3D프린팅 기술 적용으로 정밀주조부품의 고부가가치화 및 생산효용성 강화 필요

국내 정밀주조산업에 3D프린팅 기술을 적용하여 생산성 향상과 고부가가치화를 적극 추진해야 한다는 분석이 나왔다.

백소령 3D시스템즈 본부장은 11월 7일 수원 성균관대 자연과학캠퍼스에서 열린 ‘2019년도 한국주조공학회 추계 학술발표 및 기술강연대회’에 참가하여 이와 같은 견해를 밝혔다.

이날 행사에서 주조기술강연 첫 번째 강연자로 나선 백소령 본부장은 ‘적층제조기술 기반 디지털 캐스팅 효용성 고찰’을 주제로 3D프린팅 기술이 주조산업의 청정 디지털 제조, 부품의 고부가가치화, 생산 효용성 강화 등의 측면에 큰 효과가 있다고 발표했다.

자동차부품을 예시로 한 금속부품 비중과 3D프린팅 기술의 역사를 간략하게 소개한 백 본부장은 현재 적층제조기술이 공장에서 로봇 등과 결합하여 직접 제품을 양산하는 단계에 왔다고 설명했다.

3D시스템즈의 글로벌 프린터 R&D 혁신센터에 대해 소개를 한 백 본부장은 ▲일체형 통합 설계를 통한 공정 단축 ▲패턴 기반 경량화 및 열배출 강화 성형 등 생산성 및 효용성이 향상된 적층제조 사례에 대해 설명했다. 이어 적층가공을 활용한 정밀주조에 활용하는 합성수지 사용 디지털주조 패턴 및 왁스사용 디지털 주조 패턴 제작에 대해 설명했다.

백소령 본부장에 따르면 적층제조 정밀주조공법은 생산성을 극대화하는 디지털 몰딩을 통해 몰드 디자인과 몰드 생산 리드 타임 및 몰드 보관 스토리지가 불필요하여 시간 및 비용을 절감하고, 부품통합 설계로 부품 고도화를 할 수 있다.

적층가공 정밀주조는 기존과 달리 주형을 위한 금형 및 다이 설계/제작 작업과 설계 데이터 없이 그대로 주조 패턴을 제작한다. 추가적인 공구 없이 100% 왁스 캐스팅 패턴의 신속한 생산이 가능하고, 부품 통합 및 고도화를 가능하게 하는 복잡한 형상의 왁스 패턴도 신속하게 제작할 수 있다.

MJP 방식으로는 왁스 적층 주조패턴 제작을 할 수 있으며, SLA 방식으로는 경량화 기법 적층 주조 패턴을 제작할 수 있다.

백소령 본부장은 “적층가공 정밀주조는 시제품 주물 제작, 공정 개발, 간이생산 및 소량생산, 부품 통합을 통한 공정 단축 및 부품의 고도화 및 경량화가 큰 장점”이라고 설명했다.

이어 주요 고객사들의 적층가공기술을 적용한 정밀주조품 제작사례를 소개하고, 관련 장비와 소재 등도 소개했다. 고객사 사례에서는 주조 패턴과 경량화 및 생산성 향상 등 3D프린팅 기술을 활용한 정밀주조업체들의 성공적인 개발사례가 소개됐다.

백소령 본부장은 “적층가공 기술을 활용하여 정밀주조산업의 새로운 혁신을 이끌 필요가 있다”며 “신속한 캐스팅 패턴 제작이 가능한 적층 가공은 소량 및 중량 생산에도 금형과 추가 공구가 없는 생산 경제성 확보와 간이 생산이 가능하다. 신속한 디자인 변경과 다양한 디자인에 대한 신속한 대응, 유연한 주문자 맞춤 생산에 대응이 가능하다”고 말했다.

이어 “적층제조기술을 접목한 정밀주조는 통합부품설계/기능성 고도화 설계를 통한 부품의 고부가가치화, 설계 최적화를 통한 부품의 경량화, 금형 보관 스토리지 불필요, 디지털 패턴 설계 관리로 소비 및 생산 거점별 즉시 생산 등 다양한 장점을 갖추고 있다”고 강조했다.