“항공우주 산업에서 인정받은 고품질 금속 적층제조 분말,

양산 확대로 시장 선순환 발전 기여”

■AP&C에 대한 회사 소개와 주요 기술 및 제품에 대해 듣고 싶다

캐나다 퀘백주 몬트리올에 본사를 둔 AP&C(Advanced Powders & Coatings)는 적층제조, 금속사출성형(MIM), 콜드 스프레이 등에 필요한 금속 분말을 생산하고 있는 글로벌 리딩 기업이다. 지난 2017년 GE Aerospace의 적층제조(3D프린팅) 사업부인 Colibrium Additive(前 GE Additive)로부터 인수돼 자회사로 편입된 것을 계기로 글로벌 산업용 금속 적층제조 분말 사업을 크게 확장하고 있다.

AP&C의 주력 기술은 플라즈마 아토마이저로 금속 분말을 제조하는 ‘APA(Advanced Plasma Atomization™)’ 공법이다. 이 공법은 금속 와이어를 플라즈마 토치로 녹여 구형의 미세 금속 분말로 만드는 기술로 Ti-6Al-4V(Ti64) 같은 티타늄 합금 분말 생산에 특히 강점이 있다.

우리는 이 기술로 기존 가스 아토마이저 공법 대비 고품질의 구형이면서 다공성이 낮은 분말을 경쟁력 있는 가격으로 생산하고 있다. 구형이 뛰어나다는 의미는 분말 유동성이 우수하다는 것으로 적층제조 제작 부품의 결함 발생률이 줄어드는 효과가 있어 고객들로부터 신뢰를 받고 있다.

현재 17대의 플라즈마 아토마이저를 구축하고 연산 1,200톤 규모의 금속 분말을 생산하고 있다. 주요 생산 제품은 티타늄 합금(Ti64), 알루미늄 합금(Al alloy), 니켈 합금(Ni 718), 티타늄 알루미나이드(TiAl), C103(니오븀) 등이 있다.

이들 금속 분말은 ASTM 표준 및 GE 내부 품질관리 시스템에 따라 생산되며 ISO 9001, AS9100 인증 등 항공우주 품질 기준을 충족하기 때문에 대다수 제품을 항공, 의료 등 산업에 공급 중이다. 모회사인 Colibrium Additive가 제작하는 금속 적층제조 장비와 GE가 생산하는 a GE9X 엔진의 저압터빈블레이드 등에도 AP&C의 금속 분말이 사용되고 있다.

회사는 PBF, DED, 바인더젯(BJ) 등 금속 적층제조용 분말 외에도, 금속소결, HIP(고온등방가압성형), MIM, 클래딩 등 다양한 제품을 생산하고 있으며, 이중 적층제조 분야가 전체 매출의 80%를 차지할 정도로 관련 시장을 선도하고 있다.

■금속 적층제조 기술 확산의 주요 걸림돌은 비싼 소재 비용과 한정된 소재가 있다. 이를 극복하기 위한 AP&C의 전략은

금속 적층제조 기술이 아직 제조업에 본격 확산되지 못한 탓에 기존 대량생산체제에서 사용되고 있는 절삭공정, 용접, 금형 등 전통적인 기술에 대비해서는 아직 비싼 기술로 인식되고 있다. 그러나 우주항공, 의료 등 산업을 중심으로 금속 적층제조는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 소량 맞춤형 생산기술로 빠르게 확산되고 있다.

이로 인해 금속 분말의 수요량이 늘어나면서 대량생산을 통해 가격도 빠르게 하락하고 있다. 시장조사전문기관의 자료에 따르면 티타늄 합금 분말 가격이 2030년에는 지난 2015년 대비 1/4 수준으로 떨어질 것이라는 전망도 나오고 있다.

이에 AP&C는 지난해 증설과 함께 장비개선을 위한 투자 확대를 추진하면서 금속 분말 생산비용을 낮추고 있다. 이러한 생산비 하락은 보다 다양한 산업에 적층제조 기술을 적용하는 돌파구가 될 것으로 기대되고 있다. 현재 고객사와 소재 품질 테스트를 진행 중이며 시장 상황에 맞춰 추가 증설도 계획하고 있다.

플라즈마 아토마이저 기반 연산 1200톤 캐파, 증설 및 장비개선 통해 가격경쟁력 확보

방산·에너지 등 분말 수요 증대 전망, 韓 산학연과 글로벌 협력 강화 지속 추진

■현재 글로벌 금속 적층제조 분말 수요가 많은 산업은 무엇이며 향후 수요가 크게 늘어날 분야를 예측한다면

현재 금속 적층제조 분말 수요가 가장 많은 산업은 우주항공과 의료를 꼽을 수 있다. 이들 산업은 적층제조를 활용해 개발 시간과 비용을 크게 단축할 수 있어 일찍부터 적용이 활발했고, 업종 특성상 소량 맞춤형 생산이 필요하다 보니 양산화 기술로 적층제조가 채택됐다.

향후 금속 분말 수요는 소총 소음기 등 방산 분야, SMR(소형모듈원전), 가스터빈 등 에너지 분야, 일반 항공기 등에서 크게 늘 것으로 기대된다.

특히 복잡하고 크기가 큰 로켓 엔진 부품을 한 번에 적층제조로 생산하려고 하는 움직임과 함께 생산성 향상을 위해 금속 적층제조 장비 대형화가 확대되면서 금속 분말 수요도 함께 증가세를 기록하고 있다. 이는 고품질 분말의 대량 생산을 통한 가격 하락으로 이어져 시장 선순환 발전에 기여할 것으로 기대한다.

■새롭게 시장에 선보일 예정인 신기술이나 제품이 있다면

회사의 주력 기술인 APA(Advanced Plasma Atomization™) 공법의 수율개선과 생산성 향상을 위해 장비를 지속 개발 중이며, 새로운 장비를 통해 생산한 분말을 내년부터 선보이고 고객 맞춤형 생산 서비스도 추진할 예정이다.

새로운 장비로 생산된 분말은 고르게 퍼지면서 수분에도 강하기 때문에 금속 분말 관리에 어려움을 겪던 적층제조 고객들로부터 주목받을 것으로 기대되고 있다. 또한 기존 적층제조가 어려웠던 반응성 금속분말의 생산에도 효과적이어서 고부가화를 통한 매출 향상이 기대된다.

특히 AP&C는 생산성 향상과 함께 글로벌 표준으로 자리매김하고 있는 ESG 경영도 강화하고 있다. 분말 생산비는 크게 원자재 가격, 에너지 비용, 산업가스 비용 등에 좌우된다. 우리는 공장 운영에 있어 캐나타 퀘백주의 풍부한 수력발전과 태양광을 기반으로 100% 재생에너지를 활용하는 RE100을 달성하는데 성공했으며, 에너지 비용 절감과 탄소배출 저감으로 원가를 낮추고 있다.

또한 적층제조 후 장비 챔버내에 남은 재생 분말을 선별·분석한 후 사용 가능한 분말만 회수해 새 분말과 일정 비율로 혼합해 사용 가능하도록 재활용하면서 에너지 소비를 최소화하고 고객사의 생산성 향상에도 기여하고 있다.

재생이 불가능한 분말은 다시 플라즈마 아토마이저에 넣어 신규 분말을 생산하는데 활용함으로써 ‘완전 재생(Re-atomization) 프로세스’를 구축했다. 이밖에도 장비 가동시 불활성가스로 사용되는 알곤도 재생하는 기술을 개발해 생산성 향상과 탄소저감이라는 일석이조 효과를 거두고 있다.

■한국 적층제조 시장의 잠재력을 어떻게 보고 있으며 한국 시장진출 확대를 위한 사업 전략은

한국은 글로벌 제조 강국으로서 정부와 기업들이 제조 혁신을 달성하기 위한 도전 정신과 열망이 강하기 때문에 성장 잠재력이 매우 높다고 평가한다.

특히 한국은 글로벌 지정학적 위기, 탄소중립, AI 촉발 전력 사용량 증대 등으로 인해 글로벌 시장에서 수요가 늘고 있는 방산, SMR, 우주항공 등 산업을 적극 육성하고 있다. 이들 산업은 적층제조 활용도가 높기 때문에 한국 적층제조 시장도 더욱 성장할 것이라고 생각한다.

이에 AP&C는 한국 산·학·연과 국제 협업을 지속 확대하고 있다. 지난 2023년에는 인하대와 항공우주산학융합원이 주관하는 ‘한-캐나다 협력기반조성사업’에 한국항공우주산업과 함께 참여해 항공기 엔진 부품을 적층제조로 제조하는 공정개발에 필요한 신규 입도분포(PSD, Particle Size Distribution) 분말을 함께 개발 중이다. 또한 2024년에는 Colibrium Additive 금속 적층제조 장비를 다수 구축한 한국의 금속 적층제조 서비스 전문기업 스타코에 금속 분말을 공급하고 우주 발사체 산화제 펌프 제작에 기여했다.

이외에도 고객사와의 기밀 사항이기 때문에 밝히기 어렵지만 한국 기업들과 긴밀한 협력을 추진 중임을 알려드린다. AP&C는 앞으로도 고객사 경쟁력 향상에 필요한 고품질 금속 분말을 지속가능한 방법으로 생산할 수 있는 기술을 기반으로 한국 적층제조 산업 발전의 동반자 역할을 할 것을 약속드리며 협력을 확대해 나가겠다.