적층제조가 어떻게 세상을 변화시킬 것인가

지난 호에서는 적층제조(Additive Manufacturing, AM)로 만들 수 있는 다양한 종류의 제품에 대해 실험하기 시작한 여러 산업 분야의 기업들에 대해 설명했다. 이번 호에서는 왜, 그리고 어떻게 기업들이 적층제조에 관심을 기울이고 있는지에 대해 논의해 본다.

■ 안드레아 자르(Andreas Saar) | 지멘스 PLM 소프트웨어의 제조 엔지니어링 소프트웨어 담당 부사장으로, 주로 NX 플랫폼에서 애플리케이션 및 솔루션을 개발하는 업무를 맡고 있다. 독일 다름슈타트 공과 대학교(TUD)에서 기계 공학 및 경영학 학위를 받고 28년 이상 제조 소프트웨어 업계에 종사해왔다.

 
적층제조는 제품의 설계, 분석, 제조 및 유통 프로세스 전체를 탈바꿈시키고, 사람들의 삶을 변화시킬 수 있는 힘을 가지고 있다. 지난 호에서 팔의 근력 및 통제력에 장애를 지닌 소녀 앰마가 장애를 딛고, 자유롭게 놀고 껴안을 수 있도록 외골격을 설계한 스트라타시스 엔지니어 그룹의 사례를 소개했는데, 이를 통해서도 적층제조의 힘을 알 수 있다. 이렇듯, 적층제조는 다양한 사업 분야에 기하급수적인 영향력을 미칠 수 있는 혁신 기술로서, 그 잠재적 영향력은 CEO와 비즈니스 관리자들을 매일 고심하게 만든다. 하지만 기업들은 이 기술을 두려워하기보다는 받아들여야 한다.

1. 다양한 산업에서 적층제조의 이점을 누리고 있다
주문형 프린팅(printing on demand)은 기업이 적층제조를 사용하도록 하는 주요 요인이다. 특히 예비 부품 산업의 경우 더 그러하다. 만약 불량 부품을 신속하게 교체하려 할 때, 교체 부품은 필요하지만 값비싼 여분의 부품을 따로 구비해 두고 싶지 않는 경우, 적층제조 프로세스는 이를 가능하게 하는 장점이 있다.

지멘스 모빌리티(Siemens Mobility)는 전 세계 기차의 예비 부품을 프린팅하는 스페어 파트 서비스(Spare Part Services) 프로그램을 보유하고 있다. 이 프로그램은 각 조직의 고유한 요구 사항을 고려하며 시스템의 수명주기 전반에 걸쳐 예비 부품을 제공할 수 있다.

만약 해양 석유 시추 플랫폼에서 드릴 헤드가 파손된 경우, 기업은 3D 프린팅을 통해 파손된 드릴 헤드를 재코팅(recoat)하여 생산일정 상의 문제를 최소화하거나 방지할 수 있다.
미 해군은 이미 소형 3D 프린터를 선박에 설치하여 샘플 부품들을 제작해 왔다. 방위산업체인 퀴네틱(Qinetiq)은 향후 15년 내에 전 세계 해군이 3D 프린팅을 통해 해상에서 자율운항 선박을 프린트할 수 있을 것으로 전망하고 있다.
적층제조의 혁명은 이미 시작되었다. 기업들은 이 혁신 기술을 통해 제품을 혁신하고 설계를 근본적으로 변화시키며 생산을 변경하고 비즈니스 프로세스를 최적화하는 방법을 고려하게 될 것이다. 적층제조는 신제품 개발 분야에 새로운 아이디어와 디자인을 부여하는 기폭제 역할을 수행하게 될 것이다. 이는 막 시작하는 설계자부터 숙련된 설계자에 이르기까지, 모든 설계자들로 하여금 이전엔 불가능했던 혁신을 고안해낼 수 있도록 돕는다.  또한 기업들은 생산 공정 및 원천 생산을 간소화하여 품질 관리 및 재고 절감 효과를 높일 수 있다.
3D 프린터로 제작된 연료 노즐 중 최초로 FAA의 승인을 받은 GE의 연료 노즐(fuel nozzle)에 대해 살펴보자. GE는 20개의 부품을 1개로 줄임으로써 복잡한 생산 공정을 단순화했다. GE는 노즐 전체를 인쇄함과 동시에 성능을 향상시켜, 더 우수한 제품을 더욱 빠르고 저렴하게 생산할 수 있도록 했다.