▲ ㈜프로토텍이 트럼프社의 금속 3D프린터 ‘TruPrint 3000’을 구축했다.

3D프린팅 토털 솔루션 공급기업 ㈜프로토텍(대표 신상묵)이 금속 3D프린팅 사업 확대를 위해 적극적인 투자에 나서고 있다.

프로토텍은 최근 서울시 금천에 위치한 자사의 사무실에 높은 정밀도의 중대형 금속 부품을 생산할 수 있는 독일 트럼프社 레이저금속용융(LMF) 방식 금속 3D프린터 ‘TruPrint 3000’과, 사무실에서 금속부품을 고속으로 생산할 수 있는 미국 데스크탑 메탈社 ME(Material Extrusion) 기반 3D프린터 ‘Studio System™ 2’를 구축했다.

이번에 설치된 ‘TruPrint 3000’은 국내에서는 최초로 구축된 장비로, 세계 최고의 산업용 레이저 가공기 기술을 보유한 트럼프의 레이저 시스템이 장착돼 기계 정밀도와 안정성이 뛰어난 것으로 업계에 알려져 있다.

최대 출력 크기는 300Ø(지름)x400mm(높이)로 500W의 광섬유 레이저가(dual laser 장착 가능)  장착돼 생산속도가 빠르고 정밀한 부품 제작이 가능하다. 특히 장비 내부에는 대용량 금속 분말 공급 장치가 있어 작업 중에 분말을 보충할 필요가 없고 분말 공급 실린더는 빠르게 교체가 가능하도록 디자인 돼 있기 때문에 생산시간을 단축시킬 수 있다. 또한 산업용 부품 양산을 위한 장비이니만큼 ‘Melt Pool Monitoring’이 설치돼 부품 품질 보증은 물론 분말 코팅 이상 발생시 자동으로 추가 코팅할 수 있다. 

프로토텍은 ‘TruPrint 3000’으로 항공용 타이타늄(Ti64) 부품을 생산하면서 추후엔 금속 3D프린팅 서비스 사업도 추진할 계획이다. 프로토텍은 과학기술정보통신부의 ‘2021년 3D프린팅 제조혁신 실증지원 사업’ 주관기관으로 선정돼 2023년까지 대한항공, 재료연구원, 은유항공정밀 등과 항공기 도어 부품 양산공정 기술개발을 추진 중이다.

▲ 프로토텍이 구축한 데스크탑 메탈의 ‘Studio System™ 2’는 3D프린터와 소결로(furnace)만으로 구성돼 있어 금속 부품을 빠르게 생산할 수 있다.

프로토텍이 구축한 ‘Studio System™ 2’은 지난 2015년 시리즈 D 벤처 펀딩을 통해 GE 벤처스, 구글 벤처스 등으로부터 최대 규모인 2억1200만달러에 달하는 자금을 조달하며 주목받은 데스크탑 메탈의 ME기반 금속3D프린터다. 금속파우더에 왁스 및 폴리머 파우더를 혼합한 봉재형태의 재료를 압출·적층한 후 소결로(furnace)에 넣어 왁스와 폴리머를 태우는 탈지(Debinding) 와 소결(Sintering)을 연이어 진행하는 방식이다.

기존 금속 부품을 만드는데 주로 사용돼 온 PBF 방식 3D프린터 대비 생산비용과 작업 편의성을 획기적으로 향상시킬 수 있어 국내외 자동차, 에너지, 산업기계 분야 기업들이 부품 개발 및 적합 부품 대체 제조에 활용하기 위해 연구개발 중이다.

‘Studio System™ 2’은 기존 모델과 달리 별도의 탈지장치(Debinder) 없이도 소결로(Furnace)에서 탈지와 소결을 한번에 진행하도록 설계된 것이 특징이다. 이로 인해 작업 편의성과 생산 속도가 개선됐다.

또한 데스크탑 메탈의 2세대 분리형 서포트 기술이 적용돼 자동으로 서포트를 생성하고 서포트와 부품사이에 경계층 생성 목적의 소량의 세라믹 인터페이스 재료를 인쇄해 소결후 부품을 손으로 쉽게 제거 할 수 있다.

최대 출력 크기는 300x200x200mm(가로x세로x높이)로 스테인리스(SUS316L, 17-4 PH), 구조용 철합금(AISI 4140), 공구강(H13), 구리(C11000), 타이타늄 합금(Ti64) 등 다양한 금속 부품 생산이 가능하다. 최대 1,400°C의 온도까지 처리 가능한 소결로에서 주조 부품 보다 뛰어난 최대 98%의 밀도를 가진 부품을 자동으로 생산할 수 있다.

신상묵 프로토텍 대표는 “트럼프와 데스크탑 메탈의 한국 대리점을 맡고 있는 프로토텍은 이번에 구축된 장비를 통해 마케팅 활동을 강화하고 고객들과 적층제조 어플리케이션을 발굴할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

한편 프로토텍은 자회사인 프로메테우스를 통해 3D데이터 설계, 3D프린팅, 진공 주형, CNC, 3D 스캐닝, 역설계까지 원스톱 서비스를 제공하고 있다. AS9100(항공우주 품질경영시스템) 인증을 받아 3D프린팅으로 제작된 부품을 고등훈련기(T50)와 한국형 전투기 개발사업(KF-X)에 공급한 경력도 가지고 있다.