▲ 현대위아와 인스텍이 개발한 ‘3D프린팅 하이브리드 가공기’

현대위아(대표이사 김경배)가 공작기계와 3D프린터를 결합한 ‘3D프린팅 하이브리드 가공기’를 개발하고 인공 고관절 시장에 진출한다.

현대위아는 금속 3D프린터 전문기업 인스텍과 함께 ‘3D프린팅 하이브리드 가공기’를 개발했다고 지난 11일 밝혔다. 양사는 산업통상자원부 ‘글로벌 전문기술개발사업’의 일환으로 2015년 개발을 시작, 4년 만에 결실을 맺었다.

현대위아가 개발한 하이브리드 가공기는 5축 머시닝센터와 DED(Directed Energy Deposition)’ 및 ‘PBF(Powder Bed Fusion)’ 방식의 3D프린터 모듈을 합친 것이 특징이다. 이를 통해 작업자는 만들고자 하는 제품의 특성에 따라 DED나 PBF 모듈에서 1차적으로 형상을 만든 뒤 공작기계로 정밀하게 깎아 최종 가공물을 완성할 수 있다.

현대위아는 하이브리드 가공기의 ‘통합제어기’를 통해 공작기계의 주축과 3D프린터 모듈을 동시에 운용할 수 있도록 했다. 제어기가 최종 결과물을 위한 최적의 가공 공구와 방식을 판단한다. 금속 절삭이 필요하면 머시닝센터에 달린 주축이 내려와 금속을 깎고, 적층 가공이 필요할 때는 DED모듈을 이용해 원소재를 레이저 빔으로 녹여 모양을 만든다.

또한 공작기계와 PBF모듈을 ‘자동 워크 교환 시스템’을 이용해 연결해 동시에 쓸 수 있도록 했다. PBF모듈에서 1차적으로 제작한 뒤 자동 워크 교환 시스템을 이용해 이를 공작기계로 옮겨, 최종 완성을 하는 식이다.

현대위아는 하이브리드 가공기를 통해 하나의 기계에서 두 가지 일을 동시에 진행할 수 있는 만큼 작업 시간이 대폭 줄어들 것으로 예상하고 있다. 이전까지는 3D프린터에서 1차 제작을 한 후 작업자가 직접 제품을 꺼내 공작기계로 옮겨 2차 가공을 해야 해 제작 시간이 오래 걸리고, 이송 과정 중 정밀도가 떨어지는 단점이 있었다.

현대위아와 인스텍은 오는 2020년부터 하이브리드 가공기를 상용화해 인공 고관절 제조 시장에 뛰어든다는 계획이다. 인공 고관절의 연결부위에 해당하는 ‘컵(CUP)’ 부위는 PBF모듈을 이용해 1차 적층 후 공작기계로 최종 가공하고, 다리로 이어지는 뼈 부분인 ‘스템(STEM)’ 부위는 DED모듈로 제작한 후 공작기계로 마무리해 만든다.

또한 향후에는 산업용 설비와 항공 우주 부품 및 방산 부품 가공시장에서 활용할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

현대위아 관계자는 “현대위아 공작기계의 정밀 가공 기술을 기반으로 높은 완성도의 하이브리드 가공기를 선보일 수 있게 됐다”며 “인스텍과 함께 글로벌 3D프린터 시장의 새로운 지각 변동을 일으킬 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 말했다.