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[2020년 01월호]     제조회사 : []     브랜드 : []
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[SPECIAL] 'Formnext 2019' 참관기

['Formnext 2019' 참관기]
역동적으로 진화하는 적층가공(AdditiveManufacturing) 후공정 솔루션이 중심 무대Special Report_1


에디팅 / 편집부 글과 사진 / 조좌형 대리 | (주)자이브솔루션즈 솔루션컨설팅 팀

적층 가공 영역의 메인 스트림으로 자리 잡은 후공정(Post Process)

우리에게 4차 산업혁명이라는 단어로 더 잘 알려진 Industry 4.0의 근원지 독일 프랑크푸르트에서개최 된 전 세계 Additive Manufacturing(AM, 적층 가공) 기술의 장, ‘Formnext 2019’가 지난해 11월 22일 성황리에 막을 내렸다. 인류가 3차례의 산업 혁명을 거치며 제조기술의 고도화를 이룩한 이래로 이처럼 역동적으로 변화하는 분야는 AM이 거의 유일하다는 사실을 금번 전시회를 통해 다시금 인지하게 되었다. 타 산업처럼 주요 1~2개 대기업이 기술개발 트렌드 전체를 리드하는 형국이 아닌, 신선하고 획기적인 어플리케이션과 공정 솔루션을 향해 수요가 빠르고 유연하게 움직이는 현장에서, 향후 우리 업계의 지향점 및 비즈니스 모델 인사이트에 대한 영감을 얻을 수 있었다.


폴리머 출력물 후처리 영역인 Cleaning, Surface, Coloring 공정의 디지털화..
진화하는 적층 가공 애플리케이션

광경화성수지 기반의 SLA/DLP 타입 장비의 보급이 늘어나며 그 기술력도 빠르게 진화했다. 불과 몇 해 전 엄청난 출력 속도를 자랑하며 업계의 주목을 받았던 CLIP(Continuous Liquid Interface Production) 기술을 넘어 이제는 그 단점마저 보완된 cDLM(continuous Digital Light Manufacturing) 기술까지 금번 전시회에서 공개됨에 따라, 적어도 AM 분야 내에서 Polymer 출력기술은 성숙기에 접어든 것으로 보인다. 이러한 시장 상황을 대변하듯, 금번 전시회에서는 출력기술이나 출력물 자체보다는, 출력된 파트에 대한 후공정 디지털 솔루션을 제시하는 부스에 참관객들의 발길이 더 오래 머물렀다.
서포트 구조가 불필요하며 비교적 고강성 PA 소재 가용성에 장점을 가진 SLS(Selective Laser Sintering )출력물의 경우, 본 파트에 응고된 플라스틱 파우더를 작업자들이 일일이 수작업으로 제거해야 하는 후공정의 번거로움과 파우더 제거전략 등이 큰 문제였다. 금번 전시회에서는 본 파트의 손상 없이도 평균 10분 이내에 잔여 파우더를 제거하는 디지털 자동화 기술, 이후에 원하는 수준의 면조도를 구현하고 Coloring까지 가능한 장비 라인업들이 동시에 공개되었다.
색상이 있는 폴리머 계열의 출력물들은 시간이 지나면 자외선에 영향을 받아 자연 변색되는 경우가 많았으나, 이러한 변색의 속도를 최소화하는 방향으로 개발 중이며, 색상 역시 RAL기준 170개 까지 확장됨으로써 일반 소비재 및 산업계에서 흔히 사용되는 거의 모든 컬러 스펙트럼 지원이 가능하게 되었다.

Metal Post Process(금속 후공정) 솔루션, Additive Manufacturing 무대의 중심으로

DED(Directed Energy Deposition), WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing) 등의 방식으로 출력된 금속 출력물은 서포트 제거가 난해할 뿐 아
니라 공정의 특성상 표면 결이 두드러지게 나타날 수 있기 때문에, 원하는 수준의 표면조도 구현을 위한 2차 공정이 필수다. 후공정을 크게 3
가지로 나누면 기계적 방법, 화학적 방법, 전기 화학적 방법으로 구분이 가능하며 여기에서 파생한 여러 하위 공법들이 존재한다.
앞서 언급한 DED, WAAM 등의 공법으로 출력된 파트들은 불규칙하고 거친 표면 조도로 인해 CNC 밀링/선반을 이용한 후가공이 주로 이루어
지고 있으며, DED기술과 5축 밀링 기술을 한 장비에서 사용할 수 있도록 설계된 하이브리드 장비도 잇따라 출시되고 있다.

PBF 방식의 경우 비교적 나은 수준의 표면 조도 구현이 가능하긴 하나, 기존 전통적인 Subtractive Manufacturing
영역에 기반한 산업에서 요구하는 높은 수준의 Ra구현은 태생적으로 어려우므로 Sand Blasting(샌드블라스팅), Barrel(배럴) 등의 연마법으로 비교적 손쉽게 양산품에 준하는 표면 조도 품질을 얻을 수 있으며, 요구되는 정밀도 수준에 따라 다양한 후가공법의 선택적 사용이 가능하다는 것이 후공정 솔루션 프로바이더들의 공통된 설명이다.
외부가 아닌 내부의 표면 조도 개선이 요구되는 경우, 특히 반도체, 항공부품, 방산 등 높은 수준의 표면 조도가 요구되는 분야에서의 Internal Channel 표면 조도 개선에서는 AFM(Abrasive Flow Machining) 등의 방법이 대안이 될 수 있다고 한다.
이처럼 적층 가공 분야에서의 후가공법은 전통적인 방법에서 진화를 거듭하고 있다. 각기 다른 AM 출력 방식과 물성, 내/외부 형상에 따라 최적화된 다양한 후가공 공정들이 빠르게 개발되어 자리를 잡아가고 있으며, 그 적용 범위 역시 더욱 확대될 것으로 기대된다. 이러한 트렌드를 인지하여 유저가 필요한 결과물을 도출할 수 있도록 가장 효율적이고 경제적인 가이드를 제시할 수 있는 ‘Post Process Partner’의 역량 역시 매
우 중요해지고 있다.
제조업이 어떻게 진화할지는 그 누구도 확답을 줄 수 없다. AM 공법의 경우 아직 넘어야 할 산들이 많다는 점은 인정해야 하지만, 다품종 소량 Customization을 가장 효율적으로 수행하는 공법임에는 확실하며, Mass Production 적용에 대한 가능성, 그 활용 가능 범위 역시 모두의 예상보다 빠른 속도로 발전하고 있다는 사실이 금번 전시회를 통해 증명되었다. 대내외 악재로 어려운 우리 대한민국의 제조업도 이러한 사례들을 참
고하여 가까운 미래에 새로운 기회와 가치를 창출할 수 있게 되기를 희망한다.

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