“뿌리산업과의 융합 통해 시너지 낼 터”…항공·의료·자동차 성장동력 산업

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S&M 미디어(회장 배정운) 뿌리뉴스팀은 정유년 새해를 맞아 업계 단체장과 주요 기업 대표들과 릴레이 인터뷰를 진행한다.
이번에는 그 다섯번째로 국내 3D프린팅 업계 선도기업이면서 업계를 주도하는 미국 3D시스템즈의 한국법인인 3D시스템즈코리아(대표 허정훈)의 백소령 프린터사업본부장을 13일 서울 선릉 사무실에서 만났다.
이번 만남은 최근 들어 국내 뿌리업계는 물론, 제조업에서 3D프린팅의 역할이 확대되고 있는 등 3D프린팅산업이 국가의 미래 성장동력으로 부상한데 따른 것이다.

“3D프린팅에서 핵심은 애플리케이션과 공정 개발이다. 이를 위해 3D시스템즈코리아는 최첨단 3D프린터를 뿌리산업을 비롯해 다양한 제조 공정에 활용할 수 있는 애플리케이션과 공정 개발에 역량을 집중하고 있다.”

백소령 본부장은 이 첫 마디로 현재 3D프링팅 산업이 기존 장치 사업에서 소프트웨어(SW)사업을 포괄하는 융복합사업으로 진화했다는 점을 시사했다.

최근 산업 트렌드가 4차 산업혁명으로 넘어가면서 3D시스템즈코리아는 3D프린터(하드웨어,HW)와 3D프린팅SW를 함께 출시해 공격적으로 시장을 확대하고 있다.

국내에서는1990년 대우자동차(현 GM대우)가 시제품과 연구개발(R&D)에 활용하기 위해 3D프린터를 최초로 도입했다. 미국에 사우스캐롤라이나에 본사가 있는 3D시스템즈의 창업자 척 헐이 3D프린터를 1985년 세계 최초로 개발한지5년만이다.

당시 R&D를 위한 프로토타입의 제품 정도만 활용되던 3D프린터가2006년 FDM을 시점으로 대표적인 프린터특허가 단계적으로 만료되면서 중저가 제품들이 출시와 더블어 보급이 확대됐다.

최근에는 4차 산업혁명의 화두가 세계적으로 부상하면서 3D프린터는 큰 주목을 받고있다.
3D시스템즈는 2012년한국 3D스캐닝 SW전문업체인 ‘아이너스기술’을 인수하면서, 3D시스템즈코리아의 출범을 알렸고, 기존 HW에 SW의 역량을 강화했다.3D시스템즈코리아는 지난해 3D 스캐닝SW 매출로만170억원을 기록했다.

백 본부장은 “3D프린터를 이용한 적층 가공 공정 수립을 위해서는 프린터와 소재 특성에 대한 이해와 함께 설계, 어셈블리, 표면처리 가공공정 등을 아우르는 모든 공정에 대한 이해가 필수” 라고 강조했다.

실제 이 같은 이해를 기반으로 적층가공 공정을 재해석해 부품.제품의 고부가가치화와 생산효율성을 개선한 사례들이 항공, 의료, 기계부품, 생산툴 분야에서 대거 나타나고 있다는 게 백 본부장 설명이다.

그는 “제조 현장에서 적층 가공 기법을 통한 공정 개선을 보다 쉽게 접근 하기 위해서는 과거 사출, 금형을 위한 전문설계 SW 들이 개발 공급된 것처럼 적층가공 전문 SW의 개발과 공급 역시 필수”라고 지적했다.

이에 따라 3D시스템즈는 자사가 보유한 SW자산과 개발역량을 기반으로 ▲플라스틱프린터 전문SW인 3DSprint ▲금속프린터 전문SW인 3DXpert를 각각 개발했다.

이들 SW는 내달 7일 고양시 한국국제전시장(킨텍스)에서 개막하는 인터몰드 전시회를 통해 전시된다.

3D시스템즈코리아는 올해 의료·항공·자동차 등 3개 분야에 주력, 금속 3D프린터와 관련 솔루션 확대에 집중한다.

3D시스템즈는 의료와 항공 분야는 정책적 의제 확산에, 자동차 분야는 기업들과의 협력체제 강화를 위해 각각 노력하고 있다.

이중 의료의 경우 치과, 인공관절 등 3D프린터를 활용해 의료제품을 생산하거나, 시술 치료에 사용하는데 긍정적이지만, 3D프린터를 사용할 경우 비용 보상체계가 수립되지 않아 도입에는 소극적이다.

백 본부장은 “미국과 유럽의 규정을 참조한 연구와 의견 개진을 통해 우리나라에서도 지난해 10월 식품의약품안전처에서 ‘3D프린터를 이용해 제조되는 환자 맞춤형 치과.정형용 임플란트의 허가와 심사 가이드 라인’ 이 마련 됐다”며 “이를 계기로 의료분야에서도 3D프린팅에 대한 문의와 활용이 적극 펼쳐지고 있다”고 강조했다.

현재 우리나라는 의료.의료장비 기술, 의료진의 시술수준이 세계 상위 수준이고, 치기공, 정형 보철물 제작기업이 3D프린터를 이용한 공정 연습을 통해 검증을 밟고 시술과 제품 생산에 응용하고 있다.

이를 기반으로 의료계가 3D프린터를 보다 적극적으로 활용할 수 있도록 현재 의료보험 수가 산정 등의 비용 방안과 정책 지원이 절실정하다는 게 업계 지적이다.

항공분야의 경우 ‘소량 생산되는 고가 제품’이라 3D프린터를 활용할 경우 생산 속도는 다소 느리지만 제품.부품의 고부가가치 구현이 가능하다는 게 백 본부장 설명이다.

실제 미국 GE의 경우 현재 항공기 부품을 3D프린터로 제작해 신뢰성 검증까지 마쳤으며, 해당 항공 부품의 본격적인 양산과 사업 확대를 위해 지난해 11월 독일의 금속프린터 업체 2곳을 인수했다.

자동차 분야는 3D프린터가 가장 많이 사용되는 산업분야이지만, 대량 생산이라는 시장 규모의 특성상 제품 개발 과정과 시제품 제작, 생산 현장의 생산툴 제작에 제한적으로 활용되고 있다.

3D프린터를 이용해 만든 부품은 경량화를 통한 연비 개선효과가 커 친환경 경쟁력 향상을 기대할 수 있다.

백 본부장은 “전기자동차의 경우 기존 내연기관 차량에 비해 부품이 70% 수준으로 감소한다. 부품의 설계방식도 변화가 있을 것으로 예상되는데 이를 감안할 경우 3D프린터의 활용이 증대될 것”이라고 내다봤다.

백 본부장은 최근 뿌리업체들의 3D프린팅 활용의 확대와 관련, “주조산업의 신속한 캐스팅 패턴 제작(Quick Cast,Lost Wax Casting) 등 뿌리산업의 여러 분야에서 3D프린팅 공정이 기술적으로 검증된 강점이 많다”며 “캐스팅 부품의 성능향상을 고려한 자유형상 캐스팅 패턴, 코어 제작을 지원하고, 품질 향상을 위해 캐스팅 패턴의 신속하고 균일한 용해 작업을 지원하는 캐스팅 패턴을 준공해 허니콤 구조화 한다”고 부연했다.

백 본부장은 “3D프린팅기술이 기존의 공법을 대체하는 경우도 있지만, 많은 경우 전통적인 뿌리공법과 융합을 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 여지가 많다”며 “뿌리산업과 3D프린팅기술의 융합은 상당한 시너지를 발휘할 것”이라고 덧붙였다.

‘자유형상 구현의 자유도가 높다’는 장점을 지닌 3D프린터는 현재 위상 최적화에 대한 도전의 부활을 촉진하고 있다. 종전 CAE 해석작업을 통해 도출된 위상 최적화 설계 결과를 생산 현장에서 구현하기에는 공정상의 한계가 많았지만, 3D 프린터가 최적화 형상과 기존 공정간의 간극을 극복하고 실물 부품 가공의 가능성을 높이고 있어서다.

백 본부장은 “이를 통해 뿌리산업 분야에서도 3D프린팅의 활용도가 더욱 높아질 것”이라고 내다봤다.

아울러 최근 3D프린터 속도가 종전보다 평균 2배 이상 빨라지고 50 배 빠른 3D프린터(FIGURE 4) 의 개발로 3D프린터를 이용한 금형 없는 다이렉트몰딩에 대한 공정 연구도 진행하고 있는 것으로 확인됐다.

이에 따라 3D시스템즈코리아는 관련 인력 양성에도 적극적이다. 올해부터 경상도와 강원도의 2개 대학에서 학점제를 통해 3D프린팅기술을 교육할 예정이며, 프라임사업을 통해 교육 프로그램도 지원할 예정이다.

백 본부장은 “3D프린팅이 궁극적으로 활성화되기 위해서는 애플리케이션과 공정 개발을 최우선으로 해야하고, 이를 위해서는 정보통신기술(ICT), 신소재 융합기술이 중요하다”고 말했다.

3D시스템즈코리아는 킨텍스에서 열리는 이번 ‘인터몰드 코리아(23회 국제 금형·관련 기기전)’와 10월 같은 장소에서 열리는 ‘금속산업대전’에 참가해 3D프린터와 금속과 플라스틱을 이용한 3D프린팅제품을 선보일 계획이다.

한편, 3D시스템즈는 고객과의 소통과 혁신을 중시하며, 이를 위해 벨기에(금속), 덴버(의료기술), 샌디에고(플라스틱) 등에 고객혁신센터(Customer Innovation Center)를 운영하여 자사 고객의 애플리케이션과 공정개발 혁신을 지원하고 있다.