3D 프린팅으로 자동차 커스텀 파트 만들기: 종합 가이드

자동차엔 수백 개의 작은 플라스틱 부품이 있다. 온라인에서 구하기 힘든 것들 많다. 수요 적고 너무 특정적이라 제조사도 안 만드는 경우 허다하다.

이게 바로 3D 프린팅이 빛나는 지점: 소량 맞춤 제작이 필요할 때.

3D 프린팅으로 고품질 맞춤 교체 부품을 더 저렴하게, 더 빠르게 만들 수 있다.

자동차 부품 3D 프린팅 가능할까?

가능하다. 구하기 어렵거나 불가능한 특정 부품들(컵홀더, 노브, 클립 등 안전과 무관한 부품)을 출력할 수 있다.

엔지니어에 100만 달러짜리 최첨단 장비 없는 한, 압력/장력/고온에 노출되는 부품은 출력하지 마라.

당연한 말이지만, 안전벨트 부품을 조잡한 PLA 출력물로 대체하지 마라. 다윈 상(Darwin Award) 직행 티켓이다.

BMW, 폭스바겐, 오펠, 벤틀리 같은 대기업도 적층 제조 적극 활용하지만, 벤틀리의 스트라타시스(Stratasys) 산업용 프린터 가격엔 당신 엔더-3보다 0이 3~4개 더 붙는다는 거 명심하자.

자동차용 인기 3D 프린트

경험 있는 설계자는 캘리퍼스로 직접 설계하지만, 우리같이 귀찮거나 차 애정이 덜한 사람(내 경우)도 있다.

다행히 부지런한 분들이 설계 공유해줬다. 우리 3D 모델 검색기에서 찾아볼 확률도 제법 된다.

차에 고장 난 플라스틱 부품 없어도 실망 말라. 프린터 핑계 대려고 일부러 망가뜨릴 필요 없다.

이런 멋진 것들도 있다!

선글라스 바이저 클립
시트백 쓰레기봉투 걸이
컵홀더 동전 정리함
커스텀 스마트폰 거치대

대부분 출력해봤다. 인생이 확 바뀌진 않아도 소소한 즐거움 준다. 동전 정리함에 동전 넣으니 바닥 굴러다닐 때보다 낫다*.

*필라멘트 스풀 바꾸기 귀찮아 오렌지 색으로 다 출력했더니 나중에 후회돼 검정으로 다시 뽑음. 나처럼 하지 마라.

자동차 부품용 필라멘트

부품별로 다르지만, 경험상 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)가 좋은 선택이다. 자동차용으로 적합한 주요 특성:

내충격성 + 유연성 겸비
유리 전이 온도 높음(105°C / 221°F)
-20°C ~ 80°C 장기 견딤

단점: 출력 까다로움. 열베드 + 인클로저 필수(워핑 방지). 환기 잘 시키고 연기 흡입 피할 것.

입문자라 열베드/인클로저 없으면 PLA로 출력해도 괜찮다.

유리 전이 온도 낮고 약간 약하지만, 인필 좀 더 채우고 여름 사하라 주차만 피하면 된다.

PLA 출력 편의성에 내열/내충격성 더 원하면 PETG 추천!

PETG는 PLA만큼 쉽고(베드 접착 가끔 까다로움), 가격도 비슷하다.

자동차 산업에서의 3D 프린팅 활용

자동차 산업 특성상 대부분 제조사가 일찍부터 기술 도입/테스트했다.

시제품 반복/완성 가속화뿐 아니라, 고도로 특화된 툴과 복잡한 파트 제작도 가능케 했다.

시제품 프로세스 혁신

중소기업은 규모 비효율로 불가능하던 고도로 맞춤화된 파트 제작에 3D 프린팅 활용.

설계 반복/완성에 적층 제조가 핵심. 기존 방식이면 비용 감당 안 됨.

대기업은 전통 제조 + 적층 제조 결합.

고객 맞춤화 실현

초기 포드: "고객은 검은색만 원하면 어떤 색이든 가능."

지금은 3D 프린터 덕분에 완전히 달라졌다. 영국 미니(MINI)는 주요 디자인 요소를 고객이 완전 제어하게 했다.

프리미엄 지불 의향 있으면 색상, 패턴, 폰트, 이미지까지 폭넓게 선택 가능.

자동차 대량 맞춤화 더 알고 싶으면 벨기에 스타트업 Twikit* 참고. 사용자 선호 맞춰 차량 개인화하는 엔드투엔드 플랫폼 제공.

*나와 트윗킷 무관. 그냥 회사 흥미로워서 소개함.

출력 파일은 주문별 자동 생성돼 기술적 조작 거의 불필요.

복잡한 파트

벤틀리는 스트라타시스* 산업용 프린터 헤비 유저로 유명. 1/10 스케일 프로토타입 검증 후 풀사이즈로.

스트라타시스 프린터로 멀티 머티리얼 객체 출력 가능. 이전엔 상상 못 한 설계 패러다임 열림: 서로 다른 요소 결합해 더 가볍고 효율적, 신뢰성 높은 파트 제작.

프로토타입뿐 아니라 양산 차에도 적용. 그릴, 헤드램프, 몰딩, 도어 미러 등 현재 모델 다수에 3D 프린트 파트 사용.

사출 성형으론 불가능한 난해/기묘/복잡 형상 구현 가능.

*넷플릭스 'Print the Legend' 봤다면 스트라타시스가 메이커봇 인수한 대기업으로 기억날 것. 안 봤다면 지금 넷플릭스 켜라!

자동차 제조 공정용 3D 프린트 툴

폭스바겐, BMW, 오펠 등 주요 업체들이 일상 작업용 고품질 맞춤 툴 수백 개를 3D 프린팅으로 제작.

업계 빅3가 쓴다는 자체가 적층 제조 신뢰성 입증.

아래 휠 보호 지그 간단 예시. 단순해 보여도 작업 시간/비용/오류율 줄여준다.

펑크 났을 때 타이어 갈아본 사람에겐 별거 아닐 수 있다. 하지만 하루 천 번 한다면 양동이 가득 현금 주고라도 살 거다*.

*지금 아르헨티나에서 글 쓰는 중. 양동이 현금 채우기가 얼마나 싼지 알면 놀랄 거다.

보너스: 거의 완전 3D 프린팅된 자동차

2014년 IMTS(국제 제조 기술 쇼)에서 44시간 출력 만에 3D 프린팅을 헤비하게 쓴 첫 전기차 탄생. BAAM(Big Area Additive Manufacturing), 즉 대형 FDM 프린터로 제작.

어떤 국가 안전 테스트도 통과 못 하지만, 내 스트라티(Strati) 하나 있었음 좋겠다.