Toyota Industries, 3D 프린팅 혁신 주도: 프로토타이핑에서 양산으로

일본 Toyota Industries Corp. R&D 행정 센터에서 엔지니어들은 새로운 기계가 나왔다고 무작정 도입하지 않고, 각 용도에 가장 적합한 제조 방식을 의도적으로 선택합니다. 이는 건전한 내부 경쟁 문화와 현장 직원이 사용할 장비를 직접 선택해야 한다는 신념을 반영합니다.

Toyota Industries는 직기 제조사로 시작했지만 오늘날 다양한 R&D 프로젝트 수행, 압축기, 엔진, DC-DC 컨버터, 차량 탑재 배터리, 충전 인버터 등 자동차 핵심 부품 생산.

2019년부터 적층 제조(AM) 전략을 이끄는 그룹 매니저 히로유키 오이와(Hiroyuki Oiwa)와 회사의 3D 프린팅 접근법 진화에 대해 대화했습니다.

오이와는 Toyota Group이 단일체가 아니라고 설명. 각 자회사가 독립 운영, 중복 부품 필요 시 내부 경쟁으로 Toyota 차량 채택 최종 설계 결정.

자동차 부문에서 Toyota Industries는 엔진, 에어컨용 압축기, DC-DC 컨버터, 탑재 배터리, 차량 전압을 100V로 변환해 가정용 콘센트 모바일 사용 가능하게 하는 충전 인버터 제조. 지게차, 섬유 기계 등 산업 차량도 공급.

Toyota Industries 자동차 부문 제품 (Toyota Industries Corp. 제공)

Toyota Industries 산업 기계 부문 제품 (Toyota Industries Corp. 제공)

오이와가 2019년 R&D 행정 센터 합류 시 유일한 3D 프린팅 기술은 대형 컬러 프로토타입용 잉크젯 프린터. 출력 품질 높았지만 최종 사용 부품엔 부적합, 더 다재다능한 AM 솔루션으로 전환 촉발.

오이와와 제조 리더가 독립적으로 FDM 프린터 사용 중인 부서장 조사, '3D 프린터 연락 그룹' 결성해 프로토타이핑 넘어 전사적 도입 조율.

양산용 3D 프린터 글로벌 리서치로 광조형(SLA)과 선택적 레이저 소결(SLS)이 가장 유망 기술로 식별.

Toyota는 Formlabs Form 3와 다른 SLA 프린터 1대 구입, 팀들이 둘 다 테스트해 최적 선택.

각 부서가 특정 작업에 프린터와 소재 선택, 교훈 공유. 집단 선호도는 Form 3로 모아짐.

오이와는 소재 다용성 덕분이라 분석: 타 프린터 산업용 레진은 출시 직후 단종, Form 3는 다양한 레진 지원해 다양한 적용 니즈 충족.

차세대 SLA 프린터 Form 4가 기록적 속도로 출시되자 Toyota는 하라다 차량 설계와 파트너십으로 도입, 현장 요청 대응.

동일 철학으로 Fuse 시리즈 SLS 프린터 도입. 분말 잔여물과 표면 마감 우려로 초기 주저했으나, Owl Craft의 시니야 타케이(Shinya Takei) 프레젠테이션으로 성공적 최종 사용 파트와 Fuse Blast 자동 후처리 솔루션 입증 후 설득.

Fuse 시리즈 생산 진입 후 환경, PR, 디자인 팀 등 부서별 요청 폭증.

하이라이트 케이스: 복잡한 코일 권선 형상의 모터 평가 부품. SLA로 형상 제작 가능했지만 SLS가 필요 기계적 강도 제공, 서포트 구조 불필요해 더 높은 정밀도.

서포트 소재 부재와 SLS로 달성 가능한 미세 디테일이 재주문과 사용자 높은 평가로 이어짐.

Toyota 창립 100주년 기념, 자동 직기 셔틀 영감받은 경량 내열 조명 기구 PA12 나일론 분말로 신사옥 로비에 출력.

Fuse 시리즈가 제공하는 정밀도와 디테일, PA12 인기로 엔지니어들 감탄시킨 1세대 지게차 레버 세트도 제작.

현재 요청 구성: 약 30% 지그, 60% 프로토타입(그중 40% 기능 평가, 20% 적합성·형상 테스트).

오이와 궁극 목표는 적층 제조를 양산 볼륨으로 확장.

3D 프린팅 룸은 높은 천장, 공기 청정기, Fuse Sift 같은 전용 분말 제거 장비 갖춰 안전·효율 워크플로 보장.

중기 계획으로 Jet Fusion 같은 대형 분말 베드 퓨전 기계 도입 예정, 하지만 전략은 작은 Fuse 시리즈 유닛 먼저 마스터 후 확장.

AM이 상당히 발전했지만, 오이와는 양산이 일본 제조 현장 광범위한 도입 전 마지막 허들 인정. 그럼에도 매년 진전 약속.

오이와는 2026 WorldSkills Competition 상하이 일본 AM 팀 강사로도 활동, 분야 리더십 입증.

내부 경쟁 문화와 현장 직원에게 장비 선택 자율권 부여 원칙이 Formlabs 프린터 R&D 행정 센터 성공적 배포로 예시된 Toyota Industries AM 롤아웃 가속화.

Formlabs 3D 프린터 자세히 알거나 영업 문의.