Oqton 인수...생산 환경에서의 적층 제조 기술 촉진 위함

  

 

최대 3D 프린팅 기업 3D Systems 가 적층제조 기술의 생산성과 도입을 가속화시키기 위하여 새로운 변화를 시도했습니다. 그 노력의 일환으로, 이번에 3D Systems 가 Oqton^TM이라는 기업의 인수를 하였습니다.

 

Oqton 는새로운 유형의 지능형 클라우드 기반 AI Manufacturing Operating System (MOS) 플랫폼의 생성을 주도하는 소프트웨어 회사입니다. Oqton는인공지능 (AI)을 적용하여 원자재에서 완제품 구성요소까지의 추적 가능성과 함께 공장내의 전체워크플로 (작업의흐름)를 최적화합니다. 이러한 과정은 대규모 엔터프라이즈 시스템과 작업현장 제조 작업간의 중요한 연결을 제공하게된다고 3D Systems 는 설명했습니다.

 

           

 

 

이러한 조합을 통해, 유연한 생산환경에 맞게 조정되어진 동급 최강의 플랫폼을 가지게 되어, 적층제조를 위한 3D Systems 만의 소프트웨어 기반을 구축할 것입니다. 클라우드 기반솔루션은 산업용 사물인터넷 (IIOT), AI 및 머신러닝 기술을 활용하는 것입니다. 이러한 기술을 활용하여, 생산 과정에서 고급제조 및 자동화 기술을 최적화하기 위한 새로운 방법을 제공하는데 도움을 줄 것으로 3D Systems 는 기대하고 있습니다.

 

3D Systems 는 전체 생산 소프트웨어 플랫폼 제품군 ( 3DXpert^®, 3D Sprint^®, the Geomagic^® portfolio, and Additive Works’ Amphyon™) 에 대해 Oqton MOS 플랫폼을 옵션으로 선택할 수 있는 방식으로 제공할 계획을 가지고 있습니다. 이러한 방식은 전체생산 흐름을 최적화시킬 수 있고, 프린터 및 기타 중요한 디지털 생산시스템을 쉽고 지능적으로 통합할 수 있는 제조 소프트웨어를 제공할 수 있게 될것입니다. 

 

3D Systems 는 이 거래가 2021년 4분기에 완료될 것으로 예상하고 있습니다. Oqton은 클라우드기반 MOS 솔루션과내장형 AI, 머신러닝의 기능을 가지고 있어, 3D Systems의 3D 프린팅 지식 및 프로페셔널 경험을 결합할 수 있을 것으로 3D Systems는 기대하고 있습니다.

 

두 회사의 결합은, 급변하는 디지털 환경에서 3D 프린팅 비즈니스에 빠른 대처를 가능하게 할 것으로 보입니다.

<< 프린팅 방식: SLA >>

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● 업계 최고의 생산 등급 레진인 Accura® AMX™ Rigid Black - 자동차, 소비자 제품, 서비스 업체 등 다양한 시장에서 구조적 하중을 견딜 수 있는

    대형 부품 제작 가능

 

● TOYOTA Gazoo Racing 유럽 팀, Accura AMX Rigid Black 소재를 모터스포츠 응용 분야에 사용해 이전에는 생각할 수 없었던 제품 혁신 창출 

 

사우스캐롤라이나 주 록힐, 2021년 7월 13일 – 3D Systems(NYSE:DDD)는 획기적인 생산 등급 아크릴레이트 레진인 Accura® AMX™ Rigid Black을 출시한다고 오늘 발표했습니다. Accura® AMX™ Rigid Black은 3D Systems의 광조형(SLA) 기술과 함께 사용할 수 있도록 설계되어 우수한 분해능, 정확도 및 표면 품질로 장기간 기계적 사용에 따른 하중에도 잘 견디기 때문에 최초로 적층 제조 부품을 대량 생산할 수 있는 소재입니다. Accura AMX Rigid Black과 함께 회사의 SLA 3D 프린팅 기술, 3D Sprint®, 응용 분야 엔지니어링 서비스가 3D Systems 적층 제조 솔루션으로 제공되기 때문에 자동차 및 모터스포츠, 소비자 제품, 서비스 업체, 계약 제조업에 종사하는 고객들은 광범위한 생산 응용 분야를 빠르게 처리할 수 있습니다. 

 

Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 오프라인 매장용 고정구는

응력/변형률 인성에서 표준 열가소성 플라스틱과 비슷한 성능을 보입니다. 

 

 

3D Systems의 소재 과학자들은 어떤 환경에서든지 오랜 시간 견디는 기계적 속성과 안정성을 고려하여Accura AMX Rigid Black을 설계했습니다. 이 소재는 무려 8년 동안 실내에서, 그리고 1년 6개월 동안 실외에서 기계적 성능에 대한 테스트를 받았기 때문에 부품 성능과 안정성을 크게 개선할 수 있습니다. 표면 품질은 사출 성형 부품에 뒤쳐지지 않을 정도로 뛰어나며, 응력/변형률 인성 역시 표준 열가소성     플라스틱과 비슷한 성능을 보입니다. 또한 Accura AMX Rigid Black의 높은 등방성 속성은 부품 반복성과 정확도를 높여주는 효과가 있습니다.

 

 

Accura AMX Rigid Black은 부분적으로 TOYOTA Gazoo Racing(TGR) 팀에서 원했던 고급 생산 응용 요건에서 아이디어를 얻어 3D Systems가 최근에 개발한 고객 중심 혁신 소재입니다.3D Systems는 2019년에 TGR과 자동차 엔지니어링 변경을 목표로 파트너십을 체결했습니다. 이후로 두 회사는 자동차 설계 및 생산에 혁명을 일으켜 시장을 선점할 수 있는 제조 솔루션을 개발했습니다. TGR은 3D Systems의 Figure 4® 소재를 사용한 경험이 풍부했고, 특히 Figure 4 PRO-BLK 10의 기계적 속성에 깊은 인상을 받았습니다. 하지만 Figure 4 프린터의 제작 크기와 비교했을 때 CNC 고정구를 더욱 크게 제작하고 싶은 비전을 가지고 있었습니다.

 

TOYOTA Gazoo Racing 팀은 3D Systems에서 새롭게 출시한 Accura AMX Rigid Black을

사용해 이미지에 보이는 자동차 그릴 CNC 고정구를 제작하여 매끄러운 측면 벽과 우수한

등방성 강도를 자랑하는 생산 부품을 구현했습니다. 

 

 

TGR에서 생산 엔지니어링 및 미래 기술 부문 그룹 리더를 맡고 있는 Alexander Liebold는 “우리는 Accura AMX Rigid Black 덕분에 실물 크기의 생산 보조 도구를 포함해 복잡한 대형 SLA 생산 부품을 제작할 수 있게 되었습니다. 최근에는 대형 자동차 부품을 CNC 밀링에 적합하게 안정화할 수 있는 고정구를 개발할 때도 이 소재를 사용해 3D 프린팅했습니다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 이후로 이전에 부품 40개를 수작업으로 일괄 처리하던 프로세스와 비교했을 때 시간을 90%까지, 그리고 비용을 60%까지 절감하는 데 성공했습니다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 부품은 다른 적층 제조 기술과 달리 매우 매끄러운 측면 벽과 우수한 등방성 강도를 제공하기 때문에 높은 정확도로 많이 사용되는 지그와 고정구에 적합합니다. 이제 우리는 어떤 크기의 부품이든 제작이 가능해졌을 뿐만 아니라 원하는 만큼 오랫동안 필요에 따라 안심하고 제작한 부품을 사용할 수 있습니다. 이 소재는 앞으로 생산 제조업계의 판도를 바꿔놓을 것입니다.”라고 밝혔습니다. 

     

Accura AMX Rigid Black은 자동차 및 모터스포츠 분야에 커다란 이점을 선사하는 동시에 다음과 같은 분야에서 오랜 기간 사용할 수 있는 생산 부품을 제작하는 데도 적합합니다.

 

● 직접 디지털 생산으로 사출 성형 또는 소프트 툴링 공정을 비롯해 생산 보조 공구, 지그 및 고정구까지 대체할 수 있는 소비자 제품

 

● 구조적 하중을 지지할 수 있는 대형 기능성 프로토타입을 비롯해 제조업체와 티어 1 공급업체들이 소비자 제품, 산업 엔지니어링, 자동차, 모터스포츠 업계에 종사하는 여러 고객들에게 공급하는 최종 사용 생산 부품 같은 응용 분야를 요구하는 서비스 업체

 

● 레버, 암, 커플링, 크랭크, 지그, 고정구 등 하중을 지지할 수 있는 맞춤형 부품을 요구하는 특수 계약 제조업

Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 어쿠스틱 앰프는 뛰어난 표면 품질로 사출 성형 부품과 비교해도 전혀 손색이 없습니다 

 

 

3D Systems에서 재료 엔지니어링 및 개발 부문 수석 부사장을 맡고 있는 Dr. Edwin Hortelano는 “우리는 시장 판도를 바꿀 수 있는 소재를 출시하게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 혁신 제품에 투자하여 끊임없이 SLA 소재 포트폴리오를 늘려간다는 회사의 전략에 따라 Accura AMX Rigid Black의 도입은 앞으로 적층 제조를 통해 다양한 생산 응용 분야를 새롭게 발굴할 것으로 기대됩니다. 예를 들어 서비스 업체들은 최종 사용 제품을 제조하는 데 초점을 맞춰 대부분 작업을 진행하고 있습니다. Accura AMX Rigid Black은 회사의 SLA 3D 프린팅 기술과 결합되어 앞으로 서비스 업체들이 고객 요건을 더욱 효율적이고 경제적인 방법으로 해결하는 데 큰 역할을 하여 비즈니스 성장과 고객 혁신에 박차를 가할 수 있는 토대가 될 것입니다. 이번 제품 출시는 앞으로 3D Systems의 산업용 생산 등급 SLA 레진 포트폴리오 확장을 위한 여러 계획 중 첫 번째에 불과합니다.”라고 설명했습니다.

 

Accura AMX Rigid Black의 정식 출시 날짜는 2021년 7월 20일입니다. 이 소재에 대한 자세한 내용은 아래 출처를 참조하시기 바랍니다..

3D SYSTEMS

* 출처: https://www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-introduces-first-material-long-term-use-production-parts-manufactured

<< 프린팅 방식: DMP >>

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3D프린팅으로 인공 발목뼈까지 맞춤 제작한다.

 

- 생기원, 인체에 무해한 티타늄 소재에 적층제조 기술 적용해 고강도 구현

- 5월 20일(목), 인하대병원 정형외과 김범수 교수팀 이식 수술 성공

 

한국생산기술연구원(이하 생기원, 원장 이낙규)이 금속 3D프린팅기술을 활용해 티타늄 소재의 인공 발목뼈를 설계·제작하고, 인하대병원이 실제 환자에게 이식하는 수술을 성공적으로 진행했다.

 

 ㅇ 이번 수술은 국내 최초로 수행된 인공 발목뼈 임상시험이며, 생기원의 인공뼈 설계·제작 사례로는 두개골 2건, 흉골 5건, 골반 1건에 이어 9번째다.

 

□ 대상 환자는 60대 여성으로, 왼쪽 다리의 거골(발목 가장 위쪽뼈)에 혈액이 공급되지 않아 괴사하면서 발목이 정상적인 기능을 수행하지 못했던 환자였다.

 

 ㅇ 특히 지난 1년 동안에는 정상적인 걸음조차 제대로 딛지 못했으며, 2차적으로 발생한 관절염으로 인해 극심한 통증을 겪고 있는 상태였다.

 

 ㅇ 가장 널리 시행되는 수술방법은 기존 거골을 제거하고 뼈를 이식한 뒤 발목관절을 고정하는 ‘유합술’이다. 하지만 유합술 시행 뒤 딛고 걸을 수 있지만, 발목 관절이 움직이지 않아 자연스런 걸음을 할 수는 없다.

 

 ㅇ 다른 방법으로는 괴사된 거골을 제거하고 그 자리에 원래 모양과 똑같이 만든 복제품을 넣어주는 ‘치환술’이 있지만, 복제품 수입 자체가  불가능하고 매우 고가여서 그동안 국내 사례가 없었다.

 

□ 이에 따라, 생기원 기능성소재부품연구그룹 김건희 그룹장 연구팀은 3D프린팅 의료기기 전문기업 ‘큐브랩스㈜’와 함께 가볍고 인체에 무해한 티타늄 소재와 금속 3D프린팅 기술을 활용해 고강도 인공 거골을 환자 맞춤형으로 특별 제작했다.

 

 ㅇ 인공 거골은 인체의 좌우 무게균형을 위해 중량을 최소화하면서도 충분한 구조적 강도를 갖출 수 있도록 생기원의 독자적인 적층제조특화 설계기술이 적용됐다.

 

 ㅇ 또한 금속적층 공정제어를 통해 티타늄 분말을 10㎚ 직경의 금속간 화합물로 만들어 거미줄처럼 연결함으로써 고강도를 구현, 최종 완성해냈다.

 

□ 이를 기반으로, 인하대병원 정형외과 김범수 교수팀은 5월 20일(목) 오후 괴사된 거골을 제거하고 인공 거골을 정상 이식하는 ‘전치환술’ 수술에 착수, 성공을 거뒀다.

 ㅇ 또한 수술 후 검사를 통해 이식된 인공 거골이 안정적으로 기능하는 것 역시 확인했다.

 

□ 김건희 그룹장은 “의료 분야의 금속 3D프린팅 적용 성공사례가 지속적으로 누적돼 그 실효성이 대중적으로 인정받기 시작했다.”고 밝히며, “향후 수혜 환자의 폭을 더욱 넓히고 3D프린팅 의료기기 산업 육성에도 힘쓰겠다.”고 말했다.

 

 ㅇ 한편, 이번 수술은 안전성과 유효성 검증을 위해 수십 차례의 인공 거골 제작 테스트를 거쳐 식약처의 승인 허가를 받은 뒤 진행됐다.

 

<생기원 김건희 그룹장이 금속 3D프린팅으로 제작한 인공거골>

 

<정상적으로 기능하고 있는 인공거골>

 

<인하대병원 정형외과 김범수 교수팀의 전치환술 수술 장면>

 

 한국생산기술연구원(KITECH)

* 출처: https://www.kitech.re.kr/webzine/view.php?idx=151&m=13

<< 프린팅 방식: DMP >>

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- 니켈 적층제조 공정기술 및 품질관리 능력 인정

 

세계적인 적층제조 솔루션 기업 3D시스템즈(3D SYSTEMS)가 2018년 5월 10일, 미 해군과 함께 유지보수부품을 금속 적층제조기술로 제작하는 프로젝트를 추진했습니다.

 

3D시스템즈는 미 해군과 최근 군수방위 부품의 내부식성 향상을 위한 적층제조 공정기술 개발 계약을 체결했다고 밝혔습니다.

 

해당 프로젝트는 국가 적층제조 혁신 연구소와 국방부가 진행했으며 3D시스템즈가 최종 계약자로 선정됐습니다. 미군은 3D시스템즈가 부식 관련 데이터 분석, 니켈 합금 적층제조 공정기술, 적층제조과정에서의 산소 포화도 최소화 기술, 적층제조 부품 품질관리 기술 등을 기반으로 우수 부품을 적층제조할 수 있는 능력을 높게 인정했다는 후문입니다.

 

물류관리연구소(LMI)의 2018년 연구보고서에 따르면 미 해군에서는 해수환경의 영향으로 연간 85억달러 이상의 부식 관련 비용이 발생하고 있는데, 이는 총 유지 보수비용의 20%가 넘는 수준이라고 합니다. 고가의 열처리 및 절삭 가공의 과정을 요하는 기존의 제조공정에서는 금속에 응력을 가해 물성을 약화시키기 때문에 부식이 가속화되는 단점이 있습니다.

 

이에 3D시스템즈는 이번 프로젝트를 통해 적층제조기술로 내구성 및 내부식성이 탁월한 부품을 생산하고 해수환경에서 부품 내부식성 향상을 위한 후처리 기법을 추가적으로 연구하고 있습니다. 또한 부식 데이터 분석 작업을 통해 관찰된 부식증상들을 해결하기 위해 금속 3D프린팅 장비 운영의 공정 변수와 적층 제조 전문 소프트웨어 운영 최적화 과정을 검증해나가고 있습니다.

 

3D시스템즈 우주항공 및 군수방위 엔지니어링 전문가인 Jared Bllecher 박사는 “최적의 내부식성 부품을 설계 및 적층제조하고, 부품의 부식률을 정량화해서 품질 검수 및 해당 부품의 교체 주기를 결정할 수 있는 가이드가 마련될 것”이라며 “또한 적층제조부품에 대한 열처리 공정 개발을 통해 니켈 초합금 부품의 물성을 향상시킴으로써 내부식성을 강화해 제작 비용, 유지보수 비용, 부품교체 비용 등 전체 비용을 절감시킬 것”이라고 밝혔습니다.

 

이번 프로젝트에는 3D시스템즈를 포함해 뉴포트 뉴스 조선(Newport News shipbuilding), 노스롭그루먼 이노베이션 시스템(Northrop Grumman Innovation Systems) 등이 참여하며, 니켈 합금 부식을 식별할 수 있는 가이드 라인 공동개발을 위해 4종의 상이 표면 처리 부품 및 4종의 상이 열처리 공정을 적용한 부품으로 240종의 부식 테스트를 진행했습니다.
뉴포트 뉴스 조선은 금속 적층제조 기술을 활용해 해군 전투함을 제작하기 위해 3D시스템즈의 DMP 금속 3D프린터를 설치한 바 있습니다.

 

한편 그간 3D시스템즈는 항공기 부품에서 잠수정 부품에 이르는 적층제조 부품을 개발 공급하면서 십 수 년 동안 미 국방부에 적층제조 전문성 제공에 기여해 왔습니다. 또한 3D 시스템즈의 적층제조기술은 우주항공산업분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다.

 

신소재 경제 | 신근순 기자

 

* 출처 및 번안 참고 : 
http://amenews.kr/news/view.php?idx=41065 
https://www.3dsystems.com/blog/2018/2018-05/how-newport-news-and-us-navy-can-reduce-cost-enhance-performance-and-ramp
https://www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-and-huntington-ingalls-industries-partner-transform-us-navy-shipbuilding

 

 

 

 

뉴스 리포트

 

경남 창원의 한 기업체 3D 프린팅센터.

특수장비를 착용한 직원이 대형 3D프린터기의 가동 준비를 마치면, 1600도의 레이저가 설계대로 금속을 깎아 층층이 쌓아 올립니다.

기존 가공기술로는 만들지 못했던 정밀하고 복잡한 모양의 금속부품은 최근 우리 전투기 KF-X에도 장착됐습니다.

우리 기술로 만든 부품이라 국산 첫 전투기의 부품 국산화 비율 65% 달성에도 기여하고 있습니다.

[조현철/두산중공업 3D프린팅 기술개발팀장]

"부품을 가볍게 만들 수 있고요, 여러 개의 부품을 하나로 통합해서 만들 수가 있습니다. 그러다 보니까 조립공정이 사라지기 때문에 그만큼 납기도 줄어들고 단가도 절감시킬 수가 있습니다."

영하 160도의 액화상태인 천연가스를 바닷물 등을 활용해 기체 상태로 변화시키는 해수식 LNG 기화기.

일본이 독점하고 있는 이 설비를 이 업체는 3년 동안 연구·개발한 끝에 우리 기술로 만들었는데 3D 프린팅이 큰 역할을 했습니다.

3D프린팅 기술로 축소 모형을 수 차례 만들어 문제점을 파악하고 성능도 개선해 일본 제품을 뛰어넘은 겁니다.

[최규평/태진중공업 기술연구소장]

"(해수식 기화설비는) 100% 일본 업체가 독점해왔습니다. 그것을 국내 업체로 국산화하자 (수입 대체 효과가) 국내시장은 한 5천억 원 정도 가능하다고 저희들은 보고 있습니다."

우리나라 3D 프린팅 시장은 운영기술과 전문인력 부족 등으로 세계 8위 수준.

[김우종/3D프린팅산업협회 사업부장]

"(공공기관 등이) 국내 기업들이 개발한 제품을 구매해서 제품 성능에 대한 피드백을 통하여 국내 기업이 경쟁력을 갖고 세계시장에 진출할 수 있도록 꾸준한 기술 개발과 지원이 절실하다고 생각합니다."

금속 3D프린팅 산업 시장은 2024년 전세계 11조 원 규모로 급성장할 것으로 전망됩니다. 

 

 MBC 뉴스

* 출처: https://imnews.imbc.com/replay/2021/nwtoday/article/6167058_34943.html