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인사이드 3D프린팅 2016 참관기 7 - 제조업에서의 3D프린팅 성공요인 분석(Materialise 권순효 팀장)
2016-07-05 18:24:34

오늘은 Materialise의 권순효 팀장님이 제조업에서의3D프린팅 성공요인 분석(Success Factor for 3D Printing in Manufacturing)에 대해 발표하신 내용입니다.

발표 자료의 일부를 발췌하여 핵심적인 내용을 요약했습니다.

 

권순효 팀장님의 약력을 간단히 보시면,

Business Development Management, Materialise

권순효 팀장은 Materialise 에서 한국 시장을 담당하여 시장 개발과 전략 수립을 수행하고 있으며, 선진 혁신 사례들을 공유하여 국내 3D 프린팅 시장 확산을 수행하고 있다. 지난 8년간 Materialise 의 3D 프린팅을 위한 소프트웨어 비지니스를 담당하며, 3D 프린팅 분야의 Back-bone 역할을 통해, 제조분야의 다양한 산업군 뿐만 아니라, 의료 분야까지 의미있는 사례들이 3D 프린팅으로 실현될 수 있도록 지원하고 있다.  <http://inside3dprinting.co.kr 내용 참조함>

 

발표하시는 모습을 담아봤습니다.






머티리얼라이즈 회사 소개부터 시작합니다. 3D프린팅 분야에서는 유명한 회사죠. 아직 우리나라에는 지사가 없고, 팀장님도 싱가폴에 근무하시면서, 한국에 왔다갔다 하시는 것 같습니다.


Industry 4.0에 대한 내용도 요약해 주시구요.


제조업에서 3D프린팅 성공요인을 3가지의 주요한 사항(factor)으로 정리하셨는데, 그 첫번째입니다.

왜 3D프린팅으로 전환하려 할까요? 그 이유를 아래 4가지로 설명해주셨습니다.

1. Shorten time to market - 빠르게 변화는 마켓에 빨리 접근할 수 있다

2. Avoid investment in manufacturing tools - 기존 제조업처럼 큰 투자를 안해도 된다.

3. Make small series possible 

4. Freedom of design - 제약없이 디자인 할 수 있다.


제품 크기에 대한 건데요. 

구슬 모델(The marble model)로 설명을 해주셨어요. 아래 장표 하단에 보시면, 구슬 < 테니스공 < 축구공...이런 식으로 표현되어 있습니다. 구슬 제일 작은 제품크기에 대한 설명을 이 장표에 해주시고, 크기에 따른 제품 설명을 각각의 장표로 해주셨습니다.

내용은 아래를 보시면 되실 것 같구요. 제품 사이즈가 작을 수록 3D프린팅에 유리하다는 얘기를 한 걸로 기억합니다. 아시다시피, 크기가 클수록 3D프린터로 제작하는데 제약사항이 많아지기 때문이라고 생각됩니다.

참고로, Terry Wohlers 씨가 KeyNote에서 발표한 내용중에 3D프린터로 만든 보청기(외관만)의 생산량이 2000년부터 지금까지 

약 6천만개 정도 된다고 하셨으니, 참고하시기 바랍니다. 




부품 갯수와 생산단가를 3D프린팅(Additive Manufacturing) 과 기존 Molding Technology와 비교를 한 것입니다.

손익분기점(Break-even point)를 50~5,000개로 설정한 것은 파트의 크기,복잡성 등 다른 여러가지 요소에 따라 변동이 되는 걸로 보입니다. 



두번째로, 3D프린팅을 위한 디자인입니다.

 

 

Nokia에서 예전에 핸드폰 외관 도면을 공개해서 사용자들이 자기 입맛에 맞게 수정해서 쓸수 있게 해준적이 있었습니다.

materialise에서 그 도면으로 3D프린터로 출력을 했답니다.

아래 사진이 3D프린터로 출력한 노키아 핸드폰 케이스입니다. 다양한 방법으로 해봤는데, 제대로 안나왔다고 합니다.

그 이유는 노키아에서 공개한 도면이 NC가공이나 사출성형같은 제조방식에 맞는 도면이지, 3D프린팅에 맞는 도면이 아니어서 제대로 출력이 안됐다고 합니다.

 

그래서, materialise에서는 다시 3D프린팅에 맞게 도면을 설계해서 출력했더니, 잘 나왔다고 합니다.

내친김에 아래와 같이 iPhone용 핸드폰 커버를 만들어서 팔기까지 했다고 하네요^^

즉, 3D프린팅에 맞는 설계가 필요하다는 것입니다. 


 

몇가지 설명을 해주시네요.


다시 하나 사례를 보여주시네요.

아래 장표의 시작점에 있는 4가지 요소가 현재상황(AS IS)의 현황과 문제점들입니다.

개선 목표는 아래 3가지였다고 합니다.

1.비용 절감 및 무게 줄임을 위한 재료 볼륨 줄이기 

2. 조립비용감축을 위한 기능 통합 

3. 부품 수명 향상을 위한 내마모성 증가

이걸 3D프린팅으로 어떻게 최적화 시킬 수 있을 까요?


아래 장표에 4개의 그림과 설명이 있는데, 왼쪽부터 오른쪽으로 순서대로 제품을 개선해 나간 과정을 설명한 겁니다.

조립과정을 아예 없애버렸고, 무게도 60g으로 줄였고, 최대 3달까지밖에 못쓰던걸 계속 쓸 수 있게 개선했다는 겁니다.

상당한 개선을 이루어낸 사례를 보여주셨습니다.

제품 디자인을 보면, 왼쪽 것과 오른쪽 것과 전혀 다른 제품처럼 보입니다.


 

여기서 다시한번 강조하신게, 금형을 디자인하는 방식의 사고를 버리고, 3D프린팅을 위한 디자인을 해야 한다. 는 것이었습니다.  

 


3번째로 이제 3D프린팅으로 되냐 안되냐 하는 얘기는 그만 얘기하자 는 것입니다..


몇가지 사례를 아래와 같이 들어주시고, materialise의 사례를 얘기한게,

스웨덴인가(?)에 있는 공장 초기에는 90~95%의 의뢰가 시제품이었는데, 지금은 50%이상이 최종품 의뢰가 들어온다고 합니다.

이 회사의 26년간의 노하우로 만들어낸 결실이기도 하고, 이제는 3D프린터가 어느정도 제품 생산쪽으로도 영역을 확장하고 있다는 얘기입니다.

 


3D프린팅을 하기 위해서 필요한 소프트웨어에 대한 설명입니다.

일반인들이 취미로, 또는 가내수공업 수준으로 하는 시제품 생산에 쓰이는 소프트웨어가 아니라, AIRBUS에 제품을 납품하는 업체와  같이 큰 규모로 3D프린팅을 하는 업체들을 위한 소프트웨어입니다.

주문관리, 생산이력관리, 장비데이터 관리, 전체 생산히스토리 보증까지 모두 관리해 주는 소프트웨어에 관한 설명입니다. 

품질검사(Quality Control)에서 검사관이 품질검사를 하는 것을 프로그램으로 각레이어마다의 정보를 분석하여 품질 검사를 하는 것도 프로그램 개발하기위해 시도중이라고 말씀해주시네요.



마지막으로, 지금까지 얘기한 3가지 사항을 정리하면서 마무리를 하셨습니다.

<3DGURU's Opinion> 

일반인들 보다는 3D프린팅업계 관계자들에게 와 닿는 발표내용이었습니다.

기업고객들이 관심을 가질 좋은 내용을 3가지 포인트로 잘 요약을 하고, Materialise의 다양한 성공사례를 통해서 적당하게 materialise의 기업 홍보도 하시고, 발표 내용의 객관성도 확보한 괜찮은 발표였습니다. 

 

3D프린팅으로 완성품을 제작하는 사례가 과거에 비해 증가하고 있는건 맞는 말씀입니다.

하지만, 대체로 그런 제품들은 3D프린팅의 단점이 많이 드러나지 않는 분야, 즉, 생산량이 많지 않고, 복잡한 구성을 가진 분야(의료, 항공 등)에서 두각을 나타내고 있는 것 같습니다. 자동차쪽에서도 여러가지 부품을 하나로 합쳐야 하는 니즈가 있는 곳 등입니다.

이분의 말씀이 맞지만, 수천만개를 생산해야 하는 제품은 기존 사출성형 제조방식이 3D프린팅보다 더 적합합니다. 

 

기술적인 접근도 중요하지만, 결국은 경제의 논리에 따라 기술은 선택되는 것입니다. 

기존 제조방식으로 더 싸고,좋게 만들수 있으면, 기존 제조방식을 쓰는 것이고,

3D프린팅으로 하는게 더 싸고, 빨리 잘 만들 수 있으면 3D프린팅방식을 사용하는 것입니다.

3D프린팅 기술이 발전을 하면서 어느정도 기존 제조방식 시장을 잠식할 수 는 있겠지만, 3D프린팅 기술이 기존의 제조방식을 완전히 대체할 수 는 없을 것입니다. 서로간의 장단점이 있는 기술이기 때문입니다.

 

생산공장을 가지고 있는 일반 제조업체는 영업을 하고, 고객에게 주문을 받아서, 제품 생산을 위한 협력업체로부터 원자재 입고, 생산현장(shop floor)에 자재 투입, 생산 공정, 품질검사, 출하, 창고보관, 출고, 배송, 수금까지의 업무프로세스 및 마케팅, R&D등의 회사업무 프로세스를 ERP(Enterprise Resource Planning)프로그램이나 관련된 전문 소프트웨어를 사용해서 관리하고 있습니다. 

 

3D프린팅을 이용하여 전문적으로 생산하는 규모있는 업체라면, 기존에 쓰고 있는 기업용 소프트웨어 상응하는 관련된 소프트웨어가 필요할 것입니다. 3D프린팅으로 제조되는 제품들도, 생산이력관리가 되어야 하고, 품질검사한 증빙이 있어야 하고, 관련된 레포트들이 있어야 하기 때문입니다. 

이러한 업무절차에 대해서도 소개해 주셔서 유익했습니다.

 

이상입니다.

 

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