급성장한 中 3D프린팅 기술, 제조업 적용 고부가 창출 나서야

◇연재순서

1) 전시회 총괄평가

2) 금속 적층제조 동향

3) 폴리머 적층제조 동향

4) DED(Directed Energy Deposition) 금속 적층제조 동향

5) 적층제조 신기술 동향

▲ 박상민 ㈜쓰리디솔루션 팀장(맨 左)이 참관단에게 Kings社의 3D프린팅 솔루션을 소개하고 있다.

올해 참관한 TCT 아시아(Asia) 전시회를 돌이켜 보면 중국이 3D프린팅 분야에서 만큼은 한국을 뛰어 넘었음을, 그리고 한국의 제조 분야에서도 곧 중국의 많은 3D프린팅 장비·소재·서비스가 적용될 것이라는 확신이 들었다.

이번 TCT 아시아에서 중국이 가장 보여주고 싶었고 집중했던 분야는 단연 급성장한 금속 3D프린팅 기술과 그에 발맞춰 개발된 소재, 프린팅 서비스 등이었다. 대규모의 전시장에는 26개 이상의 레이저가 탑재된, 심지어 64개 레이저가 탑재된 금속 3D프린터로 2미터(m) 금속 출력물을 양산 공정에 적용할 수 있을 만큼의 출력 속도를 자랑하는 업체까지 등장했다.

금속·비금속 출력을 차지하고라도 우리가 나아갈 방향은 단순히 하드웨어(HW) 성능을 높이는 것이 아닌 이러한 HW를 어떻게 잘 적용하여 우리의 제조생태계를 바꿀 수 있는지 생각하고 대비하는 것임을 느끼게 되었다.

한국을 포함한 글로벌 산업에서 가장 많이 사용하는 적층 방식은 아직까지는 폴리머 적층제조 방식이라고 생각한다. ㈜쓰리디솔루션 또한 소형부터 대형 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 장비를 25대 이상 구축하고 시제품 출력, 소량 양산, 프로토타입 출력 등 서비스를 제공하고 있다.

이번 전시회에서 SLA 3D프린팅 기술은 이전과 큰 차이점은 보이지 않았으나 대형 사이즈 출력 및 멀티 레이저 기술을 탑재하고도 장비 가격은 기존 선두 업체보다 낮게 책정해 제조기업을 유혹하고 있다.

▲ Kings社에서는 대형 SLA 3D프린터로 높이 2m에 달하는 ‘아쿠아맨’을 적층해 전시했다.

특히 중국 SLA 3D프린팅 시장에서 독보적인 위치에 있는 Kings社의 경우 전시회에선 볼 수 없었지만 세계 최초로 2.7m 출력 가능한 SLA 3D프린터를 개발해 판매 중이다. 레이저 3개를 사용하는 이 장비는 레이저가 겹치는 부분을 최대한 HW·SW에서 보정해 자연스럽게 출력되도록 구현함으로서 2m 이상의 대형 출력이 가능한 것이 특징이다. 또한 여러 기능성 레진을 사용해 대형 자동차 제조부터 일반 생필품에 이르기까지 출력 대응이 가능하다.

이 밖에도 국내에선 생소한 펠렛 압출 방식으로 800~2450mm까지 출력 가능한 FGF 3D프린터, 650mm 출력이 가능한 SLM 3D프린터, 1m 출력이 가능한 대형 FDM 프린터까지 다양한 제품군을 보유하고 있다. ㈜쓰리디솔루션은 이런 Kings社 장비를 국내에 유통하는 총판으로서 가격 및 기술 경쟁력을 갖춘 Kings社 솔루션을 소개하고 국내 적층제조 시장을 넓히는 역할을 하고 있다.

중국 유니온테크(UnionTech)社는 에보닉(Evonik)社와 협업해 기능성 레진을 개발하고 여러 소재를 사용할 수 있다는 점을 집중 홍보했다.

▲ Sailner 부스에서는 풀 컬러 부품을 적층하는 시연을 했다.

또한 스트라타시스(Stratasys)나 HP 등 글로벌 3D프린팅 기업에서 시작한 풀 컬러(Full Color) 3D프린팅 트렌드에 따라 중국 3D프린터 제조업체인 Sailner社와 JAMG He社도 풀 컬러 3D프린터를 선보였다. 원리는 폴리젯(PolyJet) 방식과 유사했고 품질이 생각보다 뛰어나서 기존 폴리젯 출력물 보다는 조금 떨어지지만 굿즈로 판매할 수 있을 만큼 작은 출력물은 문제가 없어 보였다.

또한 장비 공급가나 소재 비용이 기존 장비 대비 70%, 기존 소재 대비 50% 정도의 가격으로 확인돼 출력 사업을 고민 중인 많은 중국 내수 업체의 관심을 받았다. 만일 지식재산권(IP) 문제가 없다면 충분히 기존 업체가 구축한 시장을 위협할 수도 있을 것으로 보인다.

▲ JAMG HE社가 부스에서 출력 시연을 했다.

Hanin社는 FDM, LCD, DLP, SLM, SJF 등 다양한 기술과 가정용부터 산업용까지 모든 종류의 3D프린터를 제조하는 업체다. 눈에 띄는 점은 회사의 SJF 방식의 3D프린터가 HP의 MJF(멀티젯퓨전)와 장비 외관부터 출력 프로세스가 거의 동일하다는 것이다.

심지어 소재까지 매우 저렴해 기존의 엔지니어링 플라스틱(PA12, TPU 등) 출력이 가능하고 출력품질도 매우 정밀해 HP의 MJF에 뒤지지 않는다는 평가를 받았다. 소재나 agent 비용이 상당해 장비 및 유지 비용이 높다고 알려졌으나 이 제품은 그러한 단점을 보완한다는 점에서 만일 IP 문제가 없다면 국내에서도 많은 수요가 있을 것으로 생각됐다.

폴리머 3D프린팅 대형·저가격·고속화 진일보, 보급형에서 산업용까지 제품군 확보

장비·소재價 글로벌 기업 대비 절반 수준, 내수 기반 출력사업 및 韓 진출 확대 전망

▲ HPRT의 3D프린터 ‘SJF-P380’(위)와 PA12 소재로 제작된 샘플

FDM 3D프린터의 경우 고속 출력은 기본으로 지원하면서도 대형 출력 및 엔지니어링 플라스틱의 소재를 출력 가능한 산업용 장비가 대거 출품됐다. 일반 보급형 라인에서는 한국에서도 많이 알려진 BAMBOO, QIDI, Creality 등 중국 기업들이 보급형 고속 3D프린터를 소개하고 있었고 고속 프린팅과 맞는 전용 소재를 공급하면서 보급형 FDM 시장을 확대하고 있었다.

특히 BAMBOO의 경우 소비자 불만사항으로 지적되었던 소음 부분을 펌웨어 업데이트를 통해 개선해 찬사를 받았고 대부분의 출력 소재를 PLA, ABS 뿐만 아니라 CF(탄소섬유)/GF(유리섬유) 성분이 포함된 소재를 출력할 수 있도록 개선해 개인용 및 준산업용으로 입지를 넓혀 나가고 있음을 확인할 수 있었다.

또한 Akribis Systems에서는 자사 리니어 모터 사용 시 기존 FDM 프린터를 고속 프린터로 바꿔 준다고 홍보하고 있어 주목을 받았다. 단순히 리니어 모터만으로 고속 프린터로 바꿀 수 있는지 모르겠지만 확실한 것은 중국 FDM 장비 제조사도 보급형이 아닌 산업용 시장을 타겟으로 진화 중이었고 우리가 이 흐름을 놓치면 따라갈 수도 없을 것 같다는 막연한 불안감이 들었다.

▲ Akribis(左)와 BAMBOO 부스에는 많은 참관객들이 몰렸다.

이외에도 270mm 사이즈의 슬리퍼 1세트를 출력하는데 불과 1시간 밖에 안 걸리는 고속 DLP 장비나 세라믹 프린터 등도 소개돼 다시금 중국이 얼마나 3D프린팅 산업에 집중하고 있는지 확인할 수 있었다.

부득이한 비행기 이륙 지연으로 실제 2일 밖에 둘러볼 수 없어 전시장 전체를 좀 더 세밀하게 볼 수 없었던 것이 아쉬웠으나 기존 중국 3D프린터에 대한 내 편견을 깨기엔 충분했다. 서두에서도 얘기했지만 이제는 HW 성능을 새로 개발 하거나 혁신하기 보다는 중국의 3D프린팅 기술을 활용해 고부가가치를 창출할 수 있을까를 진지하게 고민해 볼 시점이라고 생각한다.

마지막으로 이번 참관단에 보내주신 ㈜쓰리디솔루션 대표님과 함께 행사를 기획하고 추진한 3D프린팅연구조합과 신소재경제신문, 그리고 참관단 여러분들에게도 깊은 감사 말씀을 전한다.