‘적층제조(additive manufacturing)’는 매일 더 빠른 속도로 혁신하고 있다. 설비비용은 낮아지고 효율성은 높아지고 있다. 신소재를 사용한 부품 또한 전통적으로 생산된 부품 특성에 필적할 만한, 혹은 더 우수한 성능을 제공하기 때문에 3D프린팅에 대한 대중의 관심이 계속해서 높아지고 있다.

사실 새로운 제조기법을 도입하는데 앞서 막대한 초기자본에 대한 투자는 기업의 입장에서는 큰 부담이다. 그러나 적층제조에 한해서는 예외가 된다. 적층제조의 초기 진입 비용은 계속해서 낮아지고 있기 때문이다.

산업용 품질 등급의 프린터는 물론 재료비 또한 합리적인 비용에 맞춰지고 있는 추세이다. 특성화 된 전문 분야의 방법 및 재료비용은 여전히 상대적으로 높지만, 대부분의 경우 초기 진입 장벽이 낮아지고 있다.

위의 예에서와 같이 초기 진입비용이 하락하면서 기술 도입 부문에서의 문턱이 낮아졌기 때문에, 제조기업으로서 아직도 적층제조를 고려하지 않는다면 고객은 물론 비즈니스를 잃어버릴 위험에 놓여있다고 할 수 있다. 빠르게 변화하고 있는 산업계 환경에 능동적으로 대응하기 위해, 적층제조에 대해 주목해야 할 이유에 대해 알아보고자 한다.

1. 재료 낭비 최소화와 에너지 절약
3D프린팅의 핵심 정의는 부품이 만들어질 때까지 재료를 체계적으로 추가하는 것이다. 먼저 재료의 기본 층을 깔고, 부품이 완성될 때까지 후속 층을 추가하는 방식으로 진행된다. 인쇄 중에 부품을 고정하는 버러(burrs) 및 지지대를 제거해야 할 수도 있지만, 전체 폐기물은 미미하다. 제조부품의 통합 또한 에너지와 재료비용 절감에 중요한 역할을 한다.

2. 프로토타이핑 비용의 획기적인 절감
적층 기술 덕분에 신속한 프로토타이핑이 시간과 예산 측면에서 훨씬 더 유리해지고 있다. CNC 밀링 설정에 많은 비용이 들며, 감산 프로세스 또한 재료비용 축적으로 이어진다. 반면 적층제조 프로토타입의 비용은 비교적 저렴하다.

적층제조를 사용해 테스트를 반복하는 경우 절감액이 증가한다. 필요한 설계를 조정하고, 새 부품을 인쇄하며, 업데이트된 설계가 요구 사항을 충족시킨다는, 혹은 충족시키지 않는다는 즉각적인 검증이 가능하다.

3. 소규모 운영 환경의 속도 향상 및 비용 절감
1만개 이상의 기본 부품이 필요한 경우, 금형을 설치하는 것이 더 가치 있을 수 있다. 하지만 만약 같은 부품의 일부만 필요로 하는 경우, 인쇄하는 것이 더 빠르다. 설계 파일, 프린터 및 재료만 준비하면 된다.

제품의 수량이 적은 경우, 속도와 경제성 측면에서 적층 제조가 최고의 옵션이다. 소규모 배치 제조업체들은 특히 더욱 그러하다.

4. 가상의 재고로 충분
전통적인 제조방식의 경우 교체에 대비하여 물류 창고에 이미 만들어진 부품들을 준비해 두어야 한다. 그러나 리콜이 발생하거나, 더 나은 설계로 생산에 들어가야 할 경우 이 부품들은 폐기물로 변하게 된다.

적층제조를 활용하면 가상의 재고를 준비해 둘 수 있다. 제품수명주기 전체에 대한 부품 정보를 클라우드에 보관해 두었다가 필요할 때 출력해서 사용하면 된다. 이러한 접근법을 통해 물류 창고 공간과 인력을 아끼고, 쓸모없는 부품 더미를 줄일 수 있다.

글 :마이크 가이옛(Mike Gayette) / 엔지니어링SW 부문 전문 필진 / PTC