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3D 프린터로 만든 부품을 오래 사용할 수 있다고? – 3D 시스템즈, 광조형(SLA) 기술을 위한 신소재 출시

3D 시스템즈가 획기적인 생산 등급 아크릴레이트 레진인 Accura® AMX™ Rigid Black을 출시했다. Accura® AMX™ Rigid Black은 3D 시스템즈의 광조형(SLA) 기술과 함께 사용할 수 있도록 설계되어 우수한 분해능, 정확도 및 표면 품질로 장기간 기계적 사용에 따른 하중에도 잘 견디기 때문에 최초로 적층 제조 부품을 대량 생산할 수 있는 소재다. Accura AMX Rigid Black과 함께 이 회사의 SLA 3D 프린팅 기술, 3D Sprint®, 응용 분야 엔지니어링 서비스가 적층 제조 솔루션으로 제공되기 때문에 자동차 및 모터스포츠, 소비자 제품, 서비스 업체, 계약 제조업에 종사하는 소비자는 광범위한 생산 응용 분야를 빠르게 처리할 수 있게 되었다. 

 TOYOTA Gazoo Racing 팀은 3D 시스템즈에서 새롭게 출시한 Accura AMX Rigid Black을 사용해 사진과 같은 자동차 그릴 CNC 고정구를 제작해 매끄러운 측면 벽과 우수한 등방성 강도를 자랑하는 생산 부품을 구현했다.
TOYOTA Gazoo Racing 팀은 3D 시스템즈에서 새롭게 출시한 Accura AMX Rigid Black을 사용해 사진과 같은 자동차 그릴 CNC 고정구를 제작해 매끄러운 측면 벽과 우수한 등방성 강도를 자랑하는 생산 부품을 구현했다.

3D 시스템즈의 소재 과학자들은 어떤 환경에서든지 오랜 시간 견디는 기계적 속성과 안정성을 고려하여 Accura AMX Rigid Black을 설계했다. 이 소재는 무려 8년 동안 실내에서, 그리고 1년 6개월 동안 실외에서 기계적 성능에 대한 테스트를 받았기 때문에 부품 성능과 안정성을 크게 개선할 수 있었다. 표면 품질은 사출 성형 부품에 뒤처지지 않을 정도로 뛰어나며, 응력, 변형률, 인성 역시 표준 열가소성 플라스틱과 비슷한 성능을 보인다. 또한, Accura AMX Rigid Black의 높은 등방성 속성은 부품 반복성과 정확도를 높여주는 효과가 있다.

Accura AMX Rigid Black은 부분적으로 TOYOTA Gazoo Racing(TGR) 팀에서 원했던 고급 생산 응용 요건에서 아이디어를 얻어 개발한 고객 중심 혁신 소재다. 3D 시스템즈는 2019년에 TGR과 자동차 엔지니어링 변경을 목표로 파트너십을 체결한 바 있다. 이후로 두 회사는 자동차 설계 및 생산에 혁명을 일으켜 시장을 선점할 수 있는 제조 솔루션을 개발했다. TGR은 3D 시스템즈의 Figure 4® 소재를 사용한 경험이 풍부했고, 특히 Figure 4 PRO-BLK 10의 기계적 속성에 깊은 인상을 받았다. 하지만 Figure 4 프린터의 제작 크기와 비교했을 때 CNC 고정구를 더욱 크게 제작하고 싶은 비전을 가지고 있었다. 

Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 오프라인 매장용 고정구는 응력/변형률 인성에서 표준 열가소성 플라스틱과 비슷한 성능을 보인다.
Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 오프라인 매장용 고정구는 응력/변형률 인성에서 표준 열가소성 플라스틱과 비슷한 성능을 보인다.

TGR에서 생산 엔지니어링 및 미래 기술 부문 그룹 리더를 맡고 있는 Alexander Liebold는 “우리는 Accura AMX Rigid Black 덕분에 실물 크기의 생산 보조 도구를 포함해 복잡한 대형 SLA 생산 부품을 제작할 수 있게 되었다. 최근에는 대형 자동차 부품을 CNC 밀링에 적합하게 안정화할 수 있는 고정구를 개발할 때도 이 소재를 사용해 3D 프린팅했다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 이후로 이전에 부품 40개를 수작업으로 일괄 처리하던 프로세스와 비교했을 때 시간을 90%까지, 그리고 비용을 60%까지 절감하는 데 성공했다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 부품은 다른 적층 제조 기술과 달리 매우 매끄러운 측면 벽과 우수한 등방성 강도를 제공하기 때문에 높은 정확도가 필요한 지그와 고정구에 적합하다. 이제 우리는 어떤 크기의 부품이든 제작이 가능해졌을 뿐만 아니라 원하는 만큼 오랫동안 필요에 따라 안심하고 제작한 부품을 사용할 수 있게 되었다. 이 소재는 앞으로 생산 제조업계의 판도를 바꿔놓을 것이다.”라고 밝혔다. 

Accura AMX Rigid Black은 자동차 및 모터스포츠 분야에 커다란 이점을 선사하는 동시에 다양한 분야에서 오랜 기간 사용할 수 있는 생산 부품을 제작하는 데도 적합하다. 우선 직접 디지털 생산으로 사출 성형 또는 소프트 툴링 공정을 비롯해 생산 보조 공구, 지그 및 고정구까지 대체할 수 있는 소비자 제품이 해당한다. 구조적 하중을 지지할 수 있는 대형 기능성 프로토타입을 비롯해 제조업체와 티어 1 공급업체들이 소비자 제품, 산업 엔지니어링, 자동차, 모터스포츠 업계에 종사하는 여러 소비자에게 공급하는 최종 사용 생산 부품 같은 응용 분야를 요구하는 서비스 업체도 해당하며, 레버, 암, 커플링, 크랭크, 지그, 고정구 등 하중을 지지할 수 있는 맞춤형 부품을 요구하는 특수 계약 제조업 종사 기업도 Accura AMX Rigid Black 소재를 사용하면 좋다.

Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 어쿠스틱 앰프는 뛰어난 표면 품질로 사출 성형 부품과 비교해도 전혀 손색이 없다.
Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 어쿠스틱 앰프는 뛰어난 표면 품질로 사출 성형 부품과 비교해도 전혀 손색이 없다.

3D 시스템즈에서 재료 엔지니어링 및 개발 부문 수석 부사장을 맡고 있는 Dr. Edwin Hortelano는 “우리는 시장 판도를 바꿀 수 있는 소재를 출시하게 되어 매우 기쁘게 생각한다. 혁신 제품에 투자하여 끊임없이 SLA 소재 포트폴리오를 늘려간다는 회사의 전략에 따라 Accura AMX Rigid Black의 도입은 앞으로 적층 제조를 통해 다양한 생산 응용 분야를 새롭게 발굴할 것으로 기대한다. 예를 들어 서비스 업체들은 최종 사용 제품을 제조하는 데 초점을 맞춰 대부분 작업을 진행하고 있다. Accura AMX Rigid Black은 회사의 SLA 3D 프린팅 기술과 결합하여 앞으로 서비스 업체들이 고객 요건을 더욱더 효율적이고 경제적인 방법으로 해결하는 데 큰 역할을 하여 비즈니스 성장과 고객 혁신에 박차를 가할 수 있는 토대가 될 것이다. 이번 제품 출시는 앞으로 3D 시스템즈의 산업용 생산 등급 SLA 레진 포트폴리오 확장을 위한 여러 계획 중 첫 번째에 불과하다.”라고 설명했다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.

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