소재 카탈로그를 확장하고 더 넓은 산업 채택을 가능하게 하고 있습니다.

4. 복합 소재 3D 프린팅의 성장기 진입

경량 고강도 복합 소재는 항공우주, 자동차, 오일&가스, 산업재 분야에서 귀중합니다. 적층 제조는 기존 수작업 방식 대비 비용과 리드 타임을 줄이며 복합 소재 생산을 간소화할 수 있습니다.

포티파이, 임파서블 오브젝츠, 아레보 같은 기업들이 막대한 투자를 유치하고 자전거 프레임부터 항공우주 부품까지 성공적인 애플리케이션을 입증했습니다. 데스크톱 메탈의 파이버 라인과 다수의 하드웨어-소재 파트너십이 업계의 모멘텀을 보여줍니다.

5. 3D 프린팅 소프트웨어의 가속화된 진화

역사적으로 소프트웨어는 하드웨어와 소재에 뒤처져 디자이너들이 빌드 준비, 시뮬레이션, 적층 설계를 위한 여러 도구를 번갈아 써야 했습니다. 2020년에는 직관적이고 통합된 솔루션이 급증해 설계 파이프라인을 간소화할 것입니다.

시뮬레이션 정확도 향상, 실시간 모니터링, 사용자 친화적 설계 도구가 더 넓은 양산 활용을 열고 3D 프린팅을 주류 제조 공정에 더 깊게 심을 것입니다.

6. MES 소프트웨어, 확장 가능한 생산의 필수 요소로

직렬 생산 라인은 원활한 워크플로 관리를 요구합니다. 수작업 오더 처리와 빌드 후 검사는 병목을 만들어 확장성을 저해합니다.

AM에 특화된 제조 실행 시스템(MES)은 작업 스케줄링부터 품질 보증까지 모든 단계를 통합된 디지털 생태계로 연결합니다. 3D 프린팅 시설에 MES를 통합하는 것이 산업화의 전제 조건이 되고 있습니다.

7. 후처리 자동화의 중심화

서포트 제거, 세척, 표면 마감 자동화는 대량 생산에 필수적입니다. AMT, 다이맨션, 포스트프로세스 테크놀로지스 같은 기업들이 디파우더링, 텀블링, 컬러 매칭을 자동화하는 솔루션을 출시했습니다.

현재 베타 테스트 중인 AMT의 디파우더링 장치는 수작업 분말 제거를 없애 3D 프린팅을 대량 제조에 적합한 연속적이고 반복 가능한 공정으로 만들 것입니다.

8. 대량 3D 프린팅의 현실화

금속 바인더 제팅은 빠르고 정밀하며 저비용 생산을 위한 선도 기술입니다. 엑스원의 X1 160PRO와 데스크톱 메탈의 숍 시스템이 2020년 말 출시 예정으로, 대량 자동차 및 산업 부품을 타겟합니다.

고량 폴리머 프린팅에서도 돌파구가 마련되었습니다: HP의 백만 개 치과 부품 케이스와 3D 시스템즈의 얼라인 테크놀로지 부품 수십만 개 생산이 확장성 잠재력을 입증합니다.

9. 데이터, 3D 프린팅 반복성의 핵심으로

임베디드 센서와 카메라를 통한 공정 내 모니터링이 일관된 부품 품질을 보장하는 필수 도구로 부상하고 있습니다. 애디티브 어슈어런스의 금속 프린팅 품질 플랫폼 같은 솔루션이 실시간 데이터 수집과 분석을 가능하게 합니다.

데이터 수집이 성숙함에 따라 제조사들은 양산급 부품에 대한 AM의 신뢰성에 확신을 갖게 될 것입니다.

10. 협업이 양산용 AM 가속화

BMW가 주도하는 IDAM 프로젝트 같은 산학연 협업은 자동차 부품의 대규모 AM 생산을 실증하는 것을 목표로 합니다. 소재 공급업체, 기계 제조사, 최종 사용자 간 파트너십이 상호 운용 가능한 워크플로를 만들고 확장을 간소화할 것입니다.

이러한 생태계는 AM의 경쟁력을 입증하고 시장 입지를 확대하는 데 중추적입니다.

2020년 3D 프린팅: 본격적인 산업화에 초점

2020년은 3D 프린팅의 산업화 궤적을 공고히 할 것입니다. 기존 기업과 신규 진입자 모두의 지속적인 투자, 비용·소재·워크플로 장벽 극복을 위한 총체적 노력이 기술의 적용 범위를 넓히고 새로운 애플리케이션 영역을 열 것입니다.

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