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[INTERMOLD Review ④] 금형도 3D 프린팅으로 빠르고 간편하게

3D 프린팅이 산업계에서 뜨거운 화두로 자리잡은 것은 불과 몇 년 사이의 일이지만, 사실은 벌써 30년 정도의 짧지 않은 역사가 있는 산업이다. 그 30년간 많은 것들이 변했다. 이제 3D 프린팅은 우리 생활 및 제조 현장과 꽤나 밀접하게 닿아있다. 게다가 4차 산업혁명이라는 새로운 바람은 3D 프린팅을 더욱 제조 현장 깊숙이 밀어 넣고 있다. 타임-투-마켓의 신속성, 제품 제작의 유연성 등이 심화됨에 따라 3D 프린팅의 필요성도 증가하고 있고, GE나 포드 등 많은 글로벌 선도 기업들은 이미 제품 생산 프로세스에 적층 가공 공정을 도입하며 또 다른 성장을 계획하고 있다. 끊임없이 움직이고 있는 3D 프린팅 산업, 그 현재를 전시회에서 들여다봤다.

3D 프린팅을 통한 제품 양산의 시대 준비 – EOS

부스에 전시된 메탈 3D 프린터 EOS M290
부스에 전시된 메탈 3D 프린터 EOS M290

지금까지 3D 프린팅은 그 기술적인 한계로 프로토타입 제작 분야에 한정적으로 많이 사용되어 왔던 것이 사실이다. 그러나 EOS 아구스틴 니아바스(Augustin Niavas) Business Development Manager는 곧 3D 프린팅이 양산 체제에 진입할 수 있는 중요한 전환기를 맞게될 것이라는 기대를 전하며, 변화될 미래에 대한 철저한 준비가 필요함을 강조했다.

전시 기간 중 개최된 세미나에서 강연 중인 EOS의 아구스틴 니아바스(Augustin Niavas)
전시 기간 중 개최된 세미나에서 강연 중인 EOS의 아구스틴 니아바스(Augustin Niavas)

EOS는 미래를 위해 다양한 프로젝트를 준비 중인데 그 중 하나는 바로 High Productivity 플랫폼이다. 일반적으로 3D 프린팅의 생산성 향상은 빌딩 플랫폼의 사이즈를 키우거나 레이저 파워를 높여 스캐닝 속도를 빠르게 하는 방식으로 이루어졌다. EOS의 M400 메탈 프린터 역시 빌딩 사이즈가 크고 레이저 파워가 높은 장비를 만들려는 노력의 일환이었다. 이에 더해 최근에 개발한 M400-4는 무려 4개의 레이저를 사용하는 멀티 레이저 장비로 생산성을 한층 높여 제품 양산 환경에 더욱 적합해졌다고.

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메탈 프린터로 제작한 다양한 가공 샘플
메탈 프린터로 제작한 다양한 가공 샘플

생산성 높은 시스템 개발에 더해 지속적인 소재 및 파라미터 개발, 다른 설비와의 연결 및 모니터링을 위한 소프트웨어 및 네트워크 시스템의 개발을 진행하면서 3D 프린팅을 활용한 제품 양산 환경의 도래를 준비할 예정이다.

복잡한 형상, 샌드 3D 프린팅으로 단기간에 뚝딱 – 삼영기계

삼영기계의 ‘샌드그래피’는 샌드 3D 프린팅 기술로 제작한 몰드 및 목업 등을 제공한다. 일반적으로 금형을 제작하는 데에는 많은 비용과 시간이 소요된다. 금형을 만들었다고 해서 끝이 아니다. 만들어진 금형으로 제품을 찍어내다 보면 수정 사항이 눈에 띄기 마련이다. 그때마다 금형을 깎고 덧붙이며 수정하다 보면 제품 양산은 미뤄질 수밖에 없다.

삼영기계 한국현 전무
삼영기계 한국현 전무

그런데 금형을 만들기 전 샌드 3D 프린팅 방식으로 원하는 형상을 미리 출력할 경우, 3D 모델링 변경만으로 형상을 자유롭게 수정 및 출력할 수 있어 수정에 걸리는 시간이 크게 줄어든다.

샌드 3D 프린팅 방식으로 만들어진 몰드. 기존에는 22개 파트를 각각 찍어낸 다음 조립해야만 했다.
샌드 3D 프린팅 방식으로 만들어진 몰드. 기존에는 22개 파트를 각각 찍어낸 다음 조립해야만 했다.

따라서 샌드 몰드는 단기간 내에 개발해야 하는 제품이나 설계 변경이 잦고 형상이 복잡한 몰드 및 코어를 제작하는 데 적합하다. 또 적층 가공의 특성 상 절삭 가공으로는 제작하기 힘든 복잡한 형상도 제작할 수 있다. 3D 모델링 데이터와 견적서를 송부한 시점을 기준으로 3~5일이면 완성된 샌드몰드를 받아볼 수 있으며, 제작 가능한 사이즈는 최대 1,800×1,000×700mm다.

누구나 언제나 어디에서나 – 스트라타시스

스트라타시스는 인터몰드에서 신제품 F123 시리즈를 공개했다. F123 시리즈는 디자인 및 설계 작업 그룹이 전문적인 프로토타이핑을 효율적으로 활용할 수 있도록 고안된 스마트 프로토타이핑 솔루션이다. 3D 프린팅에 대한 경험이 없더라도 다양한 기능성 FDM 3D 프린팅 소재를 활용해 누구나 정밀하고 내구성 높은 시제품을 제작할 수 있게 해준다고.

스트라타시스의 신제품 F123
스트라타시스의 신제품 F123
터치 스크린 사용자 인터페이스로 다양한 기능을 쉽게 수행할 수 있다
터치 스크린 사용자 인터페이스로 다양한 기능을 쉽게 수행할 수 있다.

스트라타시스코리아 다니엘 톰슨 지사장은 “언스트앤영이 3D 프린팅과 관련해 진행한 한 설문조사에 의하면 한국 기업의 48%가 ‘관련 지식의 부족’을 3D 프린팅 도입의 장애물로 꼽는다고 나타났다. 이러한 문제는 스트라타시스가 노력 중인 부분의 하나로, 우리는 전문지식이 부족하다는 것이 3D 프린팅을 사용하는 데 있어 큰 문제가 되지 않도록 많은 신경을 기울이고 있다. F123은 그 같은 노력의 과정에서 개발된 제품으로 편리한 사용자 인터페이스, 사용자 친화적인 기능이 특징이다”라고 설명했다.

F123 시리즈로 가공한 MOTOCROSS 헬멧
F123 시리즈로 가공한 MOTOCROSS 헬멧

PLA, ABS, ASA, PC-ABS까지 다양한 소재를 지원하는 F123 시리즈는 사용자에게 소재만큼 다양한 옵션을 제공한다. 슬라이스 높이는 0.127~0.33mm까지 4가지, 서포트 스타일은 5가지로 구성되어있다. 2가지의 빌드 스피드를 지원하는데, 특히 패스트 드래프트 모드는 콘셉트 부품들을 좀 더 빠르게 드래프트 모드로 출력하고 싶다는 고객들의 요구를 반영한 결과물이다. Dimension 장비에 비해 속도가 2배 이상 개선되고 사용되는 재료양도 2/3가 절약된다. 사용도 쉽다. 터치스크린 사용자 인터페이스를 통해 3D 프린터의 기능 대부분을 손쉽게 수행할 수 있으며, 공유 작업 그룹으로 설정된 모든 네트워크 컴퓨터를 통해 원격으로 작동시킬 수 있다. 제작 과정은 모바일 기기로 모니터링 할 수도 있다.

그랩캐드 프린트 구동화면. 그랩캐드는 클라우드로 연결되어 있어 어떤 기기에서도 곧바로 프린터에 접근할 수 있게 해준다.
그랩캐드 프린트 구동화면. 그랩캐드는 클라우드로 연결되어 있어 어떤 기기에서도 곧바로 프린터에 접근할 수 있게 해준다.

쉬운 3D 프린팅 작업을 가능케 하는 요소는 또 있는데, 바로 그랩캐드(GrabCAD) 프린트 소프트웨어가 그것이다. STL 파일 변환 및 수정 작업 없이 CAD에서 작업한 내용을 그대로 3D 프린터로 내보내 즉시 프린팅 할 수 있게 해준다. 스마트한 기본 설정, 툴팁 및 알림을 통해 원활하게 프린트 프로세스를 수행할 수 있으며 모델, 트레이 및 슬라이스 미리보기에 대한 상세 보기 기능을 제공하여 프린트를 시작하기 전에 필요한 부분을 수정할 수도 있다. 작업 상황에 모니터링 및 관리도 가능하다. 각 프린터에 남아있는 재료의 양이나 프린트 상태를 실시간으로 모니터링하고 이같은 작업 관련 주요 고려사항에 따라 프린트 일정을 효율적으로 관리할 수 있다. 그랩캐드 프린트는 클라우드로 연결되어 있어 그 어떤 브라우저나 기기에서도 곧바로 프린터에 접근할 수 있다.

금속 3D 프린팅, 3DXpert 하나면 오케이 – 쓰리디시스템즈코리아

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기존의 금속 3D 프린팅 소프트웨어는 슬라이싱, 서포트 제작, 출력물의 기계 가공 등 단일 기능을 제공하는 탓에 하나의 제품을 완성하기 위해서는 다양한 소프트웨어를 갖추고 있어야만 했다. 그러나 이는 3DXpert의 등장으로 옛말이 될 것으로 보인다. 3DXpert는 금속 3D 프린팅의 전체 공정을 포괄하는 올인원 소프트웨어다. 부품 데이터 가져오기는 물론 구조 최적화, 스캔 경로 계산, 빌드 플랫폼 배열, 출력물의 기계가공에 이르기까지 3DXpert 하나로 수행할 수 있다. 이에 따라 복잡하던 금속 3D 프린팅 과정이 ‘설계와 제조’의 두 단계로 압축된다. 출력 시간이 단축되고 출력 부품의 품질이 향상된다는 점은 더 말할 필요도 없을 것이다. 또한 CAD 데이터를 STL 파일로 변환하지 않더라도 원본 파일 그대로 불러올 수 있어 CAD 데이터의 완전성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

3D SYSTEMS의 3DXpert로 제작한 가공 샘플
3D SYSTEMS의 3DXpert로 제작한 가공 샘플

쓰리디시스템즈코리아는 4차 산업혁명 시대에 발맞춘 차세대 솔루션 ‘Figure 4’를 함께 선보였다. Figure 4는 기존 3D 프린터보다 50배 가량 더 빠른 속도로 제품을 출력할 수 있어 기존의 제조 패러다임을 뒤바꿀 솔루션으로 주목받고 있다. Figure 4는 5월호 ‘4차 산업혁명과 3D 프린팅’ 특집에서 더 자세히 소개될 예정이다.

About 김솔 기자

다양한 취재 경험을 살려 여러분께 읽고 싶은 기사, 재미있는 기사 보여 드리겠습니다:)