금속 3D프린팅 응용 분야 넓히는 DED·다중 소재 기술 발전 목도

◇연재순서

1) 전시회 총괄평가

2) 금속 적층제조 동향

3) 폴리머 적층제조 동향

4) DED(Directed Energy Deposition) 금속 적층제조 동향

5) 적층제조 신기술 동향

▲ TCT 아시아 2024 전시장 앞에서 필자(左 두 번째)가 참관단과 함께 기념촬영을 했다.

지난 5월7일부터 9일까지 상하이에서 개최된 ‘TCT 아시아 2024’ 전시회는 전 세계의 최근 3D프린팅(적층제조) 기술을 한 자리에서 볼 수 있는 중요한 행사였다. 주최 측에 따르면 2024년 전시회 규모는 23년 대비 13,000㎡가 증가한 4만㎡에 달했으며 참가기업은 49개 업체가 추가된 349개 업체가 참가, 총 2만3,933명이 방문했다고 한다.

DED(Directed Energy Deposition:에너지제어용착) 방식 금속 3D프린팅 기반 재료기술 전문기업 인스텍(대표 선경훈)은 이번 전시회를 참관하며 DED 방식 금속 3D프린팅과 다중 소재(Multi-Material)에 대한 기술 비교와 최신 동향을 파악할 수 있었다.

▲ Raycham社가 제작한 샘플(左), 알루미늄 브라켓(中), ‘LDM16RD’ head(右)

주요 전시회 참가 기업과 기술을 살펴보면 Raycham社는 금속 3D프린팅 기술인 DED, WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing), PBF(Powder Bed Fusion) 등 기술을 모두 개발하여 상용화한 기업이다. 이번 전시회에서는 각각의 대표 장비를 전시했다.

특히 Raycham의 제품군 중 로봇 팔(Robot Arm)을 활용한 Multi-Material 3D프린터인 ‘LDM16RD’의 경우 로봇 팔 Span이 최대 1100mm이며 레이저발진기가 1kW급으로 적용되어 있고, 타이타늄합금, 니켈합금, 알루미늄합금, 철계, 세라믹 등 다양한 분말을 동시에 혼합할 수 있는 것이 장점이다.

▲ Latec社의 ‘LAM1008’(左)과 Engine Mount 등 제작 샘플

Latec社는 DED 및 PBF 방식 3D프린팅 장비 판매 및 다양한 서비스를 제공하는 기업으로 다중 레이저 시스템을 갖춘 금속 3D프린터를 통해 다양한 재료를 한 번에 적층할 수 있는 기술을 가지고 있다고 강조했다. 이는 생산 속도를 높이고, 재료 특성을 최적화해 다양한 산업 적용에 적합한 솔루션을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Latec은 DED 장비인 ‘LAM1008’을 이번 전시회에 전시해 DED 관련 제품과 기술을 주로 홍보하였다. ‘LAM1008’은 동시 5축 장비로 최대 1100x650mm(가로x세로) 크기의 향상을 제작할 수 있으며 최대 6kW의 레이저를 적용할 수 있다고 한다.

BLT社와 Laseradd社는 각각 PBF 기술을 기반으로 한 금속 3D프린터를 전시했다. PBF 기술은 고해상도의 부품을 제작할 수 있어 정밀도가 요구되는 산업에 적합하다. 특히 BLT는 1미터급 대형 금속 부품 적층이 가능한 ‘BLT-S1000’ 모델을 선보이며 대형 부품을 효율적으로 생산할 수 있음을 강조했다.

타이타늄·니켈 등 동시 혼합, 로봇 팔 활용 대형 부품 수리·제작 트랜드

다중 레이저 시스템 도입 통한 생산속도 향상 및 재료 특성 최적화 인상적

▲ Laseradd社 부스(左)와 LM3D-NA Printing Head(右)

▲ Raycham社(左), Latec社(右)는 로봇 팔을 사용한 Multi-Material 기술을 홍보했다.

PBF 기술보다 DED 방식이 강점을 가지고 있는 것은 다중 소재(Multi-Material)의 사용이다. 이번 전시회에서 전 세계 트랜드가 Multi-Material인 것을 확인할 수 있었다.

CNC 기반의 5축 장비에서의 DED 적용 뿐만 아니라 Raycham社와 같이 헤드(head)에 접목하여 좀 더 높은 자유도로 기존 제품의 수리나 기능 향상을 위한 기술 적용 사례도 확인할 수 있었다. 또한 PBF를 활용한 Multi-Material 적용 기술개발의 현황도 엿볼 수 있었다.

▲ CISRI社에서 개발중인 PBF Multi-Material 제작 장비 ‘3D-Alloyer’

이번 TCT 아시아 2024는 금속 3D프린팅 기술의 현재와 미래를 조망할 수 있는 중요한 자리였다. 다양한 기업들이 선보인 기술들은 금속 적층제조 기술이 다양한 산업에 어떻게 활용 될 수 있는지를 잘 보여주었다.

특히 DED와 Multi-Material 기술은 인스텍이 개발한 △MX-Lab(소재 연구 전용 장비) △Multi-Material이 가능한 MX-Fab(CNC 기반 5축 장비) △로봇 팔을 적용한 Narae 시스템 기술 등을 중국 시장의 기술력과 비교할 수 있는 자리가 되었으며 앞으로 인스텍의 연구개발과 시장개척에 참고할 만한 지표가 되는 기회가 되었다. TCT 아시아를 통해 파악한 세계 3D프린팅 기술의 최신 동향을 기반으로 앞으로의 지속적인 발전과 혁신을 준비하도록 노력하겠다.

끝으로 이번 참관단 출장을 허락해주신 인스텍 선경훈 대표님께 감사의 인사를 올리며 함께 기술·시장 조사를 한 인스텍 쉬팅팅 과장과 참관단들께도 감사를 표한다.