새로운 방식의 산업 혁신 위한 3D 프린팅 기술 개발

DWS(www.dwssystems.com)는 1990년대 데스크톱 3D 프린터를 개발한 이후 지금까지 다양한 산업 분야에서 제조의 미래를 열 수 있는 3D 프린팅 기술 개발에 주력하고 있다. 국내서는 HDC(http://hdc.sale)에서 DWS의 3D 프린터를 공급하고 있다. DWS의 마우리치오 코스타베베(Maurizio Costabeber) CTO(최고기술책임자)는 3D 프린팅이 기존의 방식을 모방하는 것이 아니라 새로운 방식으로 혁신을 제시할 수 있을 것으로 기대했다.

■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr

- DWS에 대해 소개한다면
DWS는 크고 비싼 초창기의 3D 프린터 대신 PC처럼 소형화된 3D 프린터를 구상했고, 풀업(pull-up) 형식의 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 기술에 기반한 데스크톱 3D 프린터를 1995년 개발했다. 기존의 SLA 기술은 프린트 베드(bed)가 아래로 내려가면서 소재를 쌓는 방식이었는데, DWS의 풀업 방식은 다양한 소재를 효율적으로 사용하기 위해 새롭게 고안한 것이다. 또한 소형화된 장비를 위해 소프트웨어, 레이저, 재료 개발까지 모두 직접 진행했다.
이후 2003년에는 R&D 및 프로덕션을 이탈리아로 이전해 주얼리 제작에 초점을 맞췄다, 기존의 SLA와 차별화된 정확도와 정밀도를 바탕으로로 실제 주얼리에 적용할 수 있는 장비를 개발한 것이다.
2003부터 2005년까지 전세계 45개 국가에 글로벌 딜러 채널을 개발하고, 2005년에는 400nm 정밀도의 블루 레이저 시스템을 처음으로 채택했다. 또한 덴탈 전용 장비 및 소재도 출시했다. 이후 지금까지 다양한 범위의 3D 프린터 라인업과 산업용 애플리케이션을 개발하고 있는데, 산업용도를 위한 3D 프린팅 기술에 초점을 맞춰 강도 및 탄성을 높인 다양한 소재 및 최종 제품 생산에 적용할 수 있는 소재를 개발하고 있다.

- DWS의 경쟁력 또는 차별화 요소는 어떤 것인지
DWS는 21개 제품과 60여 개 소재에 걸쳐 다양한 산업을 겨냥한 제품 라인업을 갖추고 있다. 단일 장비에서 다양한 소재를 사용할 수 있는 것이 강점이다. SLA 산업의 선구자 중 하나로서 DWS는 기술력을 확보하는 노력을 지속하고 있는데, 250여 개의 SLA 관련 국제 특허를 갖고 있으며, 전체 기업 매출의 20%를 R&D에 투자하면서 새로운 기술을 개발하고 있다.

- DWS의 대표적인 신기술 및 기술 개발 방향을 소개한다면
기존의 3D 프린팅은 대부분 프로토타이핑을 위해 사용되었는데, DWS는 미래의 3D 프린팅은 제조 분야에 쓰일 수 있어야 한다고 보고, 이 분야에 중점적으로 투자하고 있다. 3D 프린팅 기술을 다음 세대로 진화시키는 동시에, 제조에 사용할 수 있는 3D 프린팅 설비 개발을 목표로 삼고 있다.
민주화에 대한 이상도 여전히 갖고 있다. 소기업/개인이 사용 가능하는 미래 만들고 싶다.
DWS는 멀티 레이저 방식을 SLA에 도입한 3D 프린터를 개발했다. 또한 2017년 폼넥스트(Formnext)에서 발표한 TSLA(Tilted Stereolithography) 기술은 베드가 기울어진 상태에서 적층함으로써, 소재가 자연스럽게 흘러내리게 한다. 이로 인해 출력 속도가 기존에 비해 두 배로 빠르고, 산업용으로 활용 가능한 물성을 확보할 수 있게 되었다.
TSLA를 통해서 다양한 소재를 사용하는 동시에, 워싱/큐링/프린팅 작업을 단일 장비에서 진행하는 등 새로운 3D 프린팅의 가능성을 제시하고자 한다.

- 3D 프린팅이 생산기술로 자리잡기 위해 필요한 것은 무엇이라고 보는지
전통적인 3D 프린팅의 한계 중 하나가 소재이다. 기존 3D 프린팅 소재의 대부분은 최종 제품에 필요한 강도나 탄성 등의 요구치를 만족시키지 못했다. 이를 극복해 실제 생산에 필요한 소재를 개발하는 것이 중요하다고 본다. DWS가 꾸준히 신소재를 개발하고 R&D에 투자하는 이유가 여기에 있다. 단일 업체가 60여 가지의 소재 포트폴리오를 가진 것은 거의 업계 최고 수준이다.
또한 3D 프린팅의 프로세스도 해결 과제이다. 표면 품질, 해상도, 생산성(속도) 등을 해결해야 한다. DWS의 멀티 레이저 기술은 이러한 장벽을 넘어서기 위한 것이며, TSLA는 다음 단계의 생산성을 갖추기 위한 기술이다.
인더스트리 4.0과 디지털 매뉴팩처링이 최근 제조 산업의 주요한 이슈이다. 제조의 디지털화와 자동화 등에 대한 관심이 높다.
DWS는
DWS는 15년 전 주얼리 산업에서 아날로그 생산 방식을 디지털로 전환하여 모델링 파일을 생산까지 직접 연결할 수 있는 시스템을 소개했는데, 이러한 것이 진정한 인더스트리 4.0이라고 볼 수 있다. 이처럼 DWS는 새로운 소재와 새로운 방법론으로 제조의 미래에 대응할 것이며, 소비자 요구에 빠르게 대응해 품질 균일도의 향상과 형상의 복잡성 구현 등의 가치를 제공할 것이다.

- 3D 프린팅 시장에서 특히 주목하는 산업분야가 있는지
플라스틱과 관련된 다양한 산업에 관심을 가지고 있다. 산업용 소재 측면에서는 자동차 산업에 대한 공략을 강화하고자 한다. 이에 맞춰 고탄성 소재와 함께 표면 조도를 높여 소량 생산 금형을 대체할 수 있는 3D 프린팅 기술을 개발 중이다.
스포츠 및 패션 산업은 커스터마이징 많은 분야인데, TSLA 기술을 접목해 새로운 패러다임 제시할 수 있을 것으로 본다.
DWS는 나노 세라믹 소재를 일찍부터 개발했고, 세라믹 소재에 대한 연구개발을 활발히 진행 중이다. 금속보다 튼튼하고 가벼운 세라믹 복합 소재는 기존의 메탈 애플리케이션을 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 인체에 사용할 수 있도록 인증을 받은 바이오 덴탈 소재를 비롯해 새로운 바이오 소재도 개발 중이다. 미래에는 3D 프린팅 기술을 신약 개발이나 인체/동물실험 대체 등 생명과학 분야에 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

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