▲ 3D시스템즈 이지훈 이사가 ‘산업용 제품 생산을 위한 적층제조 솔루션의 생산성 및 성능 향상’을 주제발표 하고 있다.

세계적인 적층제조(3D프린팅) 솔루션 기업 3D시스템즈가 양산 단계에 접어들고 있는 적층제조 트렌드에 발맞춰 생산성을 극대화하기 위한 제품과 기술을 강화하고 있다.

산업통상자원부와 한국기계산업진흥회·한국소프트웨어산업협회가 지난 18일부터 21일까지 일산 킨텍스에서 개최한 '2022 한국산업대전' 기간 중 19일 킨텍스 회의실 206호에서 신기술·신제품 발표 및 기계기술세미나가 개최됐다.

이날 3D시스템즈 이지훈 이사는 ‘산업용 제품 생산을 위한 적층제조 솔루션의 생산성 및 성능 향상’이라는 주제발표를 통해 자사의 폴리머 및 금속 3D프린터 제품군이 △높은 생산성 △반복성 △신소재 개발 △효율적인 배치 프로세스 △통합 워크플로우 제공 등을 통해 부품 양산이 가능하도록 중점 개발되고 있다고 설명했다.

3D프린팅이 시제품을 넘어 적층제조라는 양산 기술로 거듭나고 있다. 이를 위해선 효율적인 출력물 배치, 동일한 부품 생산, 부품 품질 확보, 통합 워크플로우 등이 필수적이다.

3D시스템즈는 폴리머 부품 양산에 최적화된 'Figure 4 플랫폼'을 제조업계에 확산시키기 위해 변색이 없고 ASTM 기준에 따라 실내에서 8년, 실외에서 1.5년 동안 견딜 수 있는 생산등급 광경화 소재를 지속적으로 개발하고 있다. 가장 최근에 출시된 Figure 4 Tough Clear와 같은 투명 소재를 비롯하여, 생체적합 소재, 기계적 특성이 우수해 자동차부품으로 활용가능한 소재 등의 고성능 소재는 생산등급 소재로서 고객의 다양한 요구에 대응하고 있다.

또한 플라스틱 3D프린터 전용 소프트웨어인 ‘3DSprint’를 통해 빌드 준비시간을 80% 줄였고 최적으로 출력물을 배치해 밀도를 최대화하면서 생산비를 높이는 후공정을 최소화하고 작업시간을 단축시킬 수 있도록 서포트를 자동으로 배치할 수 있다. 특히, 스태킹 기능은 부품을 여러 층으로 쌓아서 적층하여 생산성을 더욱 높일 수 있다. 일례로 Figure 4로 90개의 튜브 연결파트를 제작하는데 총 제작시간은 후공정을 합해 8.5시간이 걸렸고 부품당 제작시간은 5.6분, 소재 원가는 개당 1,200원으로 기존 공정대비 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

3D 시스템즈의 새로운 SLS 380 3D 프린터는 챔버 내 실시간 열관리 시스템을 통해, 치수 안정성을 확보하고 기계적으로 성능이 우수한 부품을 반복 생산을 할 수 있다. 3D시스템즈는 SLS 380 프린터와 함께, SW, 소재 자동 공급/혼합 장치, 후공정 장비를 연결하는 통합 워크플로우를 제공해, 처리량을 높이고 리드 타임을 단축하여 궁극적으로 공장 자동화가 가능하게 한다.

세계 최초 동기화된 듀얼 레이저를 적용한 SLA 750은 두 개의 레이저가 동시에 동일한 파트를 조형하거나, 동시에 서로 다른 파트들을 조형할 수 있기 때문에 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 대형 SLA 프린터는 원격으로 빌드 챔버내 카메라를 통해 적층상태를 확인하는 것은 물론, 장비의 조작도 가능하기 때문에 로봇을 이용해 무인으로 시작과 종료가 가능한 완전 자동화도 구현할 수 있다.

고밀도 금속 부품의 적층제조 생산성 향상을 위해, 3D시스템즈의 금속 프린터는 완벽한 진공 환경 구현, 소재 재활용률 향상, 실시간 공정모니터링 시스템 등을 지원한다. 3D시스템즈의 금속 3D프린터를 활용해 티타늄 임플란트, 우주항공 노즐, 위성 라이도 주파수 부품, 연소기, 열교환기, 반도체 웨이퍼 테이블, 타이어 금형 등 다양한 부품들이 생산되고 있다. 

이지훈 이사는 “3D시스템즈는 프린팅 SW에서부터 SLS 및 SLA, 금속 3D프린터와 후공정까지 포함하는 완벽한 워크플로우를 제공해 대량 양산을 실현하고 있다”며 “앞으로 금속 3D프린팅까지도 양산에 적합한 공정으로 자리매김할 수 있도록 신제품 및 신기술과 선진 사례를 국내에 알리는데 적극 노력하겠다”고 밝혔다.