글로벌 금속 3D프린팅 분말시장, 2022~2030년 연편균 21% 성장
2030년 시장 규모 18억2,500만 달러, 전기차용 타이어 몰드 및 커프 생산용 분말 수요 급증

자동차산업의 전기차 전환이 가속화되는 가운데 전기차 전용 타이어 생산에 적합한 금형을 제조하기 위해 고품질 3D프린팅용 분말소재가 필요하다는 분석이 나왔다.

9월 10일 서울 LW컨벤션센터에서 진행된 ‘2024년 금속재료 GVC 컨퍼런스’ 기능성분말 파트에서 조재영 한국타이어 책임연구원은 ‘타이어 금형 시장 동향 및 소재 요구사항’에 대해 발표했다.

조재영 연구원에 따르면 현재 세계 타이어 시장의 경우 전기차 전용 타이어 시장 선점 경쟁이 벌어지고 있으며, ▲내구성 ▲접지력 ▲저소음의 특성이 필요한 전기차 전용 타이어 생산을 위해 기술 고도화가 요구된다.

타이어 기술 동향을 살펴보면 타이어 패턴기술의 중요도가 증가하여 기존 디자인 중심에서 성능 중심으로 연구개발의 중심이 변화하고 있으며, 미세패턴 및 3차원 복합형상 성형을 위한 초정밀 금형 기술의 중요도가 강화됐다. 그리고 글로벌 타이어업체들이 몰드를 자체 제작하는 비율이 증가했는데, 이는 금형 기술 선점 및 보안 강화가 필요하기 때문이다.

한국타이어의 경우 3D프린팅을 활용하여 몰드 제조 기술 혁신을 추진 중이다. 이를 통해 복잡 패턴 3D-kerf(3D커프)를 제조하여 활용한다. Main Groove 내에 패턴을 활용한다.

그런데 적층제조 적용 몰드의 경우 3차원 커프의 변형과 파손, 내구성 저하 등의 문제점이 있으며, 패턴 복잡도에 따른 제조 공성이 복잡해지면서 채산성이 하락하는 문제점이 발생하고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 3D커프를 제조하기 위해 저비용 고강도의 적층제조에 적합한 소재가 필요하다.

그리고 3D프린팅기술을 활용한 커프 일체형 몰드를 제작하는 기술을 개발 중이며, 이를 위해서는 ▲열변형 최소화 ▲저온 잔류응력 해소 ▲절삭 가공성 ▲환경영향성 최소화한 소재가 필요하다.

3D 커프 적층제조용 금속분말 시장은 상위 7개 타이어 업체의 경우 현재 연 약 600만 여개의 커프를 생산하며, 금속 3D프린터 100대를 보유하고 있고 소재는 약 40~45톤을 활용한다.

2030년에는 약 400여 대의 금속 3D프린터로 200~220톤의 소재를 활용하여 약 3,000만 여개의 커프를 생산할 것으로 전망이다.

한국타이어의 경우 금속3D프린터 약 100여 대를 통해 300~350톤의 소재를 활용하여 약 1,750세트의 타이어 몰드를 개발할 것으로 보인다.

조대영 연구원은 “2022년부터 2030년까지 글로벌 3D프린팅용 금속분말 시장은 연평균 21%의 높은 성장세를 보일 전망이며, 시장 규모는 18억2,500만 달러에 달할 전망”이라고 말했다.