▲ 3D프린팅연구조합 폼넥스트 2024 참관단이 블루파워 부스를 방문해 설명을 듣고 기념촬영에 응하고 있다.

세계 적층제조 트렌드인 대형화와 양산화가 지속 발전하고 있는 가운데 이에 필요한 장비, 소재, 소프트웨어(SW) 등도 진일보하고 있는 것으로 나타났다.

11월19일부터 22일까지 4일간 프랑크푸르트 메쎄에서 ‘폼넥스트(FORMNEXT) 2024’가 성황리에 열렸다. 유명 외국 적층제조 관련 기업인 스트라타시스, 3D시스템즈, 데스크탑 메탈, 마크포지드, GE Additive, HP, 머티리얼라이즈, 지멘스, SLM Solutions, 트럼프, 복셀제트, 폼랩 등 전세계 860개 기업이 출품했다.

또한 그래피, 캐리마텍, 링크솔루션, 이엠엘 등 한국기업이 단독부스로 출품했으며 3D융합산업협회가 구축한 한국관에도 코스글로벌, 쓰리디컨트롤즈, 매이드, 캐리마, 루고랩스, 금용기계, 시안솔루션 등 7개 기업이 참여했다.

이들 기업들은 금형 및 각종 지그적층제조 제품, 금속 분말 및 세라믹, 광경화성 수지 등 소재, 적층제조 후처리 기술, 아토마이저 장비제조 업체, 계측 및 품질관리 검사 관련 시스템과 제작 기계, 표면 기능화 기술, 3D프린팅용 소프트웨어 등 적층제조 관련 토털 솔루션을 소개했다.

이번 폼넥스트에서는 적층제조가 양산 기술로 발전하고 있는 가운데 이에 필요한 장비의 대형화와 자동화가 진일보 되고 있음을 보여줬다. 우주항공 분야에서 수요가 늘고 있는 대형 부품을 생산하기 위해 PBF 방식 3D프린터가 적층 크기는 물론 빠른 속도를 위해 레이저 개수가 증가하고 있으며 DED, WAAM 등 3D프린터도 로봇과 결합해 대형화, 자동화가 진행되고 있다. MX3D는 2.2m 금속 부품을 여러 소재로 WAAM 방식으로 제작할 수 있는 장비를 실물 전시했으며 향후 6미터로 확장할 예정임을 밝혔다.

소재 분야에서는 부품의 고강도·경량화에 필요한 특수소재, 복합소재 등 소재가 확장되고 있으며 부품 생산단가를 낮추기 위한 폐 금속분말 재활용 등 기술도 소개됐다. Amazemet社는 생산비가 높고 폐기도 어려운 특수 금속분말 소재를 플라즈마 토치와 초음파 기술로 재활용하는 장비를 선보였다.

국산 DED 3D프린팅 전문기업 인스텍은 국내 갓테크와 협력을 통해 개발한 인코넬 939 소재로 국내 발전소 터빈을 DED로 보수한 사례를 소개했다. 금속 와이어를 레이저로 녹여 적층하는 LW-DED 전문기업 MELTIO는 기존 파이버 레이저 헤드를 블루 다이오드로 교체해 구리 등 난반사가 심한 금속도 적층할 수 있는 대형 장비를 첫 전시했다.

적층제조는 설계 프로세스, 품질 및 공급망 관리 개선을 위해 인공지능(AI), 머신러닝, 증강현실 등 디지털 기술과의 통합이 가속화되고 있다. 일례로 전처리 설계공정에서는 필요한 조건을 입력하면 AI가 조건에 맞는 설계를 다시 빠르게 하고, 머신러닝을 통해 서포터를 최소화시켜 후공정 비용과 시간을 절감하고 있다.

사용자의 편의성 향상을 위한 기술도 지속발전하고 있다. 블루파워社는 분말 생산 후 내부 도가니를 1시간만에 교체할 수 있는 장비를 소개했으며, 트리톤은 카트리지 형태로 금속 분말이 날리지 않고 쉽게 교체해 빠르게 적층할 수 있는 장비를 전시했다.

이밖에도 적층제조의 장점을 극대화할 수 있는 DfAM(적층제조특화설계)으로 절삭유의 효율성을 극대화한 절삭공구, 다종 소재를 적층해 내구성과 경량성을 확보할 있는 경사기능재료 등도 소개됐다.

한편 국내 3D프린팅 전문가 단체인 3D프린팅연구조합(이사장 이조원)에서는 강민철 상임이사의 주도로 국내 산학연 관계자를 대상으로 참관단을 구성해 전시 참관은 물론 하이델베르그 3D프린팅 데이터 센터와 포르쉐 적층제조센터 등을 방문할 예정이다.

3D프린팅연구조합과 함께 폼넥스트 2024을 참관한 산학연 전문가들이 느낀 세계 적층제조 트렌드에 대한 자세한 내용은 신소재경제 연재기고를 통해 공유될 계획이다.