제조산업에 최적화된 바인더젯팅 방식 대형 샌드 3D프린터 개발
금속 주조품 양산에 적용 가능한 3D프린팅 하이브리드 주조 공정 기술 개발로 생산성 검증

▲삼영기계에서 개발한 대형 바인더젯팅 샌드 3D프린터 BR-S900

우리 학회 회원인 삼영기계 한국현 사장이 삼영기계의 3D프린팅 기술이 시제품 제작 등 한정된 분야를 넘어 금속 주조품 양산에도 적용 가능한 대형 샌드 3D프린터가 성공적으로 개발되었다고 밝혔다.

중소벤처기업부가 추진중인 소재·부품·장비 강소기업100의 55개 업체 중 하나로 선정된 삼영기계는 모래를 적층하여 주조용 샌드 몰드를 생산할 수 있는 바인더젯팅(Binder Jetting) 방식의 대형 샌드 3D프린터를 출시했다.

삼영기계는 2014년 국내에서는 처음으로 바인더젯팅 방식의 대형 샌드 3D프린터를 도입하여 자사의 주조 공정에 적용할 수 있는 3D프린팅 하이브리드 몰드 주조 공정 기술을 성공적으로 개발하고, 현재 자사 제품을 생산하는데 적용하고 있다. 실제 생산 현장에 적용 가능한 공정 기술을 확보한 삼영기계는 활용기술에서 한 발 더 나아가 바인더젯팅 방식 샌드 3D프린터 개발에 성공하였다. 해당 기술 개발은 산업통상자원부에서 지원하는 우수기술연구센터(ATC) 지원사업을 통해 2017년부터 현재까지 정부과제로 진행 중에 있다.

▲BR-S900 장비로 3D프린팅한 출력물 사진

금번에 출시한 샌드 3D프린터 BR-S900은 모래에 바인더를 분사하여 적층하는 바인더젯팅 방식으로, 샌드 뿐만 아니라 세라믹 등 다양한 파우더 적층이 가능하여 응용 범위가 매우 넓다. 한 번에 3D프린팅이 가능한 빌드 사이즈는 900 mm X 520 mm X 450 mm로 산업용에 적합한 대형이고, 풀 잡 박스(full job box) 기준으로 최단 9시간 이내 출력이 가능하다. 외산 대비 빠른 속도뿐만 아니라 높은 해상도 또한 BR-S900의 강점이다. 특히, 산업 현장에서 3D프린터를 도입하는데 있어서 가장 걸림돌이었던 운용 비용에 대해서도, 바인더 시스템의 국산화 개발을 통해 외산 대비 50% 수준으로 운용 가능하다.

산업 현장에서 작업자가 사용하기에 적합하도록 사용자 인터페이스에도 신경을 많이 썼다. 작업자의 사용성을 극대화한 UX 디자인으로 인터페이스를 설계하였고, 소프트웨어에는 디지털 트윈(digital twin) 개념을 적용하여 4차산업혁명 시대를 겨냥하였다.

이제 3D프린팅이 시제품 제작뿐만 아니라 생산 현장에서 금속 주조품 양산에 직접 적용될 수 있게 되었고, 연구용을 포함하여 건축, 예술, 문화, 조형물, 방산, 문화재 분야 등 다양한 영역에서도 바로 활용이 가능하다. 일례로, 금년 3월 광교에 오픈한 G백화점의 외관 비정형 커튼월 시공에도 삼영기계의 샌드 3D프린팅 기술이 핵심 역할을 했다.

삼영기계 3D프린터 기술개발 총괄책임자를 맡고 있는 한국현 사장은 “앞으로 제조산업 혁신, 뿌리산업의 첨단화를 목표로 산업용 3D프린터 개발 및 전용 소재 국산화 개발, 그리고 다양한 산업으로의 확대 적용을 위한 융합기술 개발에 더욱 박차를 가할 것”이라고 말했다.

이번에 티저 영상을 공개한 BR-S900 샌드 3D프린터는 현재 주문 가능하다. 동시에 BR-S1800 특대형 장비의 내년 출시를 준비 중에 있다. BR-S900 티저 영상은 현재 인터넷에서 확인할 수 있다. (인터넷 링크: https://youtu.be/nyb3JhxpXQs)

삼영기계는 이미 화장품 전문제조기업 한국콜마와의 전략적 제휴를 통해 세계 최초 화장품 제조용 3D프린터를 개발하여 주목을 받고 있으며, 3D프린팅 신사업 분야 이외에도 삼영기계에서 주력으로 생산하는 철도, 선박, 내륙발전용 중속엔진 핵심부품을 독일의 MAN사에 직접 수출할 만큼 세계적으로 기술력을 인정받고 있다. 세계일류상품 2건 및 국가핵심기술 보유 등 우리나라 산업 발전에 큰 기여를 하고 있으며, 작년 전국뿌리기술경기대회 주조분야 1위로 국무총리상 수상, 대한민국 기술사업화대전에서 3D프린팅 기술사업화 공로를 인정받아 산업통상자원부장관상을 수상하는 등 우리나라 제조 산업에서의 히든챔피언으로 자리매김하고 있다.

[문의]

삼영기계의 사장이며 국가과학기술연구회 이사, 한국주조공학회 이사이다. 삼성전자 수석연구원, 삼성북미UX센터 디렉터, MIT 미디어랩 방문연구원 등을 거쳤다. 2019년 3D프린팅 기술사업화 공로로 산업통상자원부장관상을 수상하였고, 전국주조기술경기대회 단체 1위로 국무총리상을 수상하였다.

[참고자료]
1. BR-S900 대형 샌드 3D프린터 티저 영상(유튜브)
https://youtu.be/nyb3JhxpXQs

2. 샌드 3D프린팅 서비스 샌드그래피 동영상(유튜브)
https://www.youtube.com/watch?v=eKLZ2haWy_M

3. 소재·부품·장비 강소기업100 선정 관련 기사
https://www.zdnet.co.kr/view/?no=20191209142443
https://www.edaily.co.kr/news/read?newsId=03876966622722456&mediaCodeNo=257&OutLnkChk=Y

4. 삼영기계 홈페이지
https://www.sym.co.kr

5. 샌드그래피 홈페이지
https://www.sandgraphy.com/