스트라타시스: 첨단 3D 프린팅으로 지속가능성 주도

3D 프린팅의 역사

스트라타시스 EMEA 사장 안드레아스 랑펠드는 "적층 제조(3D 프린팅)는 여전히 유행어처럼 인식될 수 있다"면서도 "하지만 오늘날 적층 제조가 어디에 사용되는지 분석해보면 이 기술이 어떤 역할을 하는지 더 명확해진다"고 말합니다.

3D 프린팅으로 시작한 이 기술은 "많은 기업이 '3D 프린팅'이라는 용어를 홍보하는 데 많은 비용을 들였다"는 랑펠드의 말처럼, 보다 일반적으로 '적층 제조'로 알려진 기술로 진화했습니다. "이는 지정된 솔루션을 더 잘 설명하기 때문"입니다.

초기에는 CAD 설계를 가장 빠르게 실행 가능한 모델이나 제품으로 디지털 방식으로 전환하는 방법에 초점을 맞췄습니다. "CAD 설계에서 레이어별 프린팅 부품까지, 이 솔루션은 주로 시제품 제작에 사용되었습니다. 많은 기업이 제품을 시장에 출시하기 전에 미래 제품의 기능이나 외관, 촉감을 확인하고자 했습니다. 이 솔루션은 기업에 기밀성도 제공했습니다. 아웃소싱 없이 사내에서 시제품을 제작함으로써 기밀 데이터가 제3자에게 유출될 위험을 없앴기 때문입니다. 또한 기존 방식의 시제품 제작에 비해 시간과 비용을 절약할 수 있었습니다."라고 랑펠드는 설명합니다.

"시간이 지나면서 툴링, 지그, 고정구 등 추가적인 애플리케이션과 사용 사례로 확장되었습니다. 더 이상 시제품만이 아니라 생산 워크플로를 개선하는 도구나 부품을 제작하게 된 것입니다. 이제 예비 부품을 재고로 보유하는 대신 주문형으로 적층 생산합니다. 부품이 파손되면 기업은 사용 가능한 예비 부품 카탈로그에서 주문하고, 하룻밤 사이 또는 크기에 따라 1~2일 내에 프린팅됩니다. 스트라타시스는 포트폴리오에 다양한 기술을 추가하여 시제품 제작과 생산 효율성부터 적층 부품 생산까지 제품 개발 수명 주기의 모든 단계에 적합한 솔루션을 제공합니다."

"이러한 모든 맞춤화는 산업을 적층 제조 솔루션 적용으로 이끌고 있습니다. 생산 현장을 개선하기 위해 수백만 개의 부품이 필요한 것이 아니라, 백 개나 천 개만 있으면 되기 때문입니다. 코로나19 이후 가속화된 큰 트렌드는 기업들이 글로벌 공급망에 과도하게 의존하지 않으려 한다는 점입니다. 대체 수단을 확보하고, 예비 부품을 필요할 때, 필요한 곳에서 주문형으로 생산하여 전 세계로 물품을 운송하지 않으려 합니다."

랑펠드가 목격한 다른 트렌드로는 생산 수요 증가, 적층 생산량 증가, 자동화 개발이 있습니다. "일반적으로 제조업에서 두 가지 트렌드를 봅니다. 하나는 생산 니즈가 적층 제조로 이동하고 있다는 점입니다. 생산되는 물량이 점점 작아지고 있기 때문입니다. A) 대량 재고 보유에서 주문형 생산으로 전환함에 따라 정의상 더 적은 수의 부품이 필요하고, B) 맞춤화입니다. 점점 더 많은 제품이 특정 구매 페르소나의 정확한 니즈를 충족하기 위해 소량 생산되도록 설계됩니다. 따라서 적층 제조가 빠르고 신뢰할 수 있으며 산업 표준에 따라 인증 가능해야 합니다. 또한 적층 생산을 위해 다양한 소재를 확보해야 합니다."

"그리고 기술적 발전, 자동화 및 워크플로도 있습니다. CAD 설계에서 완제품까지 프로세스를 얼마나 원활하게, 최소한의 터치로 진행할 수 있을까요? 인간 오류의 위험을 줄이고 실제 생산 라인처럼 거의 자동화된 프로세스를 구현하고자 합니다. 기업이 재고와 제품을 디지털화하는 모든 기술을 갖추면, 비즈니스 운영에 필요한 구성 요소와 제품을 생산하는 방식에서 더 큰 유연성을 확보한 큰 걸음을 내딛은 것입니다."

적층 제조로 더 지속가능하게

"지속가능성은 매우 중요합니다. 스트라타시스는 이 분야의 리더가 되고자 합니다."라고 랑펠드는 말합니다. 하지만 그는 "적층 제조가 여전히 새로운 기술로 인식되어 이 분야에서 지속가능성에 대한 사고 리더십이 부족하다"고 지적합니다. 이에 스트라타시스는 적층 제조 그린 트레이드 협회(AMGTA)의 창립 회원이 되었습니다. "이는 신중한 제조가 이 분야에 적용되도록 하겠다는 우리의 선언입니다. AMGTA의 일원으로서 향후 몇 년간의 의제에 영향을 미치며, 적층 제조가 제조가 이루어지는 세상에 가치를 제공하도록 하고 있습니다."라고 랑펠드는 덧붙입니다.

"오늘날 제조업에는 개선할 영역이 많습니다. 예를 들어 수요 생산과 재고를 비교해보세요. 재고가 있으면 항상 창고가 필요합니다. 해당 물품을 창고로 운송하려면 선박이나 트럭이 필요하고, 이는 CO2 배출을 초래합니다. 하지만 주문형으로 적층 생산하면 필요한 만큼, 필요한 때만 생산하므로 초과 생산 능력이 없고 미사용 재고도 없습니다. 이것만으로도 더 지속가능합니다. 재고 축적과 제품 또는 예비 부품 보관 창고가 줄어들면 기업의 CO2 배출량이 감소합니다."

"하지만 이는 적층 제조가 진정한 가치를 제공할 수 있는 한 가지 예일 뿐입니다. 또 다른 예는 공정 자체입니다. 레이어별로 쌓아 올리면 기존 공정처럼 블록에서 깎아내는 방식에 비해 폐기물이 적게 발생합니다. 이를 발전시키기 위해 소재의 재활용성을 연구하고 있습니다. 파우더 기반의 소프트 기술을 예로 들면, 이전 프린팅에서 사용되지 않은 파우더를 재사용할 수 있습니다."

궁극적으로 스트라타시스는 지속가능성 측면에서 적층 제조의 역량과 이점을 입증하고자 합니다. "고객이 초과 생산이 아닌 필요한 만큼만 생산할 수 있도록 지원하고, 산업 혁신과 인프라 혁신도 도모합니다. 전 세계적 산업화에서 기업이 어떻게 혜택을 볼 수 있는지, 주문형 역량이 어떻게 기업의 삶의 질 향상을 지원하는지 고민합니다."