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'비용 절감·신규 사업·민첩성 개선'··· 3D 프린터, 새로운 차원의 기업 혁신

2013.10.30 Zach Miners  |  IDG News Service

3D 프린팅은 다양한 각도에서 바라볼 수 있는 주제다. 거실의 데스크톱 컴퓨터로 장식용품을 만드는 취미생활 정도로 볼 수 있는 한편, 다른 관점에서는 기업들이 새로운 아이디어를 얻고 혁신을 이끌어낼 주역으로 바라볼 수도 있다.

항공기 제조사인 보잉(Boeing)이 그 좋은 예다. 보잉의 몇몇 항공기는 3D 프린터로 제작한 에어 덕트(Air Duct) 부품, 배선 커버, 기타 일반적인 소형 부품을 장착하고 고도 3만 피트에서 비행한다. 또한 이 기업은 금속을 이용한 첨삭가공을 통해 성형, 장착, 기능 시험을 위한 프로토타입 부품을 제작하고 있다.

거실 또는 공장 등 장소를 불문하고 3D 프린터의 기본 원리는 첨삭가공이다. 이는 주로 성형, 천공, 연마를 통해 재조를 제거하는 것에 의존하는 절삭가공 또는 성형가공 등의 전통적인 가공기법과는 다르다. 첨삭가공은 이와 달리 처음부터 시작하여 재료를 극단적으로 얇은 시트(Sheet) 형태로 순차적으로 적층하여 3D 모델링 소프트웨어를 이용해 설계한 형태를 구성한다.

보잉은 1997년 이후로 첨삭가공 관련 R&D를 진행해 왔다. 앞으로는 공정을 더욱 발전시켜 군사 및 상용 항공기에 널리 적용할 수 있는 더욱 큰 구조 부품을 제작할 수 있기를 기대하고 있다.

보잉의 금속 첨삭가공 주임 기술자 데이비드 디트리치는 항공기의 뼈대를 구성하는 이런 대형 티타늄 구조물의 경우, "일반적으로 제작하는 장비보다 크기가 더욱 크기 때문에 지금 상태로는 첨삭가공의 한계를 벗어나고 있다. 우리의 목표는 공격적인 새로운 기계 설계를 통해 더욱 큰 적용분야로 확장하는 것이다"라고 말했다.

장난감, 인형, 조각상 등 3D 프린터의 소비자 적용에 대한 관심이 증가하면서 보잉의 행보는 이례적인 것으로 보일 수 있다. 하지만 사실은 그렇지 않다.

디트리치는 “사실 "첨상가공이란 말이 더욱 오래되었고 더 널리 통용되고 있다. 굳이 '3D 프린터'라고 부르고 싶지 않다"라고 말했다.

소비자들에게 잘 알려진 3D 프린터기 제조사로는 메이커봇(MakerBot), 마키랩(MakieLab), 렙랩(RepRap) 등이 있다. 산업용 제조사로는 보급형 모델도 제작하는 3D 시스템즈(3D Systems), 스트라타시스(Stratasys), 엑스원(ExOne), EOS 등이 있다.

3D 프린터기의 가격은 천차만별이다. 일반 사용자와 취미생활을 위해 개발된 3D 시스템즈의 큐브(Cube)는 약 1,300달러부터 시작한다. 하지만 엑스원 등이 개발한 우주항공, 자동차, 의료 등 산업용 수준의 가공을 위해 개발된 기계는 100만 달러를 호가하기도 한다.

3D 프린터 트렌드를 연구하는 테리 홀러스 애널리스트의 조사에 따르면 산업용 3D 프린터기의 평균 가격은 약 7만 5,000달러다. 반면 대부분의 소비자용 인쇄기는 1,500~3,000달러 수준이다.

3D 프린터 또는 첨삭가공은 전통적인 절삭가공보다 유리한 점이 있다. 특히 단발성 제품을 더욱 신속하게 자체적으로 생산할 수 있는 것이 큰 장점이다.

보잉에서 플라스틱 첨삭 가공을 처리하고 있는 팀은 처리시간을 크게 줄일 수 있었다. 전통적인 툴을 사용할 경우에는 조그만 부품을 제작하는데 1년이 소요될 수 있지만, 3D 프린터를 통해 처리 시간을 1주일로 단축할 수 있다고 보잉의 플라스틱 첨삭가공 주임기술자 마이클 헤이즈는 전했다.

또한 보잉은 이 기술을 이용해 제품을 손쉽게 개조할 수 있다고 그는 말했다. 헤이즈는 "일찍 실패할 수 있다. 첫 부품을 매우 신속하게 제작하고 변경사항을 적용하며 고품질의 부품을 더욱 신속하게 완성할 수 있다"라고 말했다.

나사(NASA) 또한 실험적으로 3D 프린터기를 사용하고 있다. 나사는 이 기술은 수 년 동안 고려해 왔지만, 6개월 전부터는 더욱 본격화시켰다. 특히 NASA의 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory)는 우주선에 적용될 수 있는 콘셉트 부품을 시험하기 위해 빈번하게 사용하고 있다.

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