“제조업 운영 탄력성·디지털 전환 지원하는 3D프린팅 솔루션 강화할 것”

▲ 샤이 테렘(Shai Terem) 마크포지드 CEO가 마크포지드 복합소재 3D프린터로 제작해 경량화시킨 협동로봇 진공 그리퍼를 소개하고 있다.

글로벌 제조현장 연결 ‘디지털 소스’, 검증된 고강도 부품 현장서 즉시 생산 ‘강점’

韓 MRO 시장 성장 주목, 신소재 출시 및 한국지사 인력 충원으로 지원 준비

■마크포지드는 미래 제조업 트렌드인 스마트팩토리 및 자율제조 전환에 필요한 적층제조 토털솔루션을 공급하고 있는 선두기업이다. 가장 성공적인 적용 사례와 함께 제조업계가 자율제조 전환을 위해 적층제조를 어떻게 활용하면 좋을지, 그리고 마크포지드는 어떤 역할을 할 것인지에 대해 한 말씀 부탁드린다

글로벌 제조업의 트렌드는 기존 대량양산체제에서 벗어나 맞춤·유연생산으로 전환되고 있으며, 공장 자동화를 넘어 제조 전 과정에 인공지능(AI) 기반의 로봇·3D프린팅·디지털트윈 등을 결합시켜 인간 개입을 최소화하고 생산 효율성을 획기적으로 높이기 위한 ‘자율제조’가 대세다.

이러한 자율제조 환경에서는 24시간 작동하면서 작업자를 돕는 협동·산업용 로봇이 필수인데 마크포지드의 3D프린팅 솔루션을 통해 검증된 고강도·경량화 부품을 제조 현장에서 바로 생산할 수 있어 진정한 자율제조 실현을 도울 수 있다.

일례로 로봇이 작업하는데 사람의 손 역할을 하는 그리퍼(Gripper), EOAT(End of Arm Tool) 등 생산툴이 필수적인데 작업 환경이나 작업 물체에 따라 매번 달라져야 하기 때문에 현장 상황 및 작업 부품에 따라 맞춤 생산이 매우 중요하다. 다품종·소량이기 때문에 기존 절삭가공이나 금형을 통한 제작방식은 시간은 물론 생산비 및 재고 비용 부담이 매우 크다.

그러나 마크포지드의 연속섬유 복합소재(CFRP) 3D프린터를 현장에 구축하면 알루미늄보다 가벼우면서 강도가 2.5배 높은 부품을 기존 절삭가공 대비 비용을 90% 절감시켜 바로 생산할 수 있다. 만약 설계 도면이 없어도 마크포지드의 디지털 웨어하우스(창고) 역할을 하는 제조 플랫폼 ‘디지털 소스(Digital Source)’를 통해 OEM 업체의 검증된 3D프린팅 생산툴과 부품을 현장에서 직접 제작하거나 검증된 3D프린팅 업체를 찾아 제작을 의뢰할 수 있다.

또한 마크포지드의 바인더젯(BJ) 금속 3D프린터는 다품종 소량 부품을 빠르게 생산할 수 있어 장비 유지 보수나 재고관리를 용이하게 해준다. 마크포지드의 사전·실시간·사후 품질 관리 소프트웨어 플랫폼인 ‘아이거(Eiger)’은 고객이 연속섬유를 사용한 구조 및 부품설계 작업을 할 때 성형 조건을 최적화하면서 제품의 강도를 예측하고 부품생산 공정의 반복성과 정확성을 확보할 수 있도록 돕는다.

실제로 세계 1위 풍력터빈 기업인 덴마크의 베스타스(Vestas)는 ‘디지털 소스’를 사용해 전 세계 각지에 필요한 곳에 예비용 부품을 3D프린팅으로 제조해 공급함으로써 가동중지 시간을 최소화하고 있다.

BMF(Bernstein Mechanische Fertigung)는 기계를 가동하는데 있어 주기적으로 교체가 필요한 60개의 소모성 부품을 3D프린팅해 사용하고 있는데 ‘디지털 소스’를 사용하면서 예비 부품을 비축하거나 배송할 때 필요한 시간과 비용을 크게 절감시켰고, 부품의 주문, 생산, 공급, 사용 수명 및 부품 업그레이드에 따른 부품의 버전 관리 등을 모두 디지털화해 관리하고 있다.

이러한 사례들은 3D프린팅이 단순한 시제품 제작 및 소량 부품 맞춤 생산이 아닌 디지털 공정 관리에 유용한 기술임을 보여주는 것이다. 그간 수십 년간 제조기업은 생산 기계 부품이 파손되거나 마모돼 발생할 수 있는 생산 중단 비용과 이를 방지하기 위해 부품을 쌓아 놓으면서 발생하는 재고 비용을 저울질 하며 적절한 타협선을 찾기 위해 고민해왔는데 마크포지드가 이를 해결할 수 있게 됐다.

글로벌 정세불안으로 글로벌 공급망이 불안해지면서 날로 조달에 필요한 시간과 비용 부담이 커지고 있는 가운데, 마크포지드의 솔루션을 활용한다면 글로벌 제조 현장을 연결해 적시에 현장에서 제품 성형을 할 수 있는 분산제조가 가능해져 제조기업 경쟁력 향상이 기여할 것으로 기대하고 있다.

▲ 마크포지드의 3D프린팅 솔루션은 미국의 육·해·공군 및 해병대의 MRO 부품제작에 활용 중이다.

■마크포지드는 지난 2017년 한국 시장에 진출했다. 마크포지드가 바라보는 한국 적층제조 시장의 잠재력은 어떠하며 눈여겨보고 있는 수요산업은 무엇인가?

한국은 세계적인 제조업 강국으로서 그간 자동차, 가전 등 산업을 중심으로 오래전부터 3D프린팅 기술을 시제품 제작에 활용해 왔지만 완제품 생산 공정에서는 아직까지 3D프린팅을 적극 활용하고 있지는 않는 것으로 알고 있다. 이것은 성장 잠재력이 크다는 의미이며 마크포지드가 한국지사를 설립한 이유이기도 하다.

한국에서 눈여겨보고 있는 시장은 MRO(유지·보수·정비)다. 마크포지드는 긴급 MRO를 위한 3D프린팅 솔루션을 일찌감치 선보이며 관련 솔루션을 확대하고 있다. 미국의 육·해·공군 및 해병대는 작전 및 훈련상 이동 시 운송 장비에 마크포지드의 필드지원 특수 3D프린터(필드 에디션 3D프린터)를 싣고 다니면서 MRO 부품제작 솔루션으로 활용하고 있다.

3D프린팅으로 부품을 제작하려면 진동, 습기, 온도 등 조건이 제어돼야 하기 때문에 액상 또는 파우더 등을 적층하는 방식은 제약이 있다. 이에 마크포지드는 고상 성형 기술과 3D프린터의 특수 설계 하우징을 통해 이를 극복했다. 또한 마크포지드의 3D프린팅 기술은 고강도·경량 부품을 적층하고 서포터를 손으로 떼어 즉시 사용이 가능할 정도로 후공정을 최소화할 수 있어 긴급 MRO에 적합하다.

이밖에도 디지털 기반 고도화를 추구하는 군사 전략무기의 MRO 및 고도화 개발을 위해 ESD(정전기 방지), 난연 소재 공급으로 전장 부품의 성능 보호 및 향상을 지원하고 있다.

특히 ‘디지털 소스’를 활용하면 선박내에서는 물론 인근 항만 근처에서 필요한 부품을 생산해 즉시 조달할 수 있기 때문에 주문, 제작, 배송까지 일련의 과정을 단축시켜 시간 및 비용도 절약할 수 있다. 항공 MRO에서도 항공 인증을 받고 이력 추적이 가능한 마크포지드의 난연특화 소재 ‘오닉스(Onyx FR-A)’를 활용해 24시간 유지보수가 진행되고 있으며 테슬라의 전기 트럭 ‘사이버트럭’도 마크포지드의 솔루션을 유지보수에 활용 중이다.

■올해 출시 또는 개발 예정인 신제품 및 신기술이 있다면

글로벌 어디에서나 동일한 품질의 부품을 즉시 유연하게 생산할 수 있는 제품을 개발하는 것이 우리의 주요 목표다. 이에 우주항공, 방산, 미래모빌리티 등 주요 시장을 타깃으로 금속, 복합소재, 연속섬유 강화 부품을 모두 적층할 수 있는 산업용 3D프린터 ‘FX10 올인원 3D프린터’를 지난 2024년 하반기에 출시한 바 있다.

2023년 11월 연속섬유 강화 및 복합재료 전용 프린터로 출시됐던 3D프린터 ‘FX10’에 메탈 키트(Metal Kit)를 장착하기만 하면 최적 성능의 하이브리드 부품을 생산할 수 있는 혁신적인 제품이다. FX10의 5세대 연속섬유강화(CFR) 프린트 시스템을 이용하면 이전의 복합재 프린터보다 거의 2배 빠르게 프린트할 수 있다.

올해는 기존 17-4PH 스테인리스 강에 316L 스테인리스강 금속 필라멘트이 추가되었다. 또한 적층의 정확도와 품질 향상을 위해 습기에 강한 필라멘트 제품군도 출시할 예정이다.

■향후 한국을 포함한 글로벌 적층제조 시장은 지속 성장할 것으로 예상되고 있으나 전반적인 경기침체로 시장이 정체된 상태다. 이를 극복하기 위한 마크포지드의 사업 전략에 대해 듣고 싶다.

지금과 같은 경기침체기에 제조업계가 신규 설비와 신기술 확보에 투자하는 것은 미래를 위한 도전이다. 경제 불확실성이 날로 심화되고 있는 상황에서 제조업계는 현재의 위기가 비즈니스 전체에 치명적인 영향으로 확대되는 것을 방지할 수 있는 유연성, 즉 운영 탄력성을 확보해야 한다.

마크포지드는 제조 공정의 효율성 향상과 제조 현장의 다운타임 없는 운영을 가능하도록 하기 위한 솔루션을 지속 개발하고 있다. 마크포지드는 ‘아이거(Eiger)’를 통해 고객사가 3D프린터 구매 전 투자 수익률(ROI)을 확인할 수 있도록, 데이터 기반으로 Eiger에 연결된 모든 사용자의 이력을 포함한 부품 제조비용, 절삭가공·캐스팅 등 기존 공정 대체비용, 인건비·재고 등 비용을 종합적으로 시뮬레이션해 리포트를 제공하고 있다. 이를 기반으로 제조업계는 보다 유연한 생산체계를 구축할 수 있게 돼 운영 탄력성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

마크포지드는 한국 제조업계의 3D프린팅 솔루션 확산을 통한 제조 혁신을 지원하고자 한국지사의 인력을 추가로 충원했다. 또한 잠재 고객 확보 및 최신 적용 성공사례 전파를 위해 고객사 CEO와 조찬(breakfast)을 하는 프로그램도 마련할 계획이다.

향후 보다 다양한 고객의 수요에 대응하고 한 단계 성장하기 위한 준비도 마쳤다. 인쇄회로 및 고성능 전자 장치를 제조하는 3D프린터 전문기업 나노디멘션(Nano Dimension)이 지난해 9월 마크포지드를 1억1,500만달러에 인수한다고 발표한 바 있으며 현재 미국 정부의 승인을 기다리는 중이다. 양사의 기술과 제품 포트폴리오가 서로 보완 관계에 있어, 고객들에게 더욱 혁신적이고 신뢰성 높은 3D프린팅 솔루션과 서비스를 제공할 수 있게 될 것으로 기대하고 있다.

기술 혁신으로 성장을 거듭해온 마크포지드는 혁신이 성장의 원동력임을 잘 알고 있다. 앞으로도 제조업 현장에서 요구하는 목소리에 지속적으로 귀를 기울이고 한국에서도 고객사와 함께 오픈 이노베이션을 지속 추진하겠다.