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한국어 | [3D프린팅연구조합 연재기고]김홍물 하나에이엠티(주) 대표

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hana AMT 작성일18-10-22 09:50 조회18회 댓글0건

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국내 3D프린팅 전문가 단체인 3D프린팅연구조합에서는 지난 2월25일부터 3D프린팅 관련 기업인과 함께 독일 지역의 선진업체를 방문한 바 있다. 독일의 금속분말 제조업체인 Rosswag GmbH, 분말 제조하는 아토마이징 장비업체인 Blue Power System, 금속 적층장비 제조업체인 Trumpf와 ConceptLaser, 항공기 부품제조업체인 GE additive를 방문했다. 연재기고를 통해 이들 업체 방문을 통해 알게 된 세계적인 동향을 공유하고 우리나라가 지향해 나가야 할 바를 제시하고자 한다. 


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◇연재순서 

(1)Rosswag, Blue Power System

(2)GE Additive

(3)Voxeljet

(4)Trumpf

(5)ConceptLaser


맞춤형 3D프린팅 분말제조소재·장비社 협업 필수

과거 RP(Rapid Prototype, 급속조형)라고 알려진 작은 기술이 발전해 10여년전부터 메탈 3D프린팅이라는 기존에 없던 새로운 장비가 소개되고 이에 따라 금속분말시장이 형성되어 점차 성장하고 있다.

일반인들은 메탈 3D프린팅 시장의 성장속도가 더딘 것처럼 느껴질 수는 있으나 기저에서 움직이는 흐름들을 보면 혁신적이라고 할만큼 빠른 변화가 이뤄지고 있는 것이 사실이다누가 어떤 시제품을 내놓았는지어떤 디자인을 창의적으로 접근했는지아직 한번도 가보지 못한 길을 개척하는 것처럼 세계 곳곳에서 기술개발이 활발하게 이뤄지고 있다.
 

전통적인 분말소결용 금속분말시장이 점진적으로 성장하고 있는 것에 반하여새로운 기회의 분야가 나타남으로 인해 기존의 분말생산업체뿐만 아니라 신규로 금속 적층시장에서 요구되는 시장에 진입하고자하는 업체들도 많이 생겨나고 있다일정기간동안 시장의 성장을 통해 공생할 수는 있으나 나중에는 경쟁으로 인해 조정이 될 것이다.
 

당사 하나에이엠티()(www.hanaamt.com)는 오랫동안 마그네슘 및 알루미늄분말을 생산판매하는 경험을 통해 적층제조용 금속분말시장에 진입하였는데 두 소재 모두 발화성과 폭발성으로 인해 생산 및 관리에 특별한 설비들과 경험이 요구되기 때문에 차별성을 갖고 있다고 할 수 있다.
 

경량화와 3D프린팅의 만남은 자동차 항공등의 새로운 부품 디자인을 가능하게 하기 때문에 점진적으로 사용량이 늘어날 것으로 보인다그럼에도 아직 다른 소재에 비해 주목받지 못하는 이유는 시장에의 분말공급의 용이성과 공급가격 때문일 것으로 판단된다또한 적층시에 발화될 가능성과 산소와의 반응성 등에 대한 염려도 있을 것이다.
 

당사에서 개발한 마그네슘 및 알루미늄합금 분말들을 적층제조에 적용했을 때 일반적으로 생각하는 위험성이나 반사율 등은 문제가 되지 않다는 것을 경험을 통해 확인할 수 있었고강도 등 물리적 특성 또한 주조나 압출과 같은 공정을 통해 얻은 것보다 상대적으로 우수한 결과를 이미 확인한 바 있다분말가격에 있어서도 아직은 위험물 포장 등으로 인해 높게 형성되어 있으나 급격히 현실화될 수 있을 것으로 보이고 당사에서 앞장서서 시장을 열어나갈 예정이다.
 

3D프린팅을 위한 분말은 기본적으로 형상이 구형이어야 할뿐만 아니라 적층성형체의 물리적 특성을 충족하기 위해 입자크기를 제한할 수 밖에 없어서 좁은 입도분포를 필요로 한다그러다보니 필요한 분말을 사용하고 남은 분말들의 활용처를 적절히 찾지 못한다면 겉으로 보는 것보다 분말회수율이 낮을 수 밖에 없고 이것은 분말가격이 아직은 높은 이유이기도 하다.
 

또한 적층분야에 따라 다양한 분말 종류를 필요로 하기 때문에 이를 충족하는 것이 역시 쉽지 않다. 아직은 작은 시장에 다양한 분말을 제공하는 시장구조이기 때문에 맞춤형 공급이 요구된다 하겠다. 이번에 분말을 제조하는 독일 기업인 Rosswag  Blue Power를 방문하면서 우리나라의 기술개발 수준이 높지 않다는 것을 경험하게 되었다


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Rosswag의 연구원이 적층제조한 부품에 대해 설명하고 있다.


                獨, 각종 장비 구축 맞춤형 분말제조·스크랩 활용 인상적

               적층제조용 Mg·Al 분말시장 진출, 시장개화 선제 대응


 

Rosswag는 전통적인 단조공정과 기계가공을 이용하여 금형 또는 발전설비용 부품을 제조하는 회사이다. 전통적인 사업에서 한계도 있고, 값비싼 특수강이 스크랩으로 처리되는 것을 재자원화하기 위해 이러한 자원을 활용하여 적층제조용 금속분말을 제조하여 고부가가치의 분말을 제조하는 것을 목표로 하고 있는 기업이다.
 

제조된 분말들의 적층제조에의 적용성에 대한 제반특성을 확인하기 위해 SLM 장비 2대를 위시하여 각종 분말특성을 조사하는 측정설비 등을 구비하여 연구하고 있었다분말회사에서 직접 적층장비로 연구를 진행하는 것은 개발속도에 있어서 빠를 수 밖에 없고 각 분말에 대해 직접 장비를 운용하여 분말에 따른 레시피를 만드는 기술의 축적도 이미 상당부분 진행해 왔다고 자부하고 있었다

국내기업도 금속분말과 적층장비와 상호 연계성 및 특성에 미치는 인자들을 개발하는 것은 매우 중요한 것으로 보이며 적층경험을 통해 얻게 된 분말특성 특히 입자크기 및 충진밀도그리고 적층후 분말의 재사용 비율 등에 대한 데이터베이스화 작업이 서둘러 선행되어야 할 것이다.


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Blue Power System의 연구소장이 용해 및 분말제조과정을 시연하고 있다.



Blue Power System은 기존 고주파를 이용한 용해설비 업체였으나 맞춤형 분말제조를 위한 아토마이징 장비를 개발한 회사이다이 장비의 특징은 자동화와 분말제조의 청결성의 보장하고 가변 노즐을 통해 분말입도 분포의 조절이 가능하다이날 직접 합금을 용해하고 실제 분말 제조를 시연하는 등 자사 자랑이 아닌 경험적인 노하우 등을 기탄없이 토론하였다
 

3D프린팅 분야에서 있어서 선두권을 유지하는 독일업체들의 적용사례를 연구하는 것뿐만 아니라 분말업체와 장비업체의 상호연계연구 등에 대해 우리나라에서도 머리를 맞대고 노력해야 할 것으로 보인다.




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