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데스크탑 금속 3D프린터-게임의 룰을 바꿀것인가?
2017-05-08 01:27:58

Desktop Metal 社는 현재 금속 3D프린터는 너무 비싸고, 느리고, 대량생산을 하기에 비용이 저렴하지 않다는 문제점을 근본적으로 다른 접근방식으로 이러한 문제점들을 해결하고자 시도하였습니다.

이들의 시도가 시대를 앞서가거나 무모해 보일 수 도 있지만, 이 회사에 투자한 회사들과 투자 금액을 보면, 생각이 달라질 수 도 있습니다.
펀딩을 시작한 2015년 10월 이후로, GE Ventures, Staratasys,GV(예전, Google Ventures), BMW i Ventures, Lowe's Ventures 같은 굵직한 투자회사들이 총 $97million(약 1,022억원)을 투자했습니다. 
거기다가, 이 회사의 구성원들은 한마디로 드림팀이라고 할 수 있을 것 같습니다.
여러명의 MIT교수들과 업계에서 이름있는 마케팅, 소프트웨어 개발자들이 팀을 이루고 있습니다. 

                                                       Business Wire

 

이번에 발표한 제품은 Studio System과 Production System 2가지 입니다.

1. Studio System 
기존 금속 3D프린터보다 10배이상 쌉니다.
3D프린터와 사무실용 가열로(furnace) 둘 다 합쳐서 12만불(약 1억 3천6백만원) 입니다. 3D프린터($49,900)와 가열로($59,900)을 별도로 판매도 합니다.
임대 형태로도 40,000불/월 (36개월), 3,245불/월 (48개월) 제공합니다.

 

                                                                          desktopmetal.com

 

레이저와 파우더를 사용하지 않아서, 어느 작업환경에서나 안전합니다. 
다른 금속 3D프린터처럼 3rd party장비나 특수 장비가 필요없습니다. 전원과 인터넷 연결만 있으면 됩니다.

 


                                                           desktopMedtal.com

 

간단한 작동 동영상을 보시죠. 아래 동영상의 마지막 부분은 Production System이네요.
https://www.youtube.com/watch?v=zTfCJo3FYI0

 

layer두께는 50 미크론, 속도는 16세제곱 Cm/hr, 출력크기는 300x200 x200입니다.
구체적인 프린터의 사양은 아래와 같습니다.


 

소결로/고로(高爐,furnace) 부분은,

최초로 사무실 환경에 적합한 소결로를 디자인하였다고 합니다.
폐쇄된 열 control 기능을 갖춘 완전히 자동화되었으며, 크기도 사무실 문을 지나갈 수 있는 크기로 제작하였습니다. 산업용 강도의 소결을 할 수 있다고 합니다.
"Microwave-enhanced sintering(향상된 마이크로웨이브 소결) 기술은 커다란 기술의 변화이다"라고 CEO인 Ric은 말합니다. "이 기술로 사무실에 적합한(office friendly) 시스템을 만들 수 있었습니다.
금속 사출성형(MIM, metal injection moulding) 파우더와 같이 저가의 파우더를 사용할 수 있습니다." 라고 말하였습니다.
iPhone, 컴퓨터, 자동차의 많은 파트를 만들때 사용하는 금속 파우더를 사용할 수 있다는 말입니다.

heating은 Hybrid; Microwave-enhanced, 최고온도 : 1400도
자세한 기술사양은 아래와 같습니다.

 

 

밀도(density)는 98%이상이고, Tight Tolerances 는 +-0.002 in/in(geometry dependent)라고 합니다.

 

Studio system과 Production System 둘 다 손으로 서포트 제거가 가능하다고 합니다.
Desktop Metal은 이것 관련하여 특허가 있는데, 유니크한 ceramic release layer를 서포트들 사이에 안착시킨다고 하네요.  ceramic은 폴리머로 싸여져 있고, 소결을 할때 모래로 변하게 되고, 서포트 흔적없이 제거가 된다고 합니다.
신기하네요^^

 DesktopMetal.com

 

Desktop Metal의 Ceramic Release Layer

 

2. Production System 
이 제품은 Studio System 과는 다른 방식입니다.
Single Pass Jetting(SPJ)라고 불리는 방식인데, Desktop Metal의 co-founder이자 binder jetting 방식의 창시자인 Ely Sachs라는 분이 새로 만든 방식이라고 합니다. 
이 방식은 양방향성으로 출력을 하고,
한쪽 방향으로 지나가면서, 아래의 작업들을 하고, 이 작업들을 계속 반복하게 됩니다.
파우더를 적층시키고 --> 파우더를 롤러로 눌러주고 --> Binder Print Bar를 16,000개 이상을 분사(jetting)하고 --> binder droplets(작은 방울)을 뿌려주고 --> Anti-Sintering Print Bar를 뿌려주고 --> Interface layers를 만들어 줍니다.(서포트 제거할 수 있게) --> layer를 건조시킵니다.
출력작업이 끝나면,
Studio System과 같이 소결로에서 소결작업을 합니다.

SPJ방식으로 어떻게 출력하는지 동영상을 보시면 좀 더 이해에 도움이 될것 같네요.
https://player.vimeo.com/video/214725361

 

                                                    Desktop Metal의 Production System

 

Desktop Metal의 주장하는 이 Production System 의 이점입니다.
100 빠름 - 기존 레이저 사용 방식보다 100 배이상  출력 속도가 빠름.
20 저렴한 비용 - 저가의 MIM 파우더 사용, 높은 처리량, 간단한 후가공 등으로 20배까지 저렴한 비용으로 출력할  수 있음. 

이 제품의 간략한 스펙입니다.  
Studio System처럼 제대로 된 tech spec은 아직 공개가 안된 것 같네요. 

 

 

Desktop Metal 홈페이지에 있는 total cost per part(파트당 총 제조 원가) 입니다. 
레이저 기반의 금속 3D프린팅, 전통적인 Casting 방식 그리고, Desktop Metal의 Production System을 비교한 겁니다.

DesktopMetal.com

3. Materials 
금속 사출성형(MIM, metal injection moulding) 소재를 사용합니다.
이 소재는 기존 금속 3D프린터가 사용하는 파우더보다 80% 저렴하다고 합니다.
Desktop Metal은 30개의 합금을 소재로 런칭한다고 합니다. 그리고, 200개의 금속을 사용할 수 있게 할 거라고 합니다. 
Desktop Metal이 MIM material을 사용하는 이유는 전기자동차 회사인 Tesla에게서 영감을 받았다고 합니다. Tesla 전기자동차가 전기 밧데리로 18650 노트북 셀(cell)을 사용하는 이유가 20년 후에나 나올 저렴한 미래 제품을 기다리느니, 현실적인 현재의 기술을 적용하는 것을 보고, 영감을 얻어서
"Let's make this real" 현실적으로 만들어 보자는 생각으로 이미 나와있는 저렴한 소재를 사용하기로 했다고 합니다.  

금속 사출성형(MIM, metal injection moulding) 소재는 이미 40년동안 연구한 물성에 대한 많은 정보가 있기도 하구요.

아래는 Desktop Metal 홈페이지에 나와 있는 소재 정보입니다.
잘 안보이시면, 링크 참조하세요. https://www.desktopmetal.com/products/materials/

 

 


 

<3DGURU's opinion>
제품 품질만 기존 레이저방식의 금속 3D프린터만큼 나와준다면, 엄청난 제품이 출시되었네요.

용도에 맞게 2 track으로 Studio system, Production System을 제품을 개발한 것도 좋은 것 같습니다.
요약을 해보면,
Studio System
방식 - BMD(Bound Metal Deposition)
가격 - 기존 제품들보다 10배 저렴한 Studio System의 가격은 매력적이네요.
안전 - 레이저와 파우더를 사용 안함으로 안전.
소재 - 저렴하고 다양한 금속사출성형에 사용되는 소재 사용 가능
Production System
방식 - SPJ(Sing Pass Jetting)
속도 - 기존 레이저 방식보다 100배 빠름.
저렴 - 20배 저렴하고 다양한 금속사출성형에 사용되는 소재 사용 가능

레이저를 사용하는 방식의 금속 3D프린터용 금속 파우더가 비싼 것은
고운 파우더로 만들기 위한 작업 공정이 추가 되고, 또한 프린터 제조사들의 주요 수입원중에 하나가 소재라서 소재 가격을 낮추면 그만큼 이윤이 줄어들기 때문에 낮추지 않는 경향도 있습니다.
수억에서 수십억원을 호가하는 금속 3D프린터를 구매하고, 소재값이 아까워서 운영을 안할 수 는 없는 노릇이니까요.
Desktop Metal처럼 기존 전통 산업에서 사용하는 소재를 저렴한 가격으로, 다양한 소재를 사용할 수 있다면, why not? 이겠죠.

Production System의 속도는 정말 획기적이네요.
레이저 기반의 금속 3D프린터 보다 100배 이상 빠르다면 정말 매력적입니다.
기존 금속 3D프린터의 느린 출력속도는 어쩔수없이 받아들일 수 밖에 없는 불만사항이었는데 말이죠.

Desktop Metal사의 금속 3D프린터를 보면서 2가지가 떠올랐습니다.
첫번째는, 작년에 Virtual Foundry에서 발표한 desktop 금속 3D프린터가 물의를 일으켰었죠.
이 제품은 일반 FDM 3D프린터에 금속합금이 함유된 필라멘트로 출력해서, 일반 고로에 넣어서 금속소재만 남게 하는 방식이었는데, 방식이 좀 유사하기는 하네요.

http://www.3dguru.co.kr/bbs/newsroom/10260

 

그리고, 또하나 생각난게 올초에 CES에서 런칭한 Markforged 사의 금속 3D프린터입니다.

FMD방식으로 적층하여, 레이저로 소결을 하는 방식이었습니다.
이 프린터는 ADAM(Atomic Diffusion Additive Manufacturing)이라는 방식을 사용합니다.
각 레이어별로 검수(inpection)하는 기능도 있었죠.
가격은 Studio System보다 약간 저렴한 100,000불 정도로 예상되었고, 올 9월에 이 제품도 배송한다고 당시에 발표했었습니다.
http://www.3dguru.co.kr/bbs/newsroom/10310

 

Desktop Metal은 회사 멤버들이 거의 드림팀이라고 불릴정도로 뛰어난 분들이 계시고,
펀딩도 총 $97million(약 1,022억원)을 투자를 받았습니다.

참고로, 제품 출시 일정입니다.
Studio System은 올 9월달에 배송이 되고, 
Production System은 내년에 가능하다고 합니다.

2017년 5/8~11까지 미국 피츠버그에서 열리는 RAPID-TCT 행사에 이 제품을 시연한다고 하는데,
가서 작동하는 것과 출력물들을 보고 싶네요.


관련 스펙과 자료도 첨부합니다.

 

Studio_technical_specs_printer_final.pdf

 

DM_Studio_Pricing.pdf

 

Furnace_technical_specs_final.pdf

 

Reserve-Pioneers_program.pdf

 

참고 사이트 및 기사들 :
https://www.desktopmetal.com
http://www.tctmagazine.com/tctblogs/daniel-oconnors-blog/a-first-look-at-desktop-metal-3d-printing/#.WP9MNCSfrzI.linkedin
http://www.tctmagazine.com/3D-printing-news/desktop-metal-launch-two-affordable-metal-3d-printing-systems/
http://www.tctmagazine.com/3D-printing-news/investment-gv-bmw-i-ventures-lowes-desktop-metal-equity-funding-97m/

이상입니다.

 

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