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EVOLVE Additive Solutions, 3D프린터 의 한계를 극복한 제품 개발
2018-04-25 11:30:16

사출성형방식만큼 제품 생산 속도가 빠르고, 생산 파트별 원가 경쟁력이 있는 3D프린터가 있다면 믿으시겠습니까?

3D프린터에 대해 아시는 분들이라면, 설마~ 그게 가능해? 라는 반응을 보이실 겁니다. 저도 그랬으니까요. 하지만, 3D프린팅의 기술 발전은 우리가 생각했던 것 보다 제약사항들을 극복하고 빠르게 발전하고 있었습니다. 

 

Evolve Additive Solutions은 Stratasys에서 분사한 회사이며, 완벽하게 생산용으로 사용할 수 있는 3D프린팅 솔루션을 시장에 내놓기 위해 준비하고 있습니다.

STEP(Selective Thermoplastic Electrophotographic Process, 선택적 열가소성 전자사진 프로세스)이라는 방식의 3D프린터이며,  현재의 가장 빠른 프로세스 (고속 소결, HSS)보다 최대 50 배 빠른 속도로 프린트할 수 있고 실제 제조 공정에 적용 할 수 있습니다. 3D프린팅된 출력물의 단점이 방향에 따라 물리적인 성질이 다른데, 이 방식은 모든 방향(X, Y, Z축)에서 물리적 성질이 같은 특성을 가지고 있습니다. 출력 품질과 가격적인 측면이 일반 사출 성형의 가격 및 속도보다 뛰어나다고 합니다.

 

STEP방식의 3D프린터는 Stratasys에서 2009년부터 외부로 노출하지 않고 내부적으로 연구가 시작하였습니다.

2009년도에 현재 Evolve의 CEO인 Chillscyzn과 Stratasys의 공동 창업자이자 FDM방식의 발명가인 Scott Crump는 어떻게 새로운 제조 시스템을 만들지에 대해 브레인스토밍을 시작했고, 각 산업계의 의견을 청취하고, 새로운 제조 시스템이 갖춰야 할 성능을 논의하였다고 합니다.  가격 및 기계적인 물성등이 사출 성형방식과 경쟁할 수 있는 시스템을 개발하는 걸 출발점으로 삼았고, 시제품 제작용이 아닌 생산용에 적합한 시스템을 개발하기 위해 연구소에서 작업을 했다고 합니다.

 

STEP 프로세스는 진화된 2D 이미징 기술과 Evolve가 개발한 독점 특허기술을 결합하여 유입되는 레이어를 정밀하게 정렬하고, 사출성형의 등방성(모든 방향의 물리적인 물성이 같은 특성)을 가진 단단한 밀도의 최종 부품을 만드는 정교한 접착 기술입니다.

소개 동영상을 보시죠.

 

STEP 기술은 다음과 같은 것들을 가능하게 해줍니다.

- 엔지니어링 급 열가소성 재료 (비정질(amorphous) 및 반결정(semi-crystalline)) 사용
- 기존 3D프린팅 솔루션보다 최대 50 배 빠른 생산 속도
- 전통적인 제조방식과 비교할만한 파트당 단가와 출력 품질 
- 사출 성형과 동등한 X, Y 및 Z 방향의 등방성
- Industry 4.0 및 공장 생산현장 자동화와 통합
- 동일한 레이어 내에서 다중 재료 출력 가능
- 풀 컬러 인쇄 기능

 

 

<이미지 소스 : www.evolveadditive.com>

 

Stratasys의 CEO인 Ilan Levin은 "독립적인 회사로서 Evolve는 기술 발전에 집중하고,  초기 환경에 적합한 기업 환경 및 관리형 투자 인센티브를 제공하고 고객 관계 및 파트너십을 발전시켜 개발을 촉진하고, 초기 시장에 잘 진입 할 수있게 될 것입니다. 이해 관계자로서 우리는 Evolve와 협력하고 이 사업을 성공으로 이끄는 데 도움이 되기를 기대합니다." 라고 말했습니다.

 

Evolve Additive Solutions의 CEO이자 STEP 방식의 공동 발명가인 Steve Chillscyzn은 "우리는 Evolve Additive Solutions 과 독점 STEP 기술을 소개하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 우리는 STEP Technology가 3D프린팅 기술 또는 전통 제조 기술로 해결되지 않은 시장의 격차를 연결해 수 있는 유일한 기술이라고 믿습니다. 이것은 대량 생산을 위한 최초의 3D프린팅 기술입니다. 대량 생산을 할 수 있으면서, 3D프린팅의 장점을 제공하도록 설계되었습니다. 우리는 이 기술을 성공으로 이끄는 Evolve 팀의 능력을 확신합니다."

 

EVOLVE 사의 STEP 방식의 제조방식과 사출성형(Injection Molding)을 비교한 표입니다.

<이미지 소스 : www.evolveadditive.com>

 

<3DGURU's opinion>

3D프린팅(Additive Manufacturing) 뿐만 아니라, 전통적인 제조방식(절삭가공방식)등 모든 기술은 장단점이 있습니다. 3D프린팅은 새로운 방식의 제조방식으로서 자리를 잡아가고 있고, 기존 제조 방식이 적합하지 않은 분야들을 대체해 나가고 있는 중입니다. 하지만, 3D프린팅 방식이 전통적인 제조방식을 완전히 대체할 수 는 없습니다. 적용 분야에 따라 유리한 기술을 채택하기 때문입니다.  몇번 말씀드렸지만, 경제성의 논리에 따라 싸고, 빠르고, 원가 경쟁력이 있는 제조 기술과 생산방식을 채택하는것이지, 3D프린팅 기술이 신기술이라고 해서 채택하지는 않습니다. 

3D프린팅 기술의 단점으로 여겨지던 속도가 느린점, 사출성형보다 생산단가가 높다는 점, 소재의 제약, 출력품질 등등 여러가지가 있는데, Evolve사가 개발한 STEP 방식은 3D프린팅의 여러 단점들을 극복한 것 처럼 보입니다. 

Evolve 홈페이지에서 이 프린터의 성능에 대한 글을 보면서, 정말인가? 하는 일말의 의심도 들었지만, STEP방식 개발자중에 Scott Crump라는 FDM방식의 3D프린터를 발명한 분도 계신걸로 봐서는 허황된 홍보성 기사는 아닌 것 같습니다.

시간이 지나면서 관련기술들이 발전하며서 기술적인 단점들은 해결되기 마련이지만, 생각보다 빠른 속도로 해결하는 것 같습니다. 3D프린터 마켓쉐어 1인 업체인 Stratasys가 10년이상 외부로 노출하지 않고, 내부적으로 개발했고, 개발 목표는 처음부터 경쟁 3D프린터 모델이 아닌, 사출성형과 경쟁할 수 있는 3D프린터였습니다. 그래서, 이 제품은 3D프린터가 아니라 사출성형방식과의 생산속도, 파트별 생산 단가, 소재, 출력품질 등을 비교하고 있습니다. 

또한, 생산에서 사용할 수 있는 프린터의 성능을 갖췄을 뿐만 아니라, 기존 생산현장에 있는 다른 생산장비와 ERP, PLM같은 전산시스템과의 연동도 지원한다고 합니다.

 

여러 해외 유명 3D프린터 제조사들이 프로토타입(Prototype)에서 생산(Production)으로 나아가야 한다는 주장들을 많이 하고 있습니다. 이에 대한 증거로 생산을 위한 3D프린팅이 증가하고 있다는 자료들도 많이 보여줍니다. 이 주장과 자료가 잘못되었다는 것은 아닙니다. 하지만, 실제로 생산현장에서 대량생산 또는 소량생산이라도 효율적으로 기존 제조방식과 비교하여 경쟁력있는 3D프린터 제품인가를 생각해보면 그렇지 않은 경우가 대부분입니다. 그래서 그러한 주장이 맞는방향성이라고 생각하지만, 별로 설득력있게 들리지는 않았습니다. 하지만, Evolve사의 이 제품은 좀 더 현실감있게  "생산"이라는 말이 다가옵니다.

Stratasys는 이미 여러소재를 동시에 사용할 수 있는 기술을 가지고 있는데, 그 기술을 접목하였는지, 이 제품도 같은 레이어에 여러 종류의 소재를 출력할 수 있는 기술도 갖추었네요.

 

3D프린터는 Z축 방향으로 쌓아올라가면서 출력물을 만들어가므로, Z축간의 결합력이 다른 축보다 약할 수 밖에 없는데, 이 프린터는 어떻게 사출성형과 동일한 등방성(X,Y,Z축의 물리적인 성질이 같은 특성)을 가질 수 있는지 저는 이해가 잘 안 됩니다. 제 지식이 모자라서일 수 도 있지만, 궁금하네요.

아직 관련 정보들이 공개되지않아서 약간의 의혹과 궁금증이 남아있기는 합니다만, 3D프린터의 단점을 극복해나가는 이러한 기술들의 등장은 반가운 소식이네요.

 

참고 : https://www.evolveadditive.com/news/stratasys-unveils-spin-off-evolve-additive-solutions-to-focus-on-new-step-technology

 

이상입니다.

 

 

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