다양한 산업(3D 프린팅 부문 포함)에 광학 부품을 선도적으로 공급하는 Knight Optical이 3D 프린팅 분야에서 가장 인상적인 혁신 기술을 살펴보고, 적층 제조(ALM, AM)가 어떤 분야의 산업에 사용하는지 살펴본다.

3D 프린팅을 사용하고 있는 산업

제조업에서 3D프린팅를 사용할 경우 유연성 향상, 폐기물 감소, 신속한 생산, 비용 효율성 등 실질적인 이점을 얻을 수 있다. 때문에 전 세계적으로 다양한 분야에서 생산성을 증대시키기 위해 3D 프린터에 관심을 집중시키고 있다.

혜택을 보고 있는 몇 몇 산업을 살펴 보자.

항공우주

어떤 이들은 항공우주 분야에서의 3D 프린팅 사례를 대표적 예시로 들며, 이 분야에서 그 잠재력이 최대로 발휘될 것으로 보고 있다. 전통적인 다른 부품 가공 방법에 비해, 3D프린팅으로 제작하면 보다 가볍고, 더 강하며, 합리적으로 더 빨리 만들 수 있다.

일반적으로 3D 프린팅은 프로토타이핑 프로젝트를 수행하는 엔지니어와 디자이너 사이에서 가장 인기가 높다. 그러나 최근에는 시스템의 발전과 기술의 성숙으로 중 정도 롯트 사이즈의 부품이나 제품의 생산도 가능해지고 있다.

3D로 제작할 수 있는 부품으로 엔진, 터빈 및 비행기 내부의 부품들이 있다. 대표적인 제품 사양으로 다중 기술 항공우주 공급업체인 GKN Aerospace가 롤스로이스의 UltraFan 엔진에 들어가는 부품인 중간 압축기 케이스(ICC)를 3D 프린터로 제작하여 공급하고 있다. 이 울트라 팬은 연비를 높여 배기 가스 배출을 낮추려는 목표로 역대 최대 규모의 항공기 엔진이다.

의료기기

아마도 가장 놀랄만한 3D 프린팅 적용품은 의료 분야에서 발생할 것이다. 적층제조 형태의 제작품은 중요한 진단 도구와 의료기기를 생산하는 데 사용될 뿐만 아니라 인체의 기관이나 장기를 제작하는데 바이오프린팅과 바이오잉크의 형태로 상황을 변화시키고 있다.

명칭에서 알 수 있듯이, 이 제작 과정은 층상 생체 재료를 사용해 생체 인공 장기를 형성한다. 바이오프린팅이 비록 발전 단계에 있지만, 만약 성공한다면, 이 혁신으로 이식 대기자 명단에 있는 수많은 사람들의 생명을 구할 수 있을 것이다.

생체 기관 프린팅 과정은 환자 자신의 세포 조직검사부터 시작된다. 다음으로 세포는 환자 몸 밖의 인큐베이터 안에서 성장한다. 그리고 바이오잉크와 혼합된 후 형성을 위해 특별 프린트실에 적재된다. 이 프로세스에 대한 보다 더 자세한 내용은 여기를 클릭.

물론, 메스의 손잡이, 바늘 홀더 및 의료 클램프와 같은 의료장비나 기기기 분야에서 3D 프린팅을 보다 더 많이 활용하고 있다.

의료 분야와 마찬가지로 치과 분야에서 3D 프린팅을 다양한 용도로 활용하고 있다. 크라운, 베니어, 브레이스와 같은 치과용 제품은 모두 제작하는데 시간이 많이 소요되기 때문에 3D 프린팅의 장점을 활용하고 있다. 브릿지, 틀 트레이, 크라운, 수술 드릴 가이드 및 물림 방지 장치와 같은 공급품도 적층제조 혜택을 받고 있다. 치과 산업에서 일반적으로 사용되는 3D 프린팅에는 세 가지 주요 방법이 있다. SLA, DLP 및 재료 분사방식이다.

3D 프린팅 기술이 치과 분야에서 왜 그렇게 중요한 위치를 차지하는지는 시간과 비용을 절약할 수 있기 때문이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 치과의사와 치과 교정 의사들이 Formlabs의 데스크톱 장비와 같은 소규모 사내 3D 프린터를 사용하여 시간과 비용 효율적으로 정확한 모델과 보철을 제작하고 있다.

자동차

자동차 산업은 아마도 3D 프린팅을 가장 먼저 고려해야 할 분야일 것이다. 자동차 산업은 지구상에서 가장 선도적인 제품을 개발하기 위해 항상 최신의 혁신 기술을 사용하는 혁신적인 분야이다. 항공 우주 분야와 마찬가지로 비용 및 시간 절감과 경량화 이점을 극대화하기 위해 3D 프린팅으로 전환하고 있다.

Audi 같은 선진 자동차 제조업체들이 시제품을 개발하고 분석하기 위해 3D 프린팅을 활용하고 있다. 아우디때문에 3D 프린팅 기술을 통해 그릴, 도어 핸들, 휠 커버, 리어 라이트 캡 등 독일 자동차 전문 부품업체들도 생산의 발전을 가져올 수 있었다.

마찬가지로 영국의 고급차 업체 벤틀리도 고객의 고급 요구사항을 충족하기 위해 3D 프린팅을 활용하고 있으며 자체적으로 최첨단 적층 제조(AM) 설비를 갖추고 있어 부품의 비용을 50%나 대폭 절감할 수 있을 정도로 기술력에 자신을 가지고 있다. 실제로 2021년 벤틀리의 첨단 설비로 최대 15,000개의 부품을 생산한 바 있다.

보도에 따르면 생산 라인에 적층제조(AM)을 구현한 최초의 자동차 제조업체 중 하나인 독일의 고급 차량 제조업체 BMW는 25년 이상 이 기술을 사용해왔다고 한다. 벤틀리와 마찬가지로 BMW는 i8 로드스터 스포츠카와 같은 차량용 루프 브래킷 부품을 이전보다 훨씬 가벼운 3D 프린팅으로 생산하는 자체 AM 시설을 가지고 있다.

건설분야

주로 주거용, 저층 건물에 사용되는 관련 부품을, 많은 건축과 건설 회사들이 3D 프린팅을 활용해 제작하고 있다. 텍사스 주 조지타운에 있는 덴마크의 건축 회사인 BIG는 첨단 디자인으로 이름난 미국의 건설 기술 기업 ICON과 공동으로 3D 프린팅 주택으로 구성된 가장 큰 주택단지를 건설하고 있다. ICON사의 벌컨 로봇 건설 시스템을 사용하여 주택의 구성부품이 3D 프린팅된다.

Caterpiller는 Bentley와 BMW처럼 자체 적층제조(AM) 공장을 가지고 있으며, 여기서 10 종류의 산업용 3D 프린터로 엘라스토머 그로밋, 보일러 연료 선회기, 알루미늄 및 티타늄 재료의 부품을 3D 프린팅으로 제작하고 있다.

참조 : manufacturingtomorrow​