사진. 마크포지드

마크포지드는 3D프린터를 개발하며 다양한 특성을 가지고 있는 소재를 공급하고 있다. 특히 다양한 연속섬유 강화 플라스틱 소재를 활용함으로써 부품의 강도를 금속 수준으로 성형해 시제품이 아닌 바로 활용될 수 있는 3D 프린팅 부품을 제공, 생산 시간을 절감시키고 있다. 이러한 특징으로 동사가 협동로봇과 3D프린터가 결합된 스마트팩토리를 실현할 수 있는 솔루션으로 스마트팜에도 큰 역할을 기여하고 있다. 스마트팜에는 협동로봇이 도입되는데, 그리퍼를 포함한 로봇의 다양한 커스터마이징 EOAT(End of Arm Tooling)를 마크포지드의 프린터로 출력함으로써 무게를 줄이고 다양한 애플리케이션에 구현될 수 있도록 돕고 있기 때문이다. 

사진. 여기에

시제품뿐만 아니라 완성품 제작까지 지원
마크포지드는 다양한 산업용 3D프린터를 통해 제조현장의 생산 시간을 절감시키고 있다. 특히 마크포지드는 시제품뿐만 아니라 소비자나 생산자가 현장에서 사용할 수 있는 완성품 제작할 수 있는 3D프린팅 솔루션을 지원해 폭 넓은 산업군에 제공하고 있다.

플라스틱 소재로 가공된 3D프린팅 부품은 소재의 물성한계로 제품개발 중에 형상 및 부분적인 작동 검토를 위한 시제품 제작에 사용돼 왔다. 하지만 마크포지드사의 고객군은 연속섬유 복합소재(Continuous Fiber Reinforced composite) 및 다양한 기능성 소재를 제공하는 동사의 3D 프린터로 생산현장의 다양한 생산 툴 및 최종 사용자 부품을 제작하는 용도로 3D프린터를 사용하고 있다. 

마크포지드사의 3D프린터는 연속섬유 3D 프린팅 소재와 기능성 엔지니어링 소재를 듀얼 압출 포징하는 유일한 방식으로 알루미늄보다 가볍지만 알루미늄 보다 강한 부품을 생산한다. 

마크포지드 백소령 지사장은 “마크포지드 사의 CFRP 3D프린터가 제공하는 듀얼 압출 포징기술은 CFRP 제작 공법을 3D 프린팅이 기술화된 것이다”라며  “CFRP 3D프린터의 강성 원리는 트러스 구조를 심고 시멘트를 타공하는 건축 작업 원리와 유사하다. 듀얼 압출 포징을 통해 연속섬유를 프린트하면서 건축물 트러스처럼 부품에 보강재 역할을, 그리고 다양한 탄소복합소재, 울템, TPU, 나일론, PLA ,ESD 등의 기능성 엔지니어링 소재들을 듀얼 포징해 시멘트 역할을 하도록 해 강성 및 기능성 구조체를 만드는 방법으로 부품을 성형한다. 그 결과 많은 사람들이 주거하고 활동하는 대형 건물의 강화 원리처럼 마크포지드의 3D 프린팅 성형품 또한 탁월한 강성, 연성, 기능성을 조합한 부품 제작을 지원해 최종 부품으로 사용되고 있다. 프린팅 소재가 기능성 연속 섬유 및 복합 소재로 제작돼 무게는 플라스틱으로 가볍지만 강도는 알루미늄 보다 높다. “이러한 이유로 기능성 부품뿐만 아니라 연비강화가 중요한 미래 모빌러티 부품 및 경량화 강성 그리고 기능성이 중요한 우주항공, 드론, 군수방위, 전자, 에너지 등 핵심 빅테크 산업에서 부품 제작 용도로 사용되고 있다.”라고 전했다. 

가볍고 강한 기능성 부품 제작이 가능하다는 점과 더불어 추가적인 경화. 열처리 및 세척 작업 또는 분진을 발생하는 디 파우더링 및 화학적 퓨징작업 같은 번거로운 후처리 작업이 필요없고 추가적인 사상 작업 없이도 사용가능한 탁월한 표면 조도의 부품 제작이 가능하다. 

사진. 마크포지드

또한, METAL X 금속 3D프린터는 필라멘트 형식의 금속 분말을 압출 성형하는 기술로 타 금속 프린팅 기술대비 성형 중 열응력에 탁월하게 관대해 작업자가 여타 금속 프린팅 보다 쉽고 간편하게 금속 프린팅 작업을 수행할 수 있다. 또한, 금속 분말의 분진 위험으로 부터 자유로워 보다 간편한 작업 현장에서 금속 프린팅 부품 제작이 가능 하다. 이러한 이유로 생산현장 및 군수방위 작전 현장에서 생산툴, 수리보수 및 유지 관리 부품 제작용으로 사용되고 있다. 3D 프린터의 대표적 성형 특장점으로 꼽히는 내부 유로 및 기체 채널, 대면적 다공 구조 및 래티스 구조체 등을 프린트해 열교환기, 필터, 분사노즐, 흡배기 매니폴드 등의 기능성 부품 제작에 사용된다. 

ADAM(Atomic Diffusion Additive Manufacturing)은 해당 금속 프린팅 기술은 용접성이 낮거나, 절삭이 어려운 난삭재 및 공구강 등의 소재성형도 지원하기 때문에 생산현장의 다양한 금속 생산 툴로 사용되고 있다. 

협동로봇과 3D프린터를 결합한 스마트팜 제시
마크포지드는 3D프린터뿐만 아니라 스마트 팩토리를 실현할 수 있는 방안인 로봇과 3D프린터가 결합된 스마트팜을 제시하고 있다.

백소령 지사장은 “당사가 소개하는 스마트팜은 적층제조 공장에 최소인원으로 또는 사람이 없어도 3D 프린팅 자동화 시스템으로 부품 생산을 지원하는 스마트 팩토리의 모듈 버젼이라 할 수 있다.”라고 말했다. 

마크포지드사의 디지털 포징은 3D 프린터, 소재, 그리고 소프트웨어 등의 적층제조시스템 들뿐만 아니라, 로봇 시스템을 포함한 제조사의 제조 생산 SW/HW를 연계해 제조 계획, 시행, 운영 및 관리를 포함한 부품 제조를 자동화를 지원하는 플랫폼이다. 더불어 연속섬유 3D프린팅 강성경량화 로봇 생산툴은 로봇이 핸들링 할 수 있는 중량을 높이고 내구성 또한 높은 효율적인 생산툴로 자리 잡고 있다. 

사진. 마크포지드

향후 노령화 및 인구절벽으로 직면할 구인 문제를 해결할 수 있는 스마트팩토리는 전사적차원의 시스템 연결, IoT, AI 등으로 구성돼 있어 프로젝트 규모가 크다. 하지만 동사는 3D프린팅 스마트팜을 스마트팩토리로 확장할 수 있는 파일럿 시스템이자 프로젝트성 배치 양산 자동화를 지원하는 작은 규모에서도 운영할 수 있는 솔루션을 제공하고 있다. 지금 당장 구인문제에 직면한 제조 중소기업 및 프로젝트성 배치 양산을 자동화하는 큰 규모의 제조 기업에서 투입돼 자동화 및 생산성 향상을 위한 제조 플랫폼으로 사용되고 있다.

사진. 마크포지드

백소령 지사장은 “3D프린터를 단순히 프린터 영역을 넘어서 다양한 솔루션을 제공하며 얻은 레퍼런스를 기반으로 대기업에서도 그리고 중소기업에게도 쉽게 적용할 수 있는 제조 방안을 제시할 계획이다”라고 전했다.