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제조 3D 프린터를 ‘더 잘’ 사용하려면? 인사이드 3D 프린팅 컨퍼런스 & 엑스포

런던, 뉴욕, 도쿄 등 전 세계 12개국을 순회 하는 3D 프린팅 전문 전시회인 인사이드 3D 프린팅 컨퍼런스&엑스포가 지난 6월 24 일부터 26일까지 킨텍스에서 개최됐다. 런던, 뉴욕, 도쿄 등 전 세계 12개국을 순회 하는 3D 프린팅 전문 전시회인 인사이드 3D 프린팅 컨퍼런스&엑스포가 지난 6월 24 일부터 26일까지 킨텍스에서 개최됐다. ‘컨퍼런스와 엑스포’ 모두를 중심 축으로 하는 전시회답게 제조업, 디자인, 바이오 등 각산업군에서 쓰이는 3D 프린팅 관련품은 물론, 3D 프린팅 응용 분야의 전문가 20여 명이 참가하여 이틀 동안 열린 국제 컨퍼런스도 스무 가지 이상으로 다채롭게 진행됐다.

인사이드 3D프린팅 컨퍼런스&엑스포는 다양한 컨퍼런스와 국내외 3D프린팅 전문 기업들, 그리고 이를 찾은 참관객들이 어우러져 성황을 이뤘다.
인사이드 3D프린팅 컨퍼런스&엑스포는 다양한 컨퍼런스와 국내외 3D프린팅 전문 기업들, 그리고 이를 찾은 참관객들이 어우러져 성황을 이뤘다.

3D 프린팅을 통한 제조혁신, 이렇게 한다
사실 매뉴팩처링이 이번 전시회를 통해 풀고자 했던 숙제는 제조현장에서 3D 프린팅을 효과적으로 도입하는 방법이었다. 3D 프린팅을 구체적으로 제조현장에 어떻게 도입할 것인가? 이날 발표를 맡은 쓰리디시스 템즈의 3D 프린터 그룹 백소령 부장은 ‘3D Printing 2.0과 제조혁신’이라는 주제를 통해 제조 현장에서 3D 프린터를 효율적으로 사용하기 위한 방법에 대해 소개했다.

이를 위해서는 먼저 전통 제조 공법과 융합 하여 3D 프린팅의 가치를 극대화하는 방법을 고민해야 한다. 예를 들면 전통 제조 공법을 모두 대체하거나 없애버리는 방법이 아니라 기존 파트 중에서도 어떤 파트를 3D 프린터로 대체했을 때 좀 더 효율을 높일 수있을지를 생각해보는 것이다.

클라우드 소싱(Cloud Sourcing)에 대한 이야기도 주축이 됐다. 요즘 많은 장비들이 좀더 편한 사용 환경 조성을 돕고자 모바일 앱, 소프트웨어 등과 연동되고 있는데, 이기능을 3D 프린터에도 접목하자는 것이다.
쓰리디시스템즈에서는 이에 대한 결과물로 3D 프린터의 클라우드 플랫폼인 3D Sprint 라는 소프트웨어를 개발했다. 이 소프트웨 어를 통해 사용자들은 데이터를 관리할 수도 있고, 렌더링 등을 통해 이미지를 확인하는 것 등이 가능하다. 핵심 기능은 모델링한 3D 파일에 대한 오류를 컴퓨터상에서 자동으로 수정하는 것이다.

또 프린터만 들여놓는 것이 아니라 3D 프린 터에 맞는 디자인 설계를 최적화해야 한다. 3D 프린팅 최적화 설계는 기존의 전통공법 으로는 만들 수 없었던 부품이나 아이템을 독특한 디자인으로 양산할 수 있다.
디자인 외에 ‘경량화 구조설계’도 시도해볼수 있다. 즉, 기존에 사용하던 기계부품들도 3D 프린터에 맞게 설계를 바꿔서 생산 해본다면 다른 차원의 결과물을 만들 수 있다. 핵심은 ‘비울 수 있는 부분은 비우고, 전체적으로 제품의 강성은 높게’하는 것이다.

어떻게 이것이 가능할까? 기본적으로 3D 프린터는 적층 가공을 하기 때문에 내부가 비어있는 형태라든가 복잡한 형상을 간단 하게 제작할 수 있는 장점이 있다. 이 같은 방식으로 솔리드 데이터를 구조해석을 통해 불필요한 부분은 삭제하고, 해석작업으로 이 제품의 안전성과 강성에 대해 검증한다. 이를 통해 전체적으로 경량화되고 강성은 높아진 제품을 출력할 수 있게 된다. 실제로 자동차나 항공업체의 경우 3D 프린터를 이용해 출력한 결과물을 바로 완제품에 적용시키는 사례가 많아지고 있다.

3D프린팅을 주제로 각 산업군의 전문가 6명이 모여 패널토의를 진행했다.
3D프린팅을 주제로 각 산업군의 전문가 6명이 모여 패널토의를 진행했다.
3D 프린팅 전문가 6人이 답하다, 제조 3D 프린팅 산업의 이모저모

Q. 한국에서 3D 프린팅의 쓰임새는 주로 디자인이나 시제품 제작에 국한되는 경우가 많다. 한국이 유럽이나 미국에 비해 3D 프린팅 직접 제조의 활용이 적은 이유는 무엇인가?

아챌라: 이유는 다양하죠. 전체 공정이나 실제 제조까지 가는 과정, 물성 때문에 그럴 수도 있고요. 한국 같은 경우는 특히 3D 프린팅이 필요할 때만 적용되는 것 같아요. 또 아직까지 기존의 전통적인 가공 방법에 의존하는 경향이 크다고 생각해요.

루테시: 문화적인 이유가 있을 것 같네요. 아시아 사람들은 ‘이미 성공한’ 롤 모델을 따라가길 원해요. 그래서 전통적인 대량생산 제조 업체의 방식을 계속 따르는 것 같아요. 인도 같은 경우는 군중심리 같은 것이 있는데요. 예를 들면 부분적으로 귀금속 분야는 지금도 3D 프린팅을 많이 적용하고 있긴 하지만, 3D 프린팅을 이용한 새로운 가공방식을 전체 제조 현장에 도입하려면 아직 새로운 경험이나 사례들이 더 많이 필요한 것이죠.

타일러: 비즈니스적 구조도 한 몫 한다고 생각해요. 제조 생산 규모의 면에서 생각해본다면 아시아 지역은 대부분 대량생산을 하죠. 하지만 3D 프린터는 대량생산을 위한 공장에서 쓰이긴 어렵다는 겁니다. 반면 유럽은 좀 달라요. 유럽은 3D 프린터의 적층 가공(Additive Manufacturing) 방식으로 다품종 소량생산화를 차츰 적용하고 있지요. 그런데 궁극적인 원칙이란 것은 없으니 십여 년 후에는 또 많은 변화가 있겠죠.

테리: 그동안 3D 프린팅이라고 하면 약 20년 이상을 RP(Rapid Prototype)에 집중해왔죠. 신속 조형, 쾌속조형이라고들 불렀지만 막상 파급효과는 크지 않았어요. 이제 3D 프린팅이 적층 가공이라는 용어로 더 많이 불려지면서 제조업계 사람들의 인식도 변하는 것 같아요. 뭐랄까, ‘적층 가공’이라고 하면 ‘제조’니까 나도한 번 시도해봐야겠다고 생각하는 것이죠. 이런 점에서 한국 사람들의 인식은 정말 많이 바뀌고 있다고 생각해요.

Q. 3D 프린터를 제조업에 효과적으로 적용하고 싶다면 어떤 것을 스스로 질문해봐야 하는가?

루테시: 제 생각에는 직접 제조 담당자의 의견을 물어보는 시간이 필요할 것 같네요. 뭐 여러 가지가 있겠죠. 일정한 분량의 소재를 생산해내는 비용은 얼마나 되는지 리드타임은 어느 정도고, 소요시간은 어떻게 되는지 등이 있을 겁니다. 그 외에도 비용 구조, 커스터마이징, 어셈블리 등 이런 모든 요소를 잘 고려해야겠죠. 그리고 3D 프린팅을 제대로 활용한다면 현재 우리가 사용하는 기술보다 더 큰 효율성을 가지게 될 것입니다.

라이오넬: 아마 대부분의 제조업체들은 3D 프린터를 떠올리면서 이것을 어떻게 적용할지에 대해 고민할 겁니다. 예를 들면 절삭 가공으로 했던 것과 똑같은 부품을 만들 것인지, 금속이었던 것을 플라스틱으로 바꿀 것인지, 혹은 디자인을 어떻게 더 바꿀 것이며, 강도는 얼마나 단단하게 할 것인지 같은 질문들을 하겠죠. 현재 저희도 3D 프린팅에 대해 고민하고 있는 것이 있습니다만, 그중에 한 가지가 바로 소재의 마감입니다. 3D 프린터를 통해 출력한 결과물이라고 해도, 페인팅이나 열처리 작업 등 최종적으로 수작업에 들어가야 하는 것들이 있죠. 이런 부분에 대해서는 특히 비즈니스 파트너와 같이 논의해보며 답을 풀어나가야 한다고 생각합니다. 새로운 생산 프로세스가 필요한지, 어느 정도의 비용이 들어갈지 등을 강조해야겠죠.

테리: 3D 프린터의 적층 가공 방식은 훨씬 더 많고 빠르게 시제품을 만들면서도 그 단계를 상당히 단순화할 수 있다는 것이 특징이죠. 물론 복잡한 부품은 좀 어렵겠지만. 한계도 고려해야 하죠. 인젝션 몰딩을 하거나 사출성형을 했던 기존의 디자인을 3D 프린터에 그대로 적용해서 비즈니스 모델을 만들긴 어려워요.
조립이나 디자인 라인은 재정비가 필요할테니까요. 무엇보다 3D 프린터를 이용해서 출력해도 수작업이 필요하다는 점은 동의해요.
이런 부분을 자동화할 수 있는 방법을 더 생각해야겠죠.

Q. 예를 들어 어떤 제조업체가 인터넷에서 다운로드한 3D 프린팅 파일로 부품을 만들어서 자신의 자동차에 적용했다. 하지만 그부품으로 인해 교통사고가 일어났다면 제조업체와 파일을 설계한 디자이너 중 누가 책임을 져야 할까?

라이오넬: 상당히 복잡한 상황이네요. 법적으로도 복잡하고요.
그런데 보통 안전은 제조업체가 감당해야 할겁니다. 만약 디자이너가 제조업체와 이 디자인에 대한 부작용이 없어야 한다는 계약을 했다면 법적인 책임 공유가 있을 수도 있고요.

: 물론 여러가지 요소에 따라 달라지겠지만 디자이너가 프리랜서일 경우에는 제조업체에서 책임을 지게 되겠죠. 하지만 디자이너가 소속된 회사가 있다면 그 회사에서 책임을 져야한다고 생각해요. 대부분의 제조업체는 생산에 들어갈 때 어떤 디자인이라도 먼저 안전이 보장된다는 것을 검증해야 합니다. 3D 프린팅의 경우도 마찬가지죠.

루테시: 결국 법적인 문제에요. 이 문제의 경우 지식재산권보다는 제품 자체에 대한 소유권과 연관된 사항이겠네요. 만약 이 제품이 ‘완성품’ 위주의 제조를 위한 제품이었을 경우 제조업체에 책임이 있겠죠. 반면 ‘시제품’ 위주의 디자인을 위한 제품이었을 경우 당연히 디자이너가 책임을 져야 하겠고요.

Q. 만약 3D 프린팅 제조가 다른 사람의 저작권을 침해할 소지를 높이거나, 총기 제작 등 범죄의 목적으로 사용된다면 이것을 통제하기 위해서 어떤 법규가 있어야 하나?

: 무기제조 등과 같은 범죄 행위 말고도 IPR(Intellectual Property Right), 즉 지식 재산 갈등이 더 이슈가 될 것 같아요. 3D 프린팅에 대한 지식재산권은 아직 확실하진 않지만 미국 및유럽의 여러 기관에서 이를 통제하려고 노력 중입니다. 아마도 3D 프린팅에 대한 지식재산권은 전통적인 지식재산권의 개념과는 조금 다르지 않을까 싶어요.

타일러: 방송 매체와 인터넷이 발전하면서 과거에는 쉽게 접할 수없던 것들이 급속도로 퍼져나갈 수 있게 되었죠. 3D 프린팅의 총기 이슈도 마찬가지인 것 같아요. 하지만 사실 이런 부분을 모두 통제하기는 어려운 것이죠. 아이러니하지만 모든 것을 통제하려다보면 오히려 더 역효과가 날 수 있으니까요. 잘생각해보면 우리는 3D 프린팅으로 굳이 총을 만들지 않아도, 마트나 백화점에서 충분히 3D 프린팅보다 더 쉽고 효과적이며 비용도 적은 조립용 총을 구매할 수도 있답니다.

테리: 잠시 에피소드를 덧붙이자면 1970년도부터 이미 3D 프린팅에서 나오는 것보다 훨씬 더 정교한 총들이 실제로 등장했었지요. 그런데도 당시 3D 프린팅으로 만든 총기가 나왔을때, 언론에서 대서특필을 했어요. 그때 누군가는 이렇게 말하더군요. “총기 사건으로 인해 3D 프린팅이 세상에 널리 알려지게 됐으니 오히려 3D 프린팅으로 제작한 총기가 세계에 큰공헌을 한 게 아닐까?”라고 말이죠. 어쨌든 이를 통해 3D 프린팅이 아시아 사람들에게 더 인지된 것이 아닌가 싶네요.

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