적층 가공에 대한 5가지 오해

3D 프린팅 기술의 급속한 발전은 항공우주, 자동차, 의료, 금형 제작, 화장품 등 수많은 산업 분야에서 부품을 더 빠르게 생산하고 비용을 절감하는 등 큰 혜택을 가져다주었습니다.

2025년에는 아시아 태평양 지역에서 이 산업이 1조 4,500억 달러의 상업적 가치를 넘어설 것으로 예상됩니다.

아시아 태평양 지역의 많은 대기업이 성숙한 R&D 팀을 구축했지만 적층 제조 기술 도입은 아직 초기 단계에 머물러 있습니다. 이는 적층 제조 산업에 대한 오해 때문일 수 있습니다.

오해 1: 적층 제조는 모든 비즈니스에 적합합니다.

10년 전, 3D 프린팅이 처음 인기를 얻었을 때 이 기술의 무한한 가능성은 당연히 많은 사람들의 마음을 사로잡았습니다. 3D 프린터는 생활용품으로 선전되었고, 헤드라인을 장식했으며, 무엇이든 할 수 있는 것처럼 여겨졌습니다.

가트너는 이 시기를 "하이프 사이클"의 시작이라고 말합니다. 기술 혁신으로 인해 초기 기대치가 치솟는 시기입니다.

안타깝게도 시간이 지날수록 기술에 대한 환멸은 빠르게 커지는데, 특히 초기의 지나치게 낙관적인 기대에 부응하지 못할 때 더욱 그러합니다. 버튼 하나만 누르면 필요한 물건을 인쇄할 수 있다는 3D 프린터에 대한 과장된 설명을 액면 그대로 받아들이는 것이 위험합니다.

실제로 3D 프린팅 기술은 전문 산업 분야에서 크게 발전했습니다. 3D 프린팅은 제조 공정에 혁신을 일으켜 가볍고 맞춤형 개별 부품을 생산할 수 있게 했습니다.

그러나 기업은 이 기술을 구현할지 여부를 평가해야 합니다. 사용 방법을 철저히 조사하고 기대치를 관리해야 합니다.

비용, 디자인, 배송 주기, 3D 프린팅 기술이 제조 공정에 미치는 영향과 같은 요소를 고려해야 합니다. 기존 공정을 사용하여 제조된 부품과 3D 프린팅 부품의 경우 조립과 관련된 호환성 문제를 해결해야 합니다.

오해 2: 적층 가공은 프로토타입 제작에만 적합하다.

래피드 프로토타이핑은 3D 프린팅 기술의 초기 응용 분야 중 하나이며 오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있습니다. 이 애플리케이션은 특히 동일한 프로토타입을 제작하는 R&D에 유용합니다. 재료 속성 완제품을 테스트할 수 있습니다. 도구가 필요 없는 프로세스인 이 기술은 쉽고 빠르게 변경할 수 있어 최소한의 추가 비용으로 완료할 수 있습니다.

그러나 3D 프린팅이 신속한 프로토타입 제작에만 적합하다는 생각은 일반적인 오해입니다. 초기에는 컴퓨터와 레이저의 제한된 성능으로 인해 이 기술의 잠재력을 최대한 발휘할 수 없었습니다.

오늘날 전통적인 디자인 및 제조 방식을 혁신하고자 하는 열망은 계속해서 더 많은 솔루션에 영감을 불어넣고 있습니다. 3D 프린팅 기술은 제조 공정에서 뛰어난 유연성을 제공하여 적은 재료로 고도로 맞춤화된 구조를 만들고 부피가 큰 제품 문제를 효과적으로 방지합니다.

오해 3: 적층 제조는 매우 비싸다

제조 비용을 고려하는 방법에는 단기적인 단가에 초점을 맞추는 방법과 장기적인 비용에 초점을 맞추는 보다 넓은 관점의 두 가지가 있습니다.

3D 프린팅은 지난 10년 동안 많은 발전을 이루었지만 일부 산업에서는 부품 단가 측면에서 여전히 전통적인 제조 방식에 비해 뒤처져 있습니다. 그럼에도 불구하고 생산성이 높아지면 단가는 필연적으로 낮아질 수밖에 없습니다.

그러나 제조에 있어 파괴적인 변화를 추구하는 것과 같은 다른 중요한 측면도 간과해서는 안 됩니다. 전통적인 방법은 종종 금형 제작에 의존하는데, 이는 가격과 시간 측면에서 비용이 많이 들 수 있습니다.

특히 소량 생산의 경우, '단품 생산'은 거의 달성할 수 없는 수요입니다.

3D 프린팅 기술은 금형이 필요하지 않으므로 맞춤형 제품을 소량으로 제조할 수 있는 무한한 가능성을 열어줍니다. 한때 너무 비싸다고 여겨졌던 솔루션도 이제 재평가할 가치가 있습니다.

이전에는 프리미엄 에어로텍, EOS, 다임러가 협업한 3D 프린팅 기술 프로젝트 NextGenAM이 소개된 바 있습니다. 이들은 적층 제조 기술을 사용하여 자동차 및 항공우주 산업용 알루미늄 부품을 생산하여 제조 비용을 절감하는 데 성공했습니다.

제조 공정이 크게 단축되었고, 생산 라인을 쉽게 복제하여 작업장 용량을 확장할 수 있었습니다.

오해 4: 적층 제조에는 설계 제한이 없다 - "무한한 복잡성"

사실 3D 프린팅의 설계 기능은 "무한히 복잡한 것은 아니"며, 3D 프린팅으로 제작되는 부품에는 여전히 설계상의 한계가 존재합니다. 3D 프린팅 기술을 사용하는 디자이너는 기술의 실현 가능성과 한계를 완전히 이해하고 3D 프린팅 기술을 성공적으로 설계, 최적화, 제작 및 적용하는 방법을 배우기 위한 교육이 필요합니다.

벽 두께와 간격 크기에 주의하는 등 따라야 할 5가지 3D 프린팅 설계 규칙이 있습니다. 3D 프린팅으로 제조된 부품은 안정적인 생산 주기를 보장하기 위해 가로 세로 비율과 표면 해상도를 최소화해야 합니다. 따라서 불필요한 복잡성을 피하고 5가지 디자인 규칙을 항상 염두에 두고 설계해야 합니다.

요약하면, 현재의 전통적인 제조 기술이 직면한 한계에 비해 3D 프린팅은 여전히 높은 수준의 디자인 자유도를 제공하여 이전에는 제조할 수 없었던 많은 애플리케이션을 구현할 수 있습니다. 이는 문제 해결을 우선시한 다음 기본적인 제조 제약을 고려하는 디자인 중심 사고방식을 촉진했습니다.

오해 5: 적층 제조는 조립이 필요 없는 소형 부품에만 적합하다.

3D 프린팅에 대한 이러한 일반적인 오해는 앞서 언급한 오해가 누적된 결과입니다. 사람들이 3D 프린팅 기술이 비싸고 프로토타입 제작에만 적합하다고 생각한다면 3D 프린팅이 작은 부품에만 적용 가능하다고 잘못 생각하는 이유를 이해하기 어렵지 않습니다.

물론 현재 1미터에 가까운 고품질 플라스틱 부품과 500mm가 넘는 금속 3D 프린팅을 통해 대형 부품을 생산할 수 있는 3D 프린터가 있는 것도 현실입니다.

조립의 필요성과 관련하여 살펴봐야 할 질문은 "조립이 필요한지 여부가 아니라 조립이 가능한지 여부"입니다. 3D 프린팅은 부품을 더 가볍게 만들거나 조립 비용을 절감하기 위한 목적으로 조립이 필요 없는 부품을 생산할 수 있습니다.

결론적으로 3D 프린팅이 앞으로 모든 기존 제조 기술을 대체하지는 않을 것입니다. 3D 프린팅의 역할은 제조의 가능성을 확장하여 제조업체가 과거에는 불가능했던 제품을 만들 수 있도록 하는 것입니다.

새로운 기술인 적층 제조 분야를 처음 접하는 기업은 신뢰할 수 있는 적층 제조 파트너와 협력하여 새로운 여정을 준비해야 합니다.