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  • 3D프린트로 생산하는 공장제품
    정보기술 2020. 5. 26. 05:38

     

    Nick Martindale의 보고에 따르면, 3D 프린팅으로 집에서 편안하게 시제품을 제작하거나 제품을 제작하는 것이 가능하지만, 업계의 진정한 잠재력은 제조업에 있습니다.

     

    CCS Insight의 연구에 따르면 3D 프린팅 산업은 2013년 11억 5천만 달러에서 2020년 즘에는 48억 달러로 성장할 것이며, 그 무렵에는 산업 응용 분야가 3/4의 수익을 차지할 것이라고 합니다.

    엔지니어링 컨설팅 회사 Arup의 수석 디자이너인 Salome Galjaard는 지난 한 해 동안 소비자 사용에 대한 과대광고에서  산업 애플리케이션에서 3D 인쇄(적층 제조)를 어떻게 사용할 수 있는지에 대한 더 큰 고려로 전환했다고 말합니다.

    그녀는 "설계 과정부터 생산, 보관, 설치, 재활용까지"라고 말했습니다.  "이것은 엔지니어들이 놀라운 최적화 기술을 사용하여 이전에는 생산할 수 없었던 것들을 만들 수 있게 해 줄 수 있다. 현장에서 제품을 만들 수 있어 보관과 운반 비용이 저렴해질 수 있고, 여러 제품의 기능을 하나로 통합하면 설치도 쉬워질 수 있다고 말했습니다.

     


    3D 프린팅 시장 데이터

    잠재력은 영국의 혁신 기관인 Innovation UK가 현재 부가 제조(additive manufacturing )를 투자 핵심 분야 중 하나로 만들었고, 현재 18개 프로젝트에 1,700만 파운드를 들여 자금을 조달하고 있으며, 실제 시나리오에서 그것의 도입을 가속화하기 위해 고안되었습니다.

    "이러한 목표는 다양한 과제에 초점을 맞추고 있으며, 일부는 핵심 부가 제조 공정 자체를 개선하여 더 빠르게 만들고, 더 우수하고 일관된 재료 특성을 가진 부품을 생산하는 것이었습니다.  다른 이들은 빌드 프로세스를 시작하기 전이나 완료 후 어떤 문제를 해결해야 하는지에 대해 우려하고 있습니다."라고 영국의 고부가가치 제조 분야의 수석 기술자인 로빈 윌슨이 말합니다.

     

     

    완제품

    이미 부가 제조가 영향을 미치는 경우가 있는데, 특히 항공우주, 자동차 분야 등이 그렇습니다. 일부는 프로토타입을 개발하기 위해 이 기술을 사용하고 있지만, 다른 일부는 전통적인 공급망과 관련된 여러 계층과 비용을 절감하는 완제품을 생산하기 시작했습니다.

    슈즈 바이 브라이언은 3D 프린팅 기술을 이용해 친환경 슈즈를 제조하고 있으며 리젠트 대학 런던 강사인 브라이언 옥얀스키 창업자는 향후 5년간 이 기술이 도전장을 내밀 것으로 보고 있습니다.  Ufactureer는 어떤 3D 프린팅 기술을 사용하느냐에 따라 일회성 또는 소형 배치 생산에 나설 준비가 되어 있습니다"라고 그는 말했습니다.  "이 새로운 제조업체는 또한 대량 사용자 정의 구현 능력의 혜택을 받고 있습니다. 매번 다른 부품을 만드는 것만큼 동일한 제품을 계속해서 만드는 데 많은 시간이 걸립니다."

    브라이언의 신발
    슈즈 바이 브라이언은 친환경 신발 제조에 3D 프린팅 기술을 사용합니다.
    요크셔에 본사를 둔 슬러리 장비 제조업체 위어르미네랄즈 유럽은 3D 프린팅을 사용해 일부 작업 부품을 제작하는 것은 물론 영업팀에게 프로토타입과 시연 모델을 제공하고 있습니다.

    "전통적인 방법은 나무로 패턴을 만드는 것이고, 여전히 이런 방식으로 주조 공장 패턴의 대부분을 만들고 있지만, 3D 프린팅은 플라스틱으로 대신 만들 수 있게 해 주었습니다"라고 Tony Lockke 전무이사는 말합니다.  "이 과정은 기계가 최소한의 관리만 받으며 24시간 동안 작동할 수 있기 때문에 인건비를 크게 절감할 수 있습니다."  머지않아 그는 3D 프린팅을 사용하여 더 복잡한 부품을 생산할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.  유일한 제한사항은 그가 가지고 있는 프린터의 기능입니다.

     


    한편, Harvey Water Softwareers는 3D 프린팅에 의존하여 자사의 물 연화기에 사용되는 부품의 시제품을 제작하고 있어, 새로운 제품을 만드는 데 걸리는 시간을 줄이는 데 도움이 된다고 합니다.  "3D 프린팅은 우리가 더 복잡한 설계 반복을 더 빨리 개발하고 시험 단계에서 프로토타입으로 더 빨리 이동할 수 있게 해 줍니다."라고 기술 책임자인 마틴 허워스가 말합니다. "저렴한 비용으로 이제 디자인을 3일 만에 작업 시제품으로 바꿀 수 있게 됐습니다."

    다른 산업들도 또한 이용할 수 있습니다.  엑센츄어의 애버딘 에너지 실천 담당 전무이사인 루카 코라디는 이 기술이 석유 굴착기와 같은 곳에서 온디맨드 방식으로 사용하기 위한 부품을 생산하는 데 사용될 수 있다고 제안합니다.  그는 "3D 프린팅 기술을 현장에서 이용할 수 있게 되면 필요한 부품을 언제 생산해야 할지에 대비해 예비 부품을 디지털로 저장할 수 있다"라고 말했습니다.  이어 "석유 및 가스회사의 창고 및 재고 비용을 절감할 수 있고, 부품을 원격 사이트로 운송하는 장황하고 비용이 많이 드는 공정을 없앨 수 있다"라고 덧붙였습니다.

     

    3D 프린팅 기술을 현장에서 사용할 수 있는 경우 필요한 부품을 언제 생산해야 하는지에 대비하여 예비 부품을 디지털로 저장할 수 있습니다.

    장기적으로 이 기술은 공급망 소프트웨어 사업 JDA의 유럽, 중동 및 아프리카 부사장 한스-조그 칼텐브루너는 "기술이 핵심 시장에 더 가깝게 현지 제조 센터를 배치할 수 있는 기업에 영향을 미칠 수 있다"라고 말했습니다.  그는 "비싼 시설이나 네트워크 없이 멀리 떨어진 곳에서 시장을 서비스할 수 있는 중소기업을 위한 기회도 있어 대기업과 경쟁하고 소비자 선택권을 제공할 수 있을 것"이라고 덧붙였습니다.

     

     

     

    수리 및 유지관리

    소프트웨어 회사 IFS의 글로벌 제조 산업 이사인 안토니우스 본은 이렇게 하면 공급업체가 제조를 서비스로 제공함으로써 현재 무시되고 있는 수리 및 유지보수 시장에 접근할 수 있게 될 것이라고 말했습니다.  그는 "전통적으로 저렴한 유지보수 서비스는 원래 제품을 제조한 업체에 별도의 회사가 제공하지만 다운로드 가능한 청사진을 제공하는 것은 제조업체가 취할 수 있는 비교적 작은 조치일 뿐 상당한 투자수익을 가진 업체일 것"이라고 말했습니다.

    디지털 제조 회사인 KW Special Projects의 키에론 살터 상무는 "하드" 물리적 제품에 대한 현재의 강조를 넘어설 수 있을 것이라고 말했습니다.  그는 "10년 후에는 3D 프린팅이 아닌 디지털 제작에 대해 이야기하게 될 것"이라고 예측했습니다.  "증강현실 콘택트렌즈, 바이오헬스 측정용 센서가 내장돼 있는 옷이나 유연한 형태 변환 휴대전화 등 많은 신기술과 제품이 가능해질 것이다. 그리고 2025년이 되면 항공기에 고도로 최적화된 금속 부품, 배터리와 인쇄된 장기나 생체구조 등 인쇄된 전자 장치가 현실이 될 것이다."

     

     

     

    사례 연구
    3개 섹터 살펴보기

    1. 헬스케어

    의료 분야는 이미 3D 프린팅의 혜택을 보고 있습니다.  터키 디자이너 데니즈 카라사힌은 뼈의 치유를 돕기 위해 저강도 펄스 초음파를 방출하는 3D 프린터로 제작된 초음파 주물인 오스테오이드(Osteoid)를 개발했습니다.

    알렉스 차우소프스키 IHS 테크놀로지 수석 분석가는 "하루에 20분씩 초음파에 연결되면 부상이 치유되는 데 걸리는 시간을 40% 가까이 줄이는 데 도움이 될 수 있다"라고 말했습니다.  그가 지적하는 다른 예로는 수단 전쟁 희생자들을 위해 저가의 의족을 생산하는 Not Impossible Labs가 운영하는 Project Daniel과 전통적인 석고 대신 나일론을 사용하여 깁스를 만드는 Cortex Cast 등이 있습니다.

    케임브리지 컨설턴트의 의료기술부 수석 엔지니어인 프레드 햄린은 "미래에는 인간에게 사용할 수 있는 3D 프린팅 장기도 볼 수 있을 것이다"라고 말했습니다.  그는 "오늘날 이런 기술들이 신문의 첫 페이지를 장식했다. 10년 후에는 장기이식만큼이나 흔한 일이 될 수 있다"라고 말했습니다.

     

    2. 항공우주

    3D 프린팅은 항공우주 분야에서 보다 효율적인 프로세스를 만드는 데 도움이 되고 있다고 영국의 혁신 기술자인 Robin Wilson은 말합니다. 그는 "항공기 제조업체들은 터빈 날개, 제트 엔진 연소 노즐, 구조적 부품을 만들기 위해 이 기술을 통해 금속 가루를 개발하는 데 수십억 달러를 투자했다"라고 말했습니다.

    이전에 여러 개의 부품이 필요했던 부품은 이제 한 번에 제작할 수 있게 되었습니다. 현재 오토데스크의 일부인 Inner의 설립자인 Sia Mahavi는 "예를 들어 GE의 연료 분사 노즐은 전통적으로 힘든 방식으로 만들어졌고 19개의 다른 부품으로 구성된 것이 이제는 한 조각으로 인쇄될 수 있고 실제로 더 가볍고 더 좋은 품질의 부품이다"라고 말합니다.

    그 이득은 국방 분야에서도 감지되고 있습니다.  IFS 항공우주 및 방위 센터의 제품 및 판매 지원 담당자인 브렌던 비거스는 "아직 전체 무기가 출력되지는 않았지만 토네이도 항공기의 착륙장치 부품 생산에는 이미 성공적이었다"라고 말했습니다.

     


    3. 자동차

    이미 2012년 주조 업체 그레인저 & 워럴은 애스턴 마틴, 벤틀리, 부가티, 포르셰, 맥라렌 등 유명 자동차 브랜드의 소량 개발 부품 수요를 충족시키기 위해 3D 프린터에 50만 파운드를 투자했습니다.

    "일반적으로 도구나 패턴은 직접 컴퓨터 수치 제어 밀링에 의해 만들어진다"라고 Edward Grainger 이사는 말합니다.  "이것은 모래와 수지 혼합물로 채워져 복잡한 주형을 형성하는데, 종종 코어라고 알려진 많은 분리된 모래 조각들이 있습니다.  3D 프린팅으로 이러한 모래 코어를 '인쇄'할 수 있어 주형을 직접 만들고 툴링 프로세스의 필요성을 없앨 수 있습니다."

    모터스포츠는 개발 모델, 테스트, 레이싱 카의 부품을 생산하는 데 이 기술을 활용하고 있다고 KW 스페셜 프로젝트의 키에론 살터 상무는 말합니다.  "우리는 또한 3D 프린팅을 이용하여 합성물의 툴링과 같은 매우 긴 납 제조 공정을 우회하여 직접 제조를 허용하고 있다"라고 그는 말합니다.

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