초정밀 적층제조, 미세 유체 및 마이크로 디바이스 제작 표준 솔루션 자리매김

◇연재순서

1)전시회 총괄평가

2)금속 분말 기술 트렌드와 기업의 전략

3)적층성형용 Al 합금 소재의 합금설계 방안 및 적용 사례

4)높은 형상복잡도를 가진 소형 정밀 부품 제조기술 동향

5)플라스틱 AM 글로벌 경쟁구도와 한국의 기회

6)플라스틱 AM 기술동향

7)마이크로·나노 AM 기술동향

8)좌담회-적층제조의 미래, 청년이 이끈다

폼넥스트는 전통적인 제조 방식의 한계를 뛰어넘는 적층제조(Additive Manufacturing, AM) 기술의 현재와 미래를 조망하는 세계 최대 규모의 전문 전시회로 자리매김하고 있다.

‘폼넥스트 2025’에서는 대형 구조물이나 생산성 중심의 AM 기술 트렌드와 더불어, 마이크로·나노 스케일의 초정밀 제작 기술, 다중 소재(Multimaterial) AM 기술, 그리고 AM 기반 미세유체공학(Microfluidics) 및 마이크로 디바이스 제작 사례가 핵심 트렌드로 부각되었다.

특히 이번 전시회에서는 ‘정밀도(Resolution)’ 자체를 넘어, 정밀 기술이 실제 산업과 연구 현장에서 어떻게 활용되고 있는지를 구체적으로 보여준 것으로 평가된다.

■정밀·나노 AM 기술, 해상도 지속 발전

초정밀 적층제조 기술은 지난 수년간 비약적인 발전을 거듭해 왔다. 2024년 BMF(Boston Micro Fabrication)는 2µm(마이크로미터)급 해상도(Resolution)를 구현한 미세 구조물과 초정밀 커넥터 샘플을 선보이며 큰 주목을 받았다. 이는 기존 CNC 가공이나 사출 성형 방식으로는 구현이 어려웠던 영역에 AM이 본격적으로 진입했음을 의미한다.

▲ BMF가 ‘폼넥스트 2025’에 전시 부스를 마련했다.

이러한 초정밀 구현 기술은 의료용 임플란트, 미세전자기계시스템(MEMS) 기반 센서, 초소형 정밀 커넥터, 마이크로 기계 부품 등 다양한 분야에서 새로운 설계 자유도를 제공하고 있으며, ‘제작 가능성’의 범위를 근본적으로 확장하고 있다.

이번 폼넥스트에서 가장 두드러진 응용 분야 중 하나는 Microfluidics였다. 기존에도 마이크로니들(Microneedle) 및 Microfluidics 제작은 초정밀 AM의 대표적 응용 분야였으나, 2025년에는 기술적 성숙도를 넘어 표준화된 솔루션 형태로 제시되었다는 점이 인상적이었다.

BMF는 복잡한 내부 채널 구조와 높은 투명성이 동시에 요구되는 마이크로 유체 칩(Lab-on-a-chip)을 실제 시연 샘플로 선보였다. 이를 통해 신약 개발, 질병 진단 키트, 세포 분석 등 생명과학 연구 분야에서 초정밀 AM 기술이 얼마나 효과적인 도구가 될 수 있는지를 다시 한번 강조했다.

특히 수 µm 수준의 채널 폭 제어 기술은 유체 흐름의 정밀 제어와 반응 효율을 극대화할 수 있어, 실험 재현성과 정확도를 크게 향상시킬 것으로 기대된다.

▲ BMF가 전시한 microfluidics 샘플

■다양한 소재 출시, 초정밀 AM 확장

이번 전시회에서는 수용성 수지(Soluble Resin:SR)를 포함한 다양한 성능을 가진 광경화성 수지가 출시돼 주목받았다. 고강도 소재뿐만 아니라 생체적합성을 갖춘 소프트·하드 소재까지 소재 라인업이 폭넓게 확장되며, 초정밀 AM의 활용 범위가 크게 넓어지고 있음을 보여주었다.

특히 SR 레진의 도입은 그동안 직접 출력이 어려웠던 PEEK, LCP, PP, TPU 등 고성능 엔지니어링 소재를 간접적으로 구현할 수 있는 가능성을 열어주었다. 이를 통해 기존 제조 공정에서 제약이 많았던 형상과 구조 역시 적층제조 기반으로 접근할 수 있게 되면서, 소재 활용의 한계가 한층 더 확장되고 있다.

▲ SR 소재를 활용해 제작된 POM 소재 샘플

고강도·생체적합 등 소재 다양화, 다중 소재 적층 차세대 전자·바이오 적용 확대

장비 경제성 확보 R&D 적용 가속화, 新 응용산업 및 시장 창출 가속화 기대

■다중 소재(Multi material) 장비의 부상

다중 소재 AM 장비에 대한 관심 역시 크게 증가했다. BMF의 ‘M150’과 같은 신형 플랫폼은 미세·나노 제작 영역에서 정밀도와 기능성 부여를 동시에 실현할 수 있는 핵심 솔루션으로 부상했다.

이러한 장비는 하나의 빌드(Build) 내에서 경성(Hard) 소재와 연성(Soft) 소재를 동시에 구현할 수 있어, 마이크로 유체 장치용 유연 밸브, 소프트 로봇 부품, 센서 하우징 등 기능성 복합 구조물 제작을 훨씬 수월하게 만든다.

특히 다중 소재 AM 기술은 센서나 액추에이터 통합이 필요한 마이크로닉스(Micronics) 구조 제작에 매우 유리하며, 차세대 전자·바이오 디바이스 개발의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 전망된다.

■장비의 경제성 확보와 시장 접근성 확대

기존의 초고해상도 장비는 뛰어난 성능에도 불구하고 높은 투자 비용으로 인해 접근성이 제한적이었다. 이에 비해 BMF의 ‘T10’ 플랫폼은 10µm 해상도를 제공하면서도 빌드 플레이트 크기를 최적화시켜 보다 경제적이다.

이는 대학 및 연구기관, 스타트업, 중소기업 등 초기 R&D 단계에서 초정밀 AM 기술을 도입하는 데 있어 진입 장벽을 크게 낮추는 요소로 작용한다. 결과적으로 초정밀 AM 기술의 저변을 확대하고, 새로운 응용 아이디어와 시장 창출을 가속화할 것으로 기대된다.

이번 전시회를 통해 확인할 수 있었던 또 하나의 중요한 흐름은 초정밀 AM 기술이 더 이상 ‘연구실 수준의 실험적 기술’에 머물지 않고, 실제 산업 적용 단계로 빠르게 이동하고 있다는 점이다.

특히 전자 및 반도체 패키징 분야에서는 고집적화, 소형화 요구가 극단적으로 증가함에 따라 기존 미세가공 공정만으로는 대응이 어려운 구조들이 등장하고 있다. 이러한 영역에서 마이크로·나노 AM 기술은 설계 변경에 대한 유연성과 소량 다품종 생산 대응력 측면에서 매우 현실적인 대안으로 주목받고 있다.

의료 및 바이오 분야 역시 중요한 응용 시장으로 부상하고 있다. 환자 맞춤형 마이크로 임플란트, 조직공학용 스캐폴드, 약물 전달을 위한 미세 구조체 등은 정밀도와 형상 자유도를 동시에 요구하는 대표적인 사례다. 전시회 현장에서는 이러한 응용을 염두에 둔 실제 시제품과 데모가 다수 소개되었으며, 이는 기술 상용화가 더 이상 먼 미래의 이야기가 아님을 시사한다.

더 나아가, 초정밀 AM 기술은 기존 제조 공정과의 하이브리드 형태로도 발전하고 있다. CNC 가공, 사출 성형, 후처리 공정과의 결합을 통해 생산 효율과 정밀도를 동시에 확보하려는 시도가 늘어나고 있으며, 이는 향후 양산 적용 가능성을 한층 더 높여줄 것으로 기대된다.

이처럼 마이크로·나노 AM 기술 동향은 한마디로 ‘작지만 강하다’로 요약할 수 있겠다. 기술적 정밀도를 기반으로 다중 소재, 바이오 융합을 통해 기능성을 확장하고, 경제적 장비 옵션을 통해 시장 접근성을 높이는 방향으로 진화하고 있음을 분명히 보여주었다.

전 세계 AM 산업이 대형화와 자동화 중심으로 발전하고 있음에도 불구하고, 마이크로·나노 분야는 전자, 의료, 정밀기계, 센서·칩 산업 등 미래 핵심 산업에서 대체 불가능한 기술 영역으로 자리매김하고 있다. 더 작은 초정밀 커넥터, 인체 미세혈관을 모사한 마이크로 유체 칩, 기능성 하이드로겔 구조물 등은 기존 제조 방식의 한계를 돌파하며 완전히 새로운 시장을 열고 있다.

미래의 제조는 더 큰 것을 만드는 경쟁이 아니다. 더 작은 것을 더 정교하게, 더 똑똑하게 구현할 수 있는 기술과 역량을 보유한 기업과 국가가 다음 제조 혁명의 주인공이 될 것이다.