Q. 울산과학기술원 “3D프린팅 융합기술센터”에 대해 소개해주세요

이민식 연구원 : 3D프린팅 산업 전주기 구축의 마지막 퍼즐인 ‘3D프린팅 융합기술센터‘는 다양한 3D프린터가 있는 국내 최대 규모의 3D프린팅 특화센터입니다.

3D프린팅 기반 산업용 핵심부품 대량 생산을 위한 공정기술 개발과 실증 지원에 중점을 둔 센터는 자동차, 조선 등 주력 제조산업과 3D프린팅산업의 융합을 지원합니다.

3D프린팅 융합기술센터는 3D프린팅 산업용 핵심부품의 양산공정 개발·실증 지원을 전담할 계획입니다. 지난 2022년 5월부터 총 409억 원의 사업비를 투입해 테크노일반산업단지 산학융합캠퍼스에 부지 5,081㎡, 건축연면적 4,347㎡의 지하 1층, 지상 4층 규모로 건립됐습니다.

1층에는 3D프린팅 부품 양산 실증을 위한 디지털 팩토리실과 성과확산실, 2층에는 3D프린팅 부품 양산 공정과 설계 개발을 위한 엔지니어실이 만들어졌습니다. 3층은 주력 산업과 3D프린팅 산업 기업체들과의 협업을 위한 공동 R&D실, 4층은 센터 운영을 위한 행정 인력과 특수 기술 개발을 위한 사무실이 배치되어있습니다.

Q. 센터에서는 링크솔루션 EP-500 3D프린터를 어떤 용도로 쓰나요?

이민식 연구원 : 현재 “3D프린팅 융합기술센터”에서는 수요기업에 따라서 맞춤형으로 지원을 해드리고 있습니다. 예를 들면 고온에 버텨야 하는 프로젝트 문의가 들어오면 EP-500의 PEEK 소재로 대응해드립니다. 그리고 간단한 형상을 빠르게 확인하고 싶다고 했을 때에도 해당 장비를 주로 활용합니다. 선박 및 항공용 엔진 관련 요청은 금속3D프린터로 대응하고, 가벼우면서 금속을 대체하고 싶다면 SLS 기술로 지원해드리고 있습니다. 유니스트의 장비 상황을 아시는 울산 소재의 기업은 장비를 지정해서 요청하시기도 합니다.

Q. 수요기업과 협력한 사례 중 공개 가능한 케이스가 있나요?

이민식 연구원 : 아쉽게도 수요기업 및 기관에서는 R&D 목적으로 기업의 미래를 위한 신제품의 테스트 용도로 많이 문의하시기 때문에 기업명과 세부적인 데이터 공개가 어렵습니다.

하지만 사례를 대략적으로 말씀드리자면.. 유조선 탱크의 몰드를 만들 때 맨드릴(mandrel)이라는 부품이 필요합니다. 그 맨드릴을 만들 때 카본 수지를 감싸게 되는데 또 그것을 만들기 위한 몰드가 필요합니다. 해당 몰드를 테스트하기 위해 고온 소재 출력이 가능한 EP-500 3D프린터를 통해 지원을 해드렸습니다. 3D 프린터로 가능성을 확인할 수 있는 사례였습니다.

실제로 더 가능성을 확인한 사례가 있습니다. PEEK가 고온용 소재잖아요? 그래서 고온에서 사용되는 몰드의 고정 부품을 3D프린터로 제작하였습니다. 몰드의 부품을 처음에는 금속으로 했으나 금속이 열과 압력을 계속 받다 보니까 한계가 있었습니다. 처음에는 EP-500의 PEEK 소재로 테스트 하다가 기대 결과가 좋지 않았지만, Peek-carbon에서 유의미한 결과가 나와서 해당 기업에서 계속 검토하고 있는 중입니다.

해당 파트가 얇고 길다 보니까 조금만 열이랑 압력을 받아도 잘 휘게 되는데 설계를 변경하며 수 차례 테스트 결과 결국 마지막에 피크 카본으로 유의미한 결과가 나왔어요. 기존 제조 공법에서는 1단계에서 8단계의 과정이 있다면 EP-500을 활용하여 4단계까지 획기적으로 줄일 수 있었습니다. 경제성 측면에서는 풀어나가야할 부분이 있지만 긍정적으로 검토하고 있습니다.

파트 데이터를 보여드리면 이해가 쉬울텐데 저희도 고객사의 사례다보니까 공개가 힘든점 양해부탁드립니다.

Q. 기업지원 외에 유니스트 자체적인 프로젝트가 있으면 소개해주세요

이민식 연구원 : 작년까지는 없었는데 올해부터는 특정기업이 연구에 유니스트의 3D프린터를 사용하고 싶다고 요청하셔서 이제는 본격적으로 협업을 진행할 예정입니다. 현재까지는 기업지원사업 일환으로 업무를 진행했다면 이제는 3D프린터를 더 활용할 수 있는 방안을 모색하는 거죠

Q. EP 500을 활용하면서 작업속도, 비용절감, 정밀도, 연구효율성 측면에서 어떤 효과를 경험하였는지?

 이민식 연구원 : ABS소재가 세팅된 장비에서 비용 절감 효과를 크게 봤습니다. 소재에 대한 접근성을 높이기 위해 저가용 소재로 공정을 잡고, 비용을 80%를 절감할 수 있었습니다. 빠르게 형상을 보고 싶거나 기업에서 요청이 있다면 링크솔루션의 ABS 소재로 빠르게 대응할 수 있었습니다. 보통 특정 업체의 3D프린터는 타 사의 소재를 제한하는 경우가 많은데 링크솔루션의 장비를 통해 소재의 유연성 효과를 누리고 있습니다.

동일한 ABS인데 여러 개의 종류가 있잖아요 예를 들어서 ABS HS 등 종류가 많이 있는데, 조금만 공정을 변형시켜주면 쉽게 다른 소재를 쓸 수 있습니다. 타 사 장비에서는 그거에 대해서 엄격하게 통제되거나 라이센스를 추가적으로 구매해야하는 단점이 있습니다.

Q. 기존 3D 프린터랑 비교했을 때 EP-500의 차별점이나 가장 만족스러웠던 부분은 무엇인지?

고온 고강도의 슈퍼 엔지니어링 특수 소재를 쓸 수 있다는 점도 있지만, 지금처럼 엔지니어분들이 적극적으로 도와주십니다. 실제로 장비 문제가 발생하면 일정을 확인하고 거의 바로 달려 와서 오셔서 해결해 주셔서 좋은 거 같아요

실제로 EP-500을 자주 사용하면서 많은 테스트를 진행하고 있는데요. 간단한 오류는 내부적으로 어떻게든 하는데 전문적인 건 제가 따로 기다려야 되는 경우가 많거든요. 타 사보다 좀 더 빠르게 피드백이 오고, 엔지니어분들이 빠르게 방문하여 주셔서 만족하고 있습니다.

Q. 주로 사용하시는 소재나 이유를 간략하게 설명해 주세요

이민식 연구원 : ABS소재가 접근성이 좋아서 자주 사용하고 있습니다. 링크솔루션 장비를 2대를 운용하다 보니까 보통 1대는 ABS만 사용하고, 나머지 1대는 PEEK와 PEEK-Carbon을 위한 장비로 사용하고 있습니다.

한 대였을 때는 ABS랑 PEEK랑 같이 사용하다보니, 재료마다 챔버온도가 달라지는데, 이게 장비에 부하가 좀 갔던 것 같아요. 두 번째 EP 3D프린터를 도입 후에는 ABS, PEEK를 각자 사용하고 있어 문제없이 사용하고 있습니다.

그리고 피크와 피크 카본 소재 중에는 현재 내부적으로 데이터를 더 쌓아야 되는 피크를 좀 더 자주 사용하고 있습니다. 피크 소재가 재료 특성 상 피크 카본보다 변형 제어에 쉽지 않아 최적의 파라미터 값을 테스트하고 있습니다.  

Q. EP-500을 처음 도입하려는 회사나 연구기관에 해주고 싶으신 조언 혹은 혹시 추천할 의향이 있으신지요?

소재를 개발하는 회사나 기관에서 구매하면 좋을 것 같습니다. 링크솔루션은 소재에 대해서 타 사에 비해 비교적 자유로운 편입니다. 소재 개발 회사가 직접 구매해서 연구용으로 다양한 소재를 실험을 할 수 있다는 점에서 효용이 있을 것이라고 생각합니다. 실제로 소재 회사에서 EP-500에서 자사의 소재를 테스트를 해보고 싶다는 문의가 있었습니다.

📨 바쁘신 일정임에도 불구하고 흔쾌히 인터뷰에 응해주신 울산과학기술원 “3D프린팅 융합기술센터”에 감사드립니다. 지역 경제 발전을 위해 불철주야 노력하고 있는 “3D프린팅 융합기술센터”에 많은 관심과 지원 부탁드립니다.