“3D프린팅, 프로토타입에서 디지털 직접제조로 넘어가고 있다”

요새 어딜가나 빠지지 않고 이슈되고 있는 3D프린팅. 실제 산업현장에서 3D프린팅 기술은 어디까지 쓰이고 있을까. 고양 킨텍스 전시회에 참가한 세계적인 3D프린팅 업체 스트라타시스(Stratasys) 부스는 그 실마리를 찾을 수 있는 현장이었다.

스트라타시스 코리아는 12일 킨텍스 ‘국제금형 및 관련기기전’에서 3D프린팅 제품과 기술을 소개하는 시간을 가졌다. 이날 다니엘 톰슨 코리아 지사장은 제품 시리즈, 신제품 소개, 디지털 직접 제조(DDM)에 대해 집중 설명했다. 

다니엘 톰슨 지사장은 “스트라타시스는 세계 3D프린팅 기기, 재료 업계 선두주자이며 한국에는 서울, 부산에 지사가 있다. 2곳의 리셀러 파트너와 2곳의 덴탈 파트너를 갖추고 있다. 2014년 1월 고객과 가까워지기 위해 스트라타시스 코리아 사무실을 열었으며, 한국의 3D프린팅 요구가 매우 높아 스트라타시스와 4개 리셀러 파트너들이 고객 요구에 부흥하기 위해 노력할 것이다”라며 서두를 시작했다.

아이디어, 디자인, 프로덕션의 시리즈로 구성

스트라타시스의 포트폴리오는 아이디어, 디자인, 프로덕션의 3가지 시리즈로 구성된다. 아이디어 시리즈는 컨셉 단계 아이디어를 실제 모델로 만드는 것이며 이는 디자이너, 엔지니어에게 적합하며 캐드로 작업한 내용을 3D모델로 형상화하는 제품이다. 디자이너는 캐드 작업을 하는 컨셉 아이디어를 실제로 자신이 만져볼 수 있다는 장점을 가진다.

디자인 시리즈에는 폴리젯과 FDM 기술 모델이 있다. 폴리젯 기술 모델은 3D프린터로 만든 모델의 현실성에 강조를 두며, 디자이너가 자신의 아이디어를 실질적인 제품으로 만들어보고 최종 생산을 거쳐 나온 완제품과 비슷한 느낌, 같은 구조로 움직이는지 테스트 가능하다.

이어 FDM 기술 모델은 기능에 중점이 있으며 실제 열강화 재료인 ABS를 사용해서 3D모델 제작 가능하다. 특히 디자인 시리즈는 일반적으로 프로토 타입을 만들기 위해 사용되는데 그 용도에만 머무르지 않는다.

프로덕션 시리즈는 역시 폴리젯과 FDM 기술 제품군이 있으며, 폴리젯은 대형 3D모델 생산이 가능하고 FDM 모델은 디지털 직접 제조 모델이 생산 가능하다.

데스크탑 3D프린터 중 유일하게 고무 재질 재료 사용

부스에는 이와 관련되 오브젯 30 프라임, 오브젯 에덴 260 VS, Fortus 380/450 mc 등의 신제품이 전시되었다.

오브젯 30 프라임은 프로페셔널 오피스 3D프린팅을 위한 궁극적 머신이라는 자랑 섞인 소개와 함께 12재료로 사용가능하다며 다니엘 지사장은 말을 이었다. 단단하거나 투명한 상태 재료, 생체 사용에 적합한 재료, 고무와 비슷한 느낌의 재료 등이 그것이며 데스크탑 3D프린터 중 유일하게 고무 재질의 재료가 사용 가능하다고 강조했다. 

이 제품의 가장 큰 장점은 드래프트 모드이다. 디자이너는 작업한 캐드로 시제품을 만들 때 꼭 좋은 퀄리티의 모델을 만들 필요가 없는데, 이럴 때 일수록 시간이 항상 중요하다. 드래프트 모드는 경제적이고 빠른 시간에 테스트 제품 생산 가능하다는 것이 그의 설명이다.

오브젯 에덴 260 VS는 스트라타시스 최초로 수용성 서포트 제거 기능이 있다. 3D프린팅으로 모델을 만들 때 서포트가 딸려 나오는데 물로써 서포트 제거가 가능하다. 이는 작은 제품을 만드는 산업군에서는 상당히 중요한 기능이다.

Fortus 380/450 mc는 스트라타시스 포터스 시스템의 차세대 기종으로 터치스크린 디스플레이를 채용해 사용자가 편하고 쉽게 사용하며 안정성이 향상됐다. 또한, 약 50퍼센트의 속도가 향상됐으며 프린터 설정이 단순하다.

DDM, 특정 목적 위해서 장점 발휘할 수 있어

이어 소개한 디지털 직접 제조(DDM, Direct Digital Manufacturing)에서 다니엘 지사장은 많은 시간을 할애했다. DDM이란, 3D 캐드 데이터를 3D 프린터로 전송해 곧바로 최종 제품을 제작하는 제조 공정을 말한다.

다시 말해, 과거 3D프린팅에 있어서 디자인 단계는 캐드 디자인 - 3D프린팅 - 최적화 - 평가 - 부적합시 캐드순으로 순환됐는데, DDM에서는 아이디어 - 과정 - 제조단계로 단순화했다는 개념이다. 럭스 리서치에 따르면 몰드, 툴링 프로덕션 시장규모가 프로토 타입을 넘어설 것이라고 말했다. 

“DDM은 전통적 생산 기술의 대안이 될 수 있다. 그렇다고 DDM이 전통적인 생산 기법을 없애고 완전히 대체할 수는 없다. 다만 특정 목적을 위해서 DDM이 장점을 발휘하는 분야가 있는데 예를 들어, 철로 된 일반적인 생산 보조구 대신 3D프린터로 만든 보조구는 플라스틱으로 제작되며 제작공정도 최대 5단계를 거치던 일반 보조구에 비해 단 한번의 단계만 필요하다. 전통적인 기계생산방식은 입력-제조-조립단계가 필요하지만 3D는 상대적으로 간단하다. 3D프린팅시장은 프로토 타입 제작에서 디지털 직접 제조로 넘어가고 있다”고 말했다.

디지털 직접 제조가 사용될 수 있는 분야 3가지가 있다. 첫째, Jig & Fixture 분야는 제조 단계에서 많은 수고를 요하는 작업이 있지만 3D 프린팅을 통해 만든 보조구로 고정시킨다면 상당히 효율적이다.

두 번째로 Tooling 분야는 자동차 또는 헬스케어 분야에 사용된다. 보통 제품 생산 전에 소량 생산 후 적합성을 따지고 대량생산을 결정하는데, 전통적인 방식(몇 주 또는 몇 달 소요)에 비해 3D프린팅으로 몰드를 만드는 것은 하루 이틀만 소요된다. 이는 제조 단계 초반의 또 다른 옵션이다.

마지막으로 완제품 생산. 예를 들어 손으로 사용하는 MRI 스캐너처럼 툴링 없이 직접 제조하며, 소량 생산(소비자 이름을 적는 등)할 때 용이하다. 시간, 비용의 희생이 불필요하며 상당히 적은 양을 제조하는 제품과 높은 수준을 요구하는 제품에 적합하다.

마지막으로 다니엘 지사장은 “스트라타시스는 한국에 있는 제조기업들에게, 3d프린터를 사용해 생산 작업을 좀 더 간편하게 하는 옵션이 있다는 것에 대해 설명하는 것을 사명으로 생각한다”며 프리젠테이션을 끝마쳤다.