3D프린팅 기술의 중심, 폼넥스트 2024가 열리며 세계 각국의 전문가와 혁신 기술들이 한자리에 모였습니다. 

이번 전시회에서 특히 주목받는 기술 중 하나는 SLS(Selective Laser Sintering) 3D프린터입니다. 고정밀도와 내구성을 겸비한 이 기술은 다양한 산업에서 설계와 제조의 한계를 뛰어넘는 도구로 자리 잡고 있습니다.

이번 세션에서는 자동차, 의료, 항공우주 등 여러 분야에서 SLS 3D프린터가 어떻게 활용되고 있는지 구체적인 사례를 통해 알아봅니다. 

SLS 기술이 가져온 설계 혁신과 비용 절감, 생산성 향상 스토리를 통해 미래 제조업의 가능성을 확인해보세요.

Alienometry(외계적 구조)

이 이미지는 Alienometry라는 예술 조각품(소비재)을 나타내며, 3D 프린팅 기술로 제작된 독특한 디자인의 예시입니다. 

이는 디자이너 Peter Donders의 MechEgg Collection 작품으로, 소비재 디자인 및 예술품 제작에서 3D 프린팅 기술이 어떻게 활용되는지를 보여줍니다.

- 외계 생명체의 구조적 , 기하학적 형태에서 영감을 받아 디자인된 작품

※  Alienometry라는 용어는 본래의 구조나 형태를 설명하는 동시에, 작품이 가져다주는 신비롭고 독특한 분위기를 표현하는 데 사용됩니다.

제작 방식 : Selective Laser Sintering (SLS)

(복잡한 구조: 곡선미와 기하학적 요소를 가진 매우 독창적인 디자인으로, 전통적인 제조 방식으로는 제작이 어려운 구조)

소재

DuraForm® PA (폴리아미드, 나일론 기반 소재) 사용.

단일 출력에서도 벽 두께가 다양하게 제작될 수 있도록 균일한 품질 제공.

기능적 디자인

: 미적으로 독특한 동시에 기술적 정밀도가 높은 디자인.

가능성

소비재 산업에서의 3D 프린팅 활용

디자인의 자유도를 극대화하여, 고유한 맞춤형 제품 제작에 3D 프린팅 기술을 어떻게 적용할 수 있는지 보여줌.

이 작품은 복잡한 곡선, 기하학적 패턴, 비정형적 디자인을 강조하여, 우리가 흔히 접할 수 없는 독특하고 미래적인 느낌 전달. 

이러한 디자인은 일반적으로 전통적 제조 방식으로는 제작이 어렵지만, 3D 프린팅 기술(SLS)과 같은 방식을 통해 실현 가능

F1 Aero Rear Disk

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) : DuraForm PA CF (탄소섬유로 강화된 폴리아미드 소재).

소프트웨어(Software) : 3D Sprint 사용.

적용 분야

이 제품은 모터스포츠(F1)와 같은 고성능 차량의 부품 제조에 적합합니다.

특히, 에어로다이내믹한 후면 디스크와 같은 고정밀 부품 제작에 최적화된 기술입니다.

이 부품은 SLS 기술과 탄소섬유 강화 소재를 사용하여 제작되었으며, 고강성, 경량성, 효율적인 생산 공정을 통해 고성능 스포츠 및 엔지니어링 분야에서 중요한 역할

Turbine Duct

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) :  DuraForm® ProX® AF+, 알루미늄이 충진된 고강성 나일론

주요 특징

강성 높은 알루미늄 충진 나일론(Stiff Aluminum-filled Nylon)

: 소재 강도를 극대화하여 내구성과 안정성을 제공.

: 몇 시간 안에 12개의 프로토타입 제작 가능.

다양한 형상 평가(Different Geometries Evaluation)

: 다양한 형상을 신속하게 평가할 수 있어 설계와 테스트 효율을 높임.

조립 및 공기역학 테스트(Assembly and Aerodynamic Testing)

: 제작된 부품은 조립이 용이하며, 공기역학적 성능 평가에 적합.

금속 마감 옵션(Metallic Finish)

표면을 연마, 광택 및 가공하여 원하는 외관과 질감을 구현 가능.

적용 분야

에너지(Energy) : 터빈 구성 요소 설계 및 테스트/ 공기 흐름과 관련된 고정밀 부품 제작

항공우주 : 고강도와 경량화가 필요한 터빈 및 엔진 부품 제작. 고강성 나일론 소재

Turbo Pump

제작 방식 : Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) : DuraForm® PA, 고성능 폴리아미드 소재

특징

우수한 표면 마감 및 디테일 (Excellent Surface Resolution and Feature Detail):

SLS 기술로 제작된 터보 펌프는 고해상도의 표면 품질과 섬세한 디테일을 구현.

장기 환경 안정성

: 내구성이 뛰어나며, 높은 기계적 성질을 장시간 유지.

USP Class VI 테스트 준수 (Compliant with USP Class VI Testing)

: 바이오컴패터블(biocompatible) 요구 사항을 충족하여 의료 및 위생 산업에 적합.

가공 효율성 : SLS 기술로 복잡한 내부 구조를 간편하게 제작 가능.

적용 분야

산업용(INDUSTRIAL)

: 복잡한 유체 동력학 부품이 필요한 분야에서 사용.

: 터보 펌프와 같은 고압 및 고속 회전 부품 제작에 적합.

: 의료 기기 : USP Class VI 인증을 통해 위생 기준이 중요한 환경에서 사용 가능.

Reservoir Tank with Cap(뚜껑이 있는 저장탱크, SLS)

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) : DuraForm® PA, 고성능 폴리아미드 소재

특징

장기 안정성 (Excellent Long-term Stability)

실내 환경에서 5년 이상 기계적 성질과 색상을 유지

내구성이 뛰어나 오랜 기간 안정적으로 사용 가능

내구성과 강도 (Durable and Tough) 

기능성 플라스틱 부품 제작에 적합하며, 강한 내구성 제공

재사용율이 높은 소재 (High Reuse Rates)

소재 재사용율이 높아 폐기물 감소와 생산 비용 절감 가능

증기 매끄럽게 처리된 표면 (Vapor Smoothed Surface)

우수한 반투명성과 매끄러운 표면 마감

심미적 품질이 중요한 응용 분야에 적합

* 재사용 가능성 높은 소재를 활용하여 비용 효율성을 높이는 동시에, 심미적 품질과 기능성을 유지

크기 : 111 x 74.4 x 144.1mm

무게 : 0.2kg

프린트 시간 : 28시간 (냉각 12시간 제외)

후처리 : 증기 처리 및 KMT 테스트 완료

Particle Separator – Air Intake Pre-Filter(입자 분리기 - 공기 흡입용 프리필터)

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) : DuraForm® PA, 고성능 폴리아미드 소재

사용용도

엔진이나 공기 흡입 시스템에 들어가는 공기 중의 먼지와 입자를 미리 걸러주는 장치로, 먼지가 많은 환경(농업, 건설, 오프로드 등)에서 사용. 

필터 시스템의 효율성과 내구성을 높이는 역할

이 Particle Separator – Air Intake Pre-Filter는 SLS 기술과 DuraForm® PA 소재를 활용하여 극한의 먼지 환경에서도 높은 효율성을 제공하는 공기 흡입 필터입니다. 

복잡한 구조를 단일 부품으로 제작하여 조립 단계를 줄이고, 스스로 먼지를 제거해 필터 수명을 연장하는 기능이 특징입니다. 

이는 농업, 건설, 오프로드 및 철도와 같은 산업에서 중요한 역할을 합니다.

Vacuum Drill Jig(진공시스템)

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

특징

표준 구성 요소 통합

일반적인 표준 부품을 통합해 효율적인 설계와 제작.

Poka-Yoka 설계

사용자가 실수를 방지하도록 지침 설계(Poka-Yoka) 반영.

작업 중 조립 및 사용 오류를 최소화.

* Poka-Yoka(포카-요카)

일본어로 "실수를 방지한다"는 뜻으로, 작업자가 실수를 하지 않도록 설계된 시스템이나 장치를 의미

(쉽게 말해, "틀릴 수 없는 디자인"을 만드는 것)

2개의 진공 시스템

먼지 및 이물질 제거: 작업 중 발생하는 먼지나 잔해를 진공 시스템으로 효율적으로 제거.

진공 고정면: 진공 클램핑을 위한 맞춤형 표면 설계로 안정적 작업 환경 제공.

적용 분야

항공우주 및 방위 산업 (Aerospace & Defense)

복잡한 드릴 작업이 필요한 부품 제작에 적합.

안정성과 정밀도를 요구하는 산업에 이상적.

1. Industrial Hinges Pliers (산업용 힌지 플라이어)

지렛대 설계를 활용하여 일체형으로 출력된 힌지

기존 부품보다 경량화되고 인체공학적 설계로 제작됨

적용 분야

기계 부품이나 산업용 구조물에서 경량성과 내구성이 중요한 부품에 사용

2. Hand Grip

소재(Material): DuraForm® PAx Black, 고성능 나일론 소재

충격 강도(Impact Strength), 높은 신장율(High Elongation), 인장 강도(Tensile Strength)가 조화를 이루어 다양한 응용 분야와 까다로운 작업에 적합.

주요특징

* 강도와 유션성의 조화

장기 환경 안정성 : ASTM 기준으로 실내 환경에서 최대 8년, 실외에서 1.5년 동안 기계적 성능을 유지.

고강성 나일론 소재 : 실용적인 프로토타입 및 최종 사용 부품에 적합한 내구성 높은 나일론.

친환경적 재료 : 낮은 가공 온도로 인해 작업과 재활용이 용이.

3D 프린터 친화적 : 소재가 3D 프린터의 작동 및 유지보수에 적합.

총 파트 수 (Total parts) : 12개

빌드 높이 (Build height) : 251.6mm (9.9인치)

출력 시간 (Print time) : 30시간 (냉각 시간 12시간 제외)

후처리 (Post processing) : 없음 (N/A)

무게 (Weight) : 2.92kg (6.42 lbs)

제작 방식: Selective Laser Sintering (SLS)

소재(Material) : PA11 Natural, 고성능 폴리아미드 소재

완벽히 작동하는 프로토타입

움직이는 부품이 포함된 완전 작동 가능한 파이프 렌치

한 번의 출력으로 모든 이동 부품이 조립된 상태로 제작 가능

적용 분야 

산업용(INDUSTRIAL)

파이프 렌치와 같은 공구 및 장비의 프로토타입 제작.

복잡한 구조와 이동 부품이 포함된 공구를 효율적으로 제작 가능.

FULL BUILD EXAMPLE (전체 출력 예시)

총 파트 수 (Total parts) : 40개

빌드 높이 (Build height) : 254.9mm (10.0인치)

출력 시간 (Print time) : 23시간 (냉각 시간 12시간 제외)

후처리(Post processing) : 없음 (N/A)

무게(Weight) : 1.04kg (2.29 lbs)

Y Connector

제작 방식 : Selective Laser Sintering (SLS 300)

소재(Material) : PA11 Black, 고성능 폴리아미드 소재.

소프트웨어(Software) : Deep Space.

* Y Connector는 PA11 Black 소재를 사용한 SLS 기술 기반 부품으로, 맞춤형 파이프 연결 부품 제작에 적합합니다. 높은 내구성과 정밀도를 제공하며, 후처리 과정이 필요하지 않아 바로 사용 가능하다는 장점이 있습니다.

특징

커스터마이즈된 최종 사용 부품

Y자 형태의 연결 파이프 부품으로, 하나의 유입을 두 갈래로 나누는 용도로 설계됨.

높은 정밀도와 맞춤형 제작이 가능한 구조.

적용 분야

산업용(INDUSTRIAL)

공업용 파이프 시스템, 유체 분배 장치 등 다양한 산업에 활용 가능.

맞춤형 부품이 필요한 시스템에서 실용적.

Gripper Claw

제작 방식: Selective Laser Sintering

소재(Material): PA11 Black, 고성능 폴리아미드 소재.

소프트웨어(Software): Deep Space.

전체 빌드 예시 (FULL BUILD EXAMPLE)

총 파트 수 (Total parts) : 4개

빌드 높이 (Build height) : 226.7mm (8.9인치)

프린트 시간 (Print time) : 20시간 (냉각 시간 12시간 제외)

후처리 (Post processing) : 없음 (N/A)

무게 (Weight) : 0.70kg (1.54 lbs)

적용분야

주로 산업 환경에서 로봇 팔이나 자동화 시스템의 클로우(집게)로 활용

복잡한 스프링 구조를 별도의 조립 없이 출력하여 시간과 비용을 절감

추가특징

스프링과 같은 복잡한 구조가 한 번의 출력으로 통합 제작.

높은 정밀도와 기능성을 갖춘 제품으로, 산업용 작업에 적합.

Pocket Operator Housing(커스터마이징된 소비제부품, SLS)

제작 방식: Selective Laser Sintering

소재(Material): PA11 Black, 고성능 폴리아미드 소재

소프트웨어(Software): Deep Space

특징

커스터마이즈된 소비재 부품 (Customized Consumer Goods Part)

포켓 오퍼레이터(휴대용 장치)를 위한 외장 케이스 제작.

사용자의 요구에 따라 디자인 및 기능을 커스터마이즈할 수 있음.

고강성 및 내구성

PA11 Black 소재를 사용하여, 외부 충격 및 열에 강한 내구성을 제공.

적용 분야

소비재(CONSUMER GOODS)

휴대용 전자 기기의 보호 케이스 제작.

경량화와 내구성이 중요한 소비재 제품에 적합.

전자 기기

포켓 오퍼레이터와 같은 소형 기기의 맞춤형 하우징 제작.

다양한 디자인 및 구조적 요구를 충족할 수 있는 기술 제공.

전체 출력 예시 (FULL BUILD EXAMPLE)

총 파트 수 (Total parts) : 4개

빌드 높이 (Build height) : 34.3mm (1.3인치)

출력 시간 (Print time) : 3시간 (냉각 시간 7시간 제외)

후처리 (Post processing) : 없음 (N/A)

무게 (Weight) : 0.14kg (0.31 lbs). 최적화 설계

Pocket Operator Housing(커스터마이징된 소비제부품, SLS)

제작 방식 : Selective Laser Sintering (SLS 300)

소재(Material) : PA11 Black, 고성능 폴리아미드 소재

소프트웨어(Software) : Deep Space

주요 특징

발 보조기(Customized Foot Insole)

불안정한 보행을 개선하는 데 도움을 주며, 뇌성마비, 당뇨병, 평발, 외반/내반족 등 여러 발 질환에 적합한 맞춤형 인솔 제작.

고강성 및 내구성이 뛰어난 PA11 소재를 사용하여 일상적인 사용에 적합하고 장시간 유지 가능

사용자의 발 모양과 문제에 맞게 커스터마이징 가능

발의 불안정한 보행을 개선하는 데 도움.

미래를 설계하다, SLS 3D프린팅의 무한 가능성

폼넥스트 2024는 3D프린팅 기술의 현재와 미래를 한눈에 볼 수 있는 플랫폼입니다. 특히 SLS 3D프린터의 활용 사례는 혁신적인 제조 기술이 산업 전반에 걸쳐 어떤 변화를 가져올 수 있는지 잘 보여줍니다.  

소재의 다양성과 정밀성, 그리고 기존 제조 공정을 대체할 수 있는 유연성을 가진 SLS 기술은 이제 단순한 옵션이 아니라 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 이를 통해 기업은 제품 개발 속도를 높이고, 비용을 절감하며, 더 창의적인 설계를 실현할 수 있습니다.  

3D프린팅은 더 이상 미래의 기술이 아닙니다. 바로 오늘, 우리 손끝에서 이루어지는 변화의 중심입니다. 이번 폼넥스트 2024에서 확인한 혁신 사례들이 여러분의 사업과 아이디어에 새로운 영감을 줄 수 있기를 바랍니다. 3D프린팅과 함께 더 나은 내일을 만들어 보세요!