지난 11월17일부터 20일까지 4일간 독일 프랑크푸르트 Messe 전시관에서 열린 Formnext 전시회(International exhibition and conference on additive technologies and tool making)에 다녀왔다. 이번 전시회 참가 기업은 600업체이며 참관객은 3만5,000명 규모로 자세히 살펴 보려면 이틀정도 걸릴 정도로 규모가 있었으며 컨퍼런스도 매일 열렸다.

그동안 3D프린팅 관련 전시회는 유로몰드가 중심이 돼왔으나 올해부터는 관련 기업들이 적층제조 전문 전시회를 표방한 Formnext에 집중되고 있다. 이러한 정보를 모르는 한국의 일부 3D프린팅 업체나 참관객들이 9월 뒤셀도르프에서 개최된 유로몰드에 참가하는 해프닝이 벌어진 바 있다. 이번 전시회에 한국 참관객도 100여명이 참가하였으며 인스텍 유럽 법인과 한국 생산기술연구원 강원지역본부도 부스를 마련했다.

▲ 지난 11월17일부터 20일까지 4일간 독일 프랑크푸르트 Messe 전시관에서 적층제조 전문 전시회인 Formnext 전시회가 열렸다..

■유럽 금속 3D프린터 제조사 대거 출품
금번의 전시회의 주요 특징을 살펴보면 미국보다는 유럽에서 주최를 하다 보니 유럽 기업이 80% 이상을 차지했으며 Powder Bed(분말 베드) 방식의 금속 적층제조 기술에서 비교적 우위에 있는 유럽의 금속 프린터 제조사가 70% 이상을 차지했다.

그 외 금속과 관련된 설계 및 디자인회사, 바이오 메디컬업체, 금속분말 제조회사 등으로 구성되는 등 전반적으로 금속관련 기업들이 주류를 이루었다. 전세계 PBF(Powder Bed Fusion) 방식의 금속 3차원 프린터 제작사 15개 업체 중 11개의 업체가 참가했으며 이들 주요 기업 및 특징은 <표 1>과 같다.

정밀주조와 사형주조용 몰드를 바인드 제팅 방식으로 제작하는 독일의 Voxeljet는 페놀계 바인더를 도포 후 추가로 자외선으로 경화시키는 시스템을 선보였다. 그리고 DLP(Digital Light Processing)시장을 석권하고 있는 EnvisonTec에서는 레이저를 고속회전하며 광경화수지를 적층하는 방식과 3세대 바이오 프린터를 소개했다.

그 외 DLP 방식의 CMET, SLS(Selective Laser Sintering) 방식의 수지를 레이저로 적층하는 대형 SLS방식인 RICOH, 하이브리드 금속 복합장비인 Matsuura 등 일본 기업이 출품했다.

PBF방식에서 사용되는 구형화 분말회사도 대거 참여하였는데 Hoganas, AP&C, SADVIK Osprey, H.C.Starck, Cooksongold 등 전통적인 분말제조 업체와 함께 중국의 MTi가 선보였다. 그러나 기존 3D프린팅용 주요 소재인 CoCr(코발트크롬합금), Inconel(니켈합금), Ti(타이타늄) 등이 대부분이었으며 최근에 새롭게 개발된 분발은 찾아볼 수 없었던 것이 아쉬운 점으로 남았다.

▲ <표1>Formnext에 출품한 세계 주요 금속 3D프린터 제작사.

6기통 엔진블럭 사이즈 제작, 레이저 소스 4개 사용 시도

車부품 경량화 적용 활발, 생산기반형 부품제조 눈길

▲ Conceptlaser에서 제작한 VW 파사트 엔진용 6기통 엔진블럭.

금속 3D프린터 장비의 새로운 트렌드인 대형화 및 고속화 경향도 확인할 수 있었다. 대형화는 이미 6기통 엔진블럭 이상의 사이즈도 가능한 수준까지 도달하고 있고 고속화를 위해 레이저 소스를 2개 사용하는 것이 보편적으로 시도되고 4개를 사용하는 멀티 에너지 소스 방식이 이제 여러 회사에서 시도되고 있었다.

또한 적층 이후 박스 내에서 분말을 제거하고 제품을 취출하는 시간을 줄이기 위해 적층박스 자체를 별도의 공간으로 이동하는 방식도 소개되었다.

▲ 3D 프린터는 보다 정밀하고 소형화를 통한 메디컬용 디바이스 정밀부품에 확대되고 있다..

금속 프린팅의 경우 메디컬이나 치과용 크라운 등은 이미 주류로 자리 잡았으며 보다 정밀화·소형화되고 있으며, 등속냉각금형 채널도 여러 업체에서 소개했다. 최근 경량 설계와 관련해서 형상 자유도 구현이 우수한 PBF방식의 3D프린터로 내부를 중공화하여 구조강성을 동일하게 만들어 결과적으로 경량화한 전시물들이 눈에 띄었다.

이를 전시한 대표적인 기업이 ConceptLaser와 FIT 등이다. ConceptLaser는 자동차의 엔진룸과 승객실 사이의 크로스 멤버나 A필러의 NODE부위를 경량 알루미늄으로 중공 적층 후 기존의 부품과 용접하는 방식을 소개했다. FIT는 모터바이크 메인 프레임을 내부를 중공화하여 제작해 용접하여 경량화를 극대화하는 시도가 눈에 띄었다.

▲ 사출이나 다이캐스팅 공정에 사용되는 입체냉각몰드. 보다 복잡한 형태와 대형화가 진행되고 있다..

우리나라의 전시회는 플라스틱 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이나 DLP가 주류를 이루고 피규어나 장난감 수준의 생활중심의 전시물이 대부분 차지하고 있다. 이에 반해 FORMNEXT 전시회는 유럽에서 개최되는 만큼 금속에 대한 장비제작과 응용분야에 대한 다양한 시도가 이루어져 기존 대량생산에 대한 생산기반형 부품제조가 눈에 띈다. 우리나라도 비록 3D프린팅 산업의 시작은 늦었지만 이러한 전시회를 통해 선진 기업들의 장비와 적층제조물에 대한 식견을 넓히고 산업에 적용해 발전하길 기대해본다.

▲ FIT는 모터바이크 메인 프레임을 내부를 중공화하여 제작, 용접해 경량화를 극대화했다..