스위스 루체른 메세에서 3D 프린팅 전문가를 위한 전시회 및 콘퍼런스가 지난 3월 6일부터 7일까지 양일간 열렸다. 이번 전시는 기존의 전시와는 다르게 전문가를 위한 모임으로, 준비가 잘 돼 있어서 좋았다. 100여 개의 업체가 전시부스를 마련했고 9개의 주제로 42명의 전문가의 강연이 펼쳐졌으며, 2천여명의 전문가가 모여 성황을 이루었다.

■ 주승환 | KAMUG(Korean Additive manufacturing User Group, 한국 AM 3D 프린팅 유저 그룹) 회장으로 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 네이버 카페 한국 3D 프린터 유저 그룹을 운영하고 있으며 오픈소스 3D 프린터 윌리봇을 개발한 바 있다.

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이번 전시회는 개발자, 설계자, 프로덕트 매니저, 바이어가 각 생산분야에서 어떻게 3D 프린팅을 산업화해서 수익을 얻는지에 대한 주제로 열렸다.

콘퍼런스는 총 9개의 주제에 대한 솔루션을 제공하는 내용으로 구성되었다. 각 주제를 살펴보면 새로운 디자인 기술(DFAM), 새로운 기술과 신소재 성능향상, 환자맞춤형 솔루션, 3D 프린팅을 활용한 부품 관리, 쾌속 조형과 고속 금형 제작, 후처리와 품질관리, 비즈니스 사례와 법적인 문제 및 허가 문제, 3D 스캐닝과 디지털 프로세스의 체인, 추후 혁신적인 솔루션으로 총 9개의 주제로 진행되었다.

전시는 기계 공학과 자동화, 의료, 장비, 수송기계(자동차, 항공), 전자, 일반 생활용품과 라이프스타일, 추후 응용 분야로 구성되었다. 기존의 장비 업체뿐만 아니라 소재 업체, 유럽의 공정 업체 등이 다양한 제품을 전시했다.

AM(Additive Manufacturing : 적층가공) 생산 방식은 기존의 방법으로는 생산할 수 없었던 매우 복잡한 구성 부품을 제조 가능하게 한다. 3D 프린팅은 신속하고 다양한 제조 방법의 다양한 방식이다. 이 방식은 불과 몇 년 전만해도 상상도 할 수 없었던 것이 이제 표준적으로 생산되는 것을 보여준다.

AM 제조는 ‘더 좋은’ 구성 요소와 제품을 생산할 수 있게 한다. ‘더 좋은’은 더 가볍고 안정적이거나 구현이 불가능한 구성 요소 또는 유체 역학 최적화를 의미한다. 이번 콘퍼런스에서는 이와 관련하여 성능 향상 구성 요소의 흥미로운 예를 소개했다.

AM은 개별 고객별로 맞춤화할 수 있는 디지털 데이터에서 직접 구성 요소를 생산한다. 이전의 경우보다 훨씬 광범위한 제품의 디지털 생산을 가능하게 해준다. 사실 클라이언트가 디자인 프로세스에 적극적으로 통합되어 있는 공동 창작물까지 갈 수 있다.

기존 생산 방식과 달리 규모의 경제는 AM 제조에는 적용되지 않는다. 즉 단위당 비용은 단위 수에 의존하지 않으므로 비용 효율적인 소형 시리즈 생산이 가능하다. 결국 이것은 디지털 예비 부품 관리와 같은 새로운 응용 프로그램이 가능하게 한다. 예비 부품은 디지털 방식으로 저장되며 필요할 때 개별적으로 생산된다. 이 주제는 작은 시리즈 생산의 흥미로운 예를 제시했다.

AM 제조 기술은 새로운 선택의 방향을 열어 주지만 일반적으로 비싸기 때문에 비즈니스 사례를 조사해서 비용 대비 이익을 분석하는 것이 중요하다. 또한 디지털 데이터를 직접 제조하는 것은 법적인 문제가 있으며, 의료 기술이나 항공과 같은 규제된 시장에서 공정에 대한 승인을 얻는 것은 큰 도전이다.

생산될 부품의 3D 데이터가 AM 제조의 기초이다. 이러한 데이터는 생성 가능하고 처리 가능하며 저장 가능하고 추적 가능해야 한다. 기업은 데이터 처리 프로세스를 단순화하기 위해 대부분 디지털 프로세스 체인을 구현해야 한다. 3D 스캐닝은 올바른 방향의 첫 번째 단계이다. 이를 통해 기존 구성 요소를 디지털화할 수 있다. 이 주제에서는 디지털화된 프로세스 체인이 직면한 문제를 극복하는 다양한 방법을 살펴보았다.

새로운 솔루션 및 기술을 통해 AM 제조를 통한 혁신이 가능하다. 이번 행사는 다양한 응용 프로그램에서 영감을 얻을 수 있는 콘퍼런스였다.

전시의 경우는 대부분 대형 장비 업체가 참여로 이루어졌으며, 소재, 솔루션, 그리고, 메탈 프린팅의 공정 업체가 유럽에 많은 것을 보고 놀라웠다. 유럽에서 열리는 전문가 전시회는 이번이 처음으로, 이제 생산을 넘어서 산업화의 수익에 대한 내용으로 구성되었다.

이번 전시를 통해 우리나라의 전문가들이 많이 와서 배우면 좋겠다는 생각이 들었다. 스위스의 많은 업체와 유럽의 많은 업체가 이미 생산에 들어가고 있는 현실에서 우리나라 많이 뒤떨어졌다는 인상이 들었고, 전문가를 위한 해결책을 제시하는 전시회가 필요하다는 느낌이 들었다.

새로운 변화는 금형 시장에서 3D 프린팅 금형의 장점인 고속 냉각 채널의 도입이 일반적이고, 생산에서는 어느 부품이든지 생산 가능하고, DFAM, 경량화, 고속 냉각 채널의 일반화를 통해서 제한이 없는 생산이 되고 있고, 이런 사례가 너무 많다는 점에서 놀라웠다. 복잡한 제품들을 대량 생산하는 예가 너무 많았다는 점, 이런 생산 업체가 너무 많이 나온 것이 특징이다.

국내에서는 불가능하다고 여기는 것을 생산하는 것도 특이한 점이다. PBF 방식을 통해 의료용 부품을 대량 생산하고, 치과에서는 우리나라는 크라운, 의치 생산이 기본이지만 유럽은 틀니 생산을 일반 메탈 3D 프린팅 업체에서 하고, 치기공사 2명을 고용해서 의치를 대량 생산하는 기술이 일반화된 것이 특이점이다.

플라스틱은 이미 생산으로 들어가서, HP의 기계를 통한 대량 생산, 청소기 노즐, 의료용 FDM 방식 PEEK 3D 프린터의 등장, 대형 사이즈 제품 제작 기술이 일반화된 것이 특징이다.

장비 업체는 기존의 EOS, SLM, 콘셉트레이저 외에 디엠지모리, 오알레이저 등이 PBF 장비와 하이브리드 장비를 선보였다.

기계 부분 생산은 타이어 금형뿐만 아니라 3D 프린팅으로 제작하는 고속 냉각형 금형이 일반화되었다. 우리나라가 유럽에 수출하려면 이 부분에 대한 개발이 진행되어야 할 것이라는 생각이 들었다.

금형의 경우 고속냉각채널이 기본으로 생산하는 것이 많이 전시되어 금형 업체는 이제 이 방향으로 갈 것으로 여겨진다.

의료용의 경우 국내는 EBM 전자빔 장비로 생산하는 경우가 대부분인데, 이곳은 PBF 방식은 물론 대량 생산으로 가는 것이 특징이다. 치과용은 일반 의치 생산에서 이제는 틀니(Partial Denture)를 2명이 대량으로 생산하는 것이 다른 점이다. 우리나라에서는 불가능하다는 것을 유럽은 이미 대량 생산에 들어가는 것이 특징이다.

새로운 경향은 귀금속 제작이 보편화되었다는 것이다. 다음은 금, 은, 동을 사용해서 프린팅한 예이다.

전시에서 의료용 PEEK를 사용하는 프린터를 선보였다. 독일 업체가 전시한 것으로, 두개골 뼈와 허리디스크용 케이지를 생산하고 있다.