일본산업뉴스요약

독일, 자동차부품 양산에 3D프린터
BMW, 20만개 이상 생산 / 다임러, 우선 클래식카 부품

독일의 제조업에서 3D프린터를 양산에 활용하는 움직임이 확대되고 있다. BMW는 2018년에 전년 대비 40% 증가한 20만개 이상의 자동차 부품을 3D프린터로 생산하였다. 다임러는 클래식카의 교환 부품을 생산한다. 유럽 최대 화학기업인 BASF는 3D프린터 관련 기업을 잇달아 인수하고 있다. 제조 현장에서 3D프린터가 ‘당연시’되는 날도 멀지 않았다.

독일 뮌헨의 BMW Additive Manufacturing Centre. 지난 가을 BMW의 100만번째 양산 부품이 출하되었다. 그 부품은 스포츠카 ‘i8로드스타’의 창문을 열고 닫는데 사용하는 레일이다.

금속제로 된 30cm 자처럼 생긴 모양이지만 군데군데 구멍이 뚫린 복잡한 구조를 하고 있다. 경량화와 강도를 양립시키는 복잡한 모양을 만들 수 있는 것이 3D프린트의 강점이다. 미국 HP와 공동으로 제작한 고성능 프린터로 하루 100개의 레일을 만들 수 있다.

BMW는 2010년부터 레이스 차량의 부품을 3D프린터로 생산하고 있다. 12년에는 고급차 브랜드 ‘롤스로이스’의 ‘팬텀’에서 3D프린트 부품을 채용하였다. 단계적으로 채용을 늘리고 있으며 18년 생산량은 17년 대비 40% 증가하였다. 소형차 브랜드인 ‘미니’의 경우는 개인이 스스로 디자인할 수 있는 내장 부품의 제공도 시작하였다.

다임러는 ‘메르세데스 벤츠’의 클래식카의 교환 부품에 3D프린터를 활용하기 시작하였다. 우선, ‘300SL 쿠페’의 백미러 지주나 점화 플러그의 케이스를 정식 클래식카 대리점에서 판매한다.

폭스바겐은 18년 12월에 본사가 위치한 볼프스부르크에 ‘고도의 선진 3D프린팅센터’를 오픈하였다. 현재 폭스바겐은 부품 그 자체가 아니라 공구 제작에 3D프린터를 사용하고 있다. 양산 부품에 응용할 수 있도록 개발을 추진하고 있다.

3,100㎡의 부지에 공구 기술자나 개발팀을 모아 신제품이나 제조 프로세스를 개발한다. HP와 공동으로 개발한 신형 금속 3D프린터도 설치한다. ‘바인더 제트 방식(분사방식)’이라고 불리며, 금속 분말을 쌓아 결합재를 분사하여 성형한다. 지금까지 폭스바겐이 사용하고 있던 레이저로 금속 분말을 녹여서 굳히는 ‘SLM’방식과 비교하여 성형 속도가 빠른 것이 장점이다.

소재 업체나 공작기기 업체도 대응을 추진하고 있다. BASF는 18년에 들어 잇달아 독일과 프랑스의 3D프린터용 소재를 개발하는 업체를 인수한다고 발표하였다. 벨기에와 중국의 3D프린터 업체에 대한 출자도 결정하였다. 여러 종류의 3D프린트 기술에 대비하고 있다.

독일 기업과 경영 통합한 공작기계 업체인 DMG모리정기(森精機)의 모리 사장은 “30년에는 공작기계의 10%는 3D프린터로 대체될 것이다”라고 예측한다. 전문 분야인 절삭과 3D프린터에 의한 적층을 조합시킨 생산방법을 제안한다.

▶다음은 ‘4D’ 실용화 경쟁
3D에 빛∙시간 등을 추가하면 조형 후에 모양이나 기능이 변화

3D프린터 다음은 ‘4D’프린트 기술이 실용화를 앞두고 있다. 18년 7월에 독일 서부의 퀼른에서 열린 화학분야 국제회의에서는 메인 테마로 선정되어 활발한 논의가 이루어졌다. 4D프린팅이란 무엇인가? 어떤 가능성을 갖고 있을까?

아헨공과대학이 주최한 학회에는 세계 각지에서 연구자 약 40명이 참가하였다. BASF와 에보닉과 같은 화학기업에서 참가한 사람도 눈에 띄었다.

4D프린팅이라는 것은 3D프린터에 ‘플러스1’로서 열이나 수분, 시간 등의 요소를 추가한다. 조형한 물체가 열이나 물과의 반응이나 시간 경과로 모양이나 기능을 바꿀 수 있다.

아헨공과대학의 토머스 교수는 시간이 경과하면 봉우리가 벌어지거나, 벌어져 있던 꽃이 닫히는 데모를 소개하였다. 미리 장력을 가한 구조를 막(膜)으로 프린트하여 소재로 사용하여 의복에의 응용 가능성을 시사하였다.

의료 분야에서는 4D프린트로 만든 막 안에 약제를 담아, 약을 투여하고 싶은 위치에서 열이나 자력(磁力) 등 어떤 형태로든 힘을 가해 막을 터뜨리는 등의 응용이 추진되고 있다.

회의에서 소개된 시작(試作)은 소규모에 그쳤다. 독일 막스플랑크 지능시스템연구소의 마틴 교수는 “보다 큰 규모의 기능을 실현하는 것이 과제다”라고 말한다. 3D프린터에 이어 4D프린트 기술은 로봇공학이나 헬스케어, 패션 등의 제조를 바꿀 가능성을 안고 있다.

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