강민철 3D프린팅연구조합 상임이사가 스마트팩토리 구현을 위한 3D프린팅 기술 동향을 발표하고 있다.

산업교육연구소가 22일 여의도 사학연금회관에서 개최한 ‘스마트팩토리 기반 및 핵심 솔루션과 업종·맞춤형 구축사례 세미나’에서 강민철 (사)3D프린팅연구조합 상임이사는 ‘스마트팩토리 구현을 위한 3D프린팅 기술개발동향과 구축방안’을 주제발표했다.

GE가 항공엔진노즐을 3D프린팅 기술로 양산하는 것을 필두로 제조업에 3D프린팅이 접목되면서 적층제조(AM)의 개념으로 확대·발전하고 있다. 특히 정밀화, 경량화, 고기능화가 필요한 부품을 빠르고 보다 저렴하게 생산할 수 있는 금속 적층제조기술은 덴탈, 금형, 우주항공, 방산, 발전, 자동차 분야 등에 적용이 확대되면서 10년이라는 짧은 기간 동안 고성장을 거듭하고 있다. 영국의 시장조사전문기관 IDTech에 따르면 세계 금속 3D프린터 설치시장은 2018년 6,430대에서 2028년 약 5만3천대로 연평균 23% 성장할 것으로 예상되고 있다.

강민철 이사는 “독일 폼넥스트와 같은 AM 전시회를 가보면 대형 사이즈 부품 출력, 쥬얼리 및 덴탈용 소형 3D프린터 출시, 금속분말 제조기업 확대, 자동화 공정 및 후처리 공정 확대 등 트랜드를 읽을 수 있다”며 “적층제조가 제조업의 주요 공정 중 하나로 자리매김하고 있으며 앞으로도 스마트팩토리의 주요 연계기술로서 성장을 거듭할 것”이라고 밝혔다.

이같이 적층제조가 확대되면서 관련 금속분말 시장도 고속성장할 전망이다. 3D프린팅용 금속분말은 일정한 크기로 구형을 갖춰야하기 때문에 고가인데다 종류도 20여가지에 불과해 기술개발이 요구되고 있다. 최근 적층제조에 대한 관심이 높아지면서 3D프린팅용 금속분말에 뛰어드는 기업이 많아지면서 금속분말 가격 하락과 신소재 개발이 한창이다. 국내에서도 풍산, 고려특수선재, 하나 AMT, 창성 등 금속 관련 기업들이 신규 아이템으로 3D프린팅용 분말사업을 추진 중이다.

IDTech에 따르면 2018년 금속분말시장은 약 1조8천억원에서 2028년 약 11조원으로 6배 이상 성장할 것으로 예측되고 있다. 이중 우주항공에 주로 쓰이는 타이타늄이 전체 시장의 42%를 차지하고 귀금속에 들어가는 금이 그 뒤를 이을 것으로 관측되고 있다. 

또한 3D시스템즈, 컨셉레이저 등 선진기업들은 대량생산과 속도향상을 위한 AM 팩토리 시스템을 개발해 시장에 선보였다. 부품 적층이 끝나면 로봇이 자동으로 출력물을 후처리 공정으로 옮기고 분말을 자동으로 공급하면서 연속제조가 가능한 개념이다.

강민철 이사는 “스마트팩토리 선진국인 독일의 경우 근로자들이 보다 적게 일하면서 삶의 만족도가 높은 것처럼 스마트팩토리는 결국 삶의 만족도를 높여주는 기술이 될 것”이라며 “3D프린팅이 제조업 공정개선과 혁신에 기여할 수 있도록 신소재, DfAM(적층제조를 위한 디자인) 등 개발에 많은 관심과 투자를 아끼지 말아야 한다”고 제언했다.