3D 프린팅은 다양한 기술과 수많은 프린터가 결합되어 무수히 많은 분야에 활용되는 광범위한 주제입니다. 3D 프린팅을 처음 접하신다면 어디서부터 시작해야 할지, 혹은 자신에게 적합한 분야인지에 대해 궁금해하는 것은 당연한 일입니다. 이에 도움을 드리고자, 여러분이 지식을 쌓고 더 현명한 결정을 내릴 수 있는 기반을 마련해 드릴 수 있을 것으로 생각되는 내용을 이 목록에 정리해 보았습니다.
적층 제조라고도 불리는 3D 프린팅은 기존의 물체 제작 방식과 정반대입니다. 조각가가 점토를 깎아내는 것처럼 재료를 가공하거나 "제거"하여 물체를 만드는 대신, 3D 프린팅은 필요한 부분에만 재료를 층층이 쌓아 올려 물체를 만듭니다. 제품 디자이너와 엔지니어는 디지털(CAD) 파일을 3D 프린터에 업로드하면, 프린터가 이를 바탕으로 입체적인 3D 물체를 출력합니다.
열가소성 플라스틱이 가장 흔히 사용되는 재료이지만, 이 기술에는 광중합체, 에폭시 수지, 금속 등도 포함됩니다. 인체 세포와 젤라틴을 혼합한 최첨단 바이오 잉크도 복잡한 조직 모델을 3D 프린팅하는 데 활용되고 있습니다. 심지어 초콜릿과 같은 식용 재료도 3D 프린터에 사용되고 있습니다.
3D 프린팅은 도입을 강력히 뒷받침하는 여러 가지 비즈니스 이점을 제공합니다. 이러한 이점은 다음 여섯 가지 핵심 요인으로 요약됩니다:
• 설계의 자유 – 기존 제조
방식의 제약에 얽매이지 않고 설계 목적에 맞게 부품을 최적화할 수 있습니다• 내장형 기능 – 3D 프린팅을 통해 부품이나 조립체 내에 추가 기능을 포함시킬 수 있어 제조 공정을 생략하고, 사이클 타임을 단축하며, 비용을
절감할 수 있습니다• 간소화된 공급망 – 주문형 생산 및 사용 지점 생산은 기존 공급망을 우회하여 배송 속도를 높이고 재고 비용을
절감합니다• 맞춤화 – 규모의 경제라는 제약이 사라짐에 따라 맞춤화가 대중화될 수 있어 시장 차별화를
더욱 강화할 수 있습니다• 비용 효율적인 제조 – 금형 제작이 필요 없으므로 가장 큰 제조 비용 중 하나가 제거되어 소량 생산도 비용
효율적입니다• 수명 주기 지속 가능성 – 설계의 자유도와 사용 지점 생산을 통해 더 가볍고 최적화된 부품을 제작할 수 있어 연료 소비를 줄이고 환경적 영향을 감소시킵니다.
즉, 3D 프린팅은 새로운 가능성을 열어줍니다. 생산 주기를 며칠 단축하고, 최종 조립의 복잡성을 제거하며, 가볍고 고강도 구조물을 제작하고, 초현실적인 프로토타입을 만들어 경쟁력을 높일 수 있습니다.
3D 프린팅은 시제품 제작 과정을 가속화하는 데 필수적인 도구입니다. 그러나 그 활용 범위는 시제품 제작을 넘어 제품 수명 주기의 다른 측면까지 확장됩니다.
• 제조 – 설계의 자유도와 경제적으로 타당한 소량~중량 생산은 제품 설계와 운영 개선에 새로운 가능성을 열어줍니다. 이 두 가지 역량이 결합되어 적용될 경우, 수십 년 동안 이어져 온 공급망과 비즈니스 모델을 혁신할 잠재력을 지닙니다.
• 금형 – 3D 프린팅 금형의 장점으로는 주문형 생산, 맞춤화, 설계의 디지털화, 그리고 제한 없는 설계 유연성이 있습니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 공급업체를 배제하고, 리드 타임을 단축하며, 디지털 창고 관리를 가능하게 하고, 제조 현장의 생산성을 높일 수 있습니다.
• 판매 및 소매 – 3D 프린팅은 소매업체에 혁신의 기회를 제공하여, 고도로 맞춤화된 주문형 제품과 고객과 공동으로 개발한 “공동 디자인” 상품과 같은 새로운 경험을 선사합니다.
• 애프터마켓 공급 – 예비 부품 및 교체 부품 생산에 3D 프린팅을 도입한 기업은 부품 창고를 3D 프린터나 계약형 3D 프린팅 서비스 업체로 대체하여 부품을 적시 생산(JIT) 방식으로 제조할 수 있습니다.
이는 도입 규모와 사용되는 3D 프린팅 기술의 구체적인 유형에 따라 달라집니다. 3D 프린터의 가격대는 사무실 환경에 적합한 비교적 저렴한 기기부터 크고 고가의 산업용 프린터에 이르기까지 다양합니다. 특정 기술 범주 내에서 저가형 시스템과 고가형 시스템의 차이에는 부품 크기, 소재의 다양성과 품질, 그리고 시스템의 정밀도, 신뢰성 및 일관성 등이 포함되는 경우가 많습니다. 프로토타입 제작을 위한 기존 모델링 방식이나 CNC 가공, 사출 성형과 같은 전통적인 제조 방식에 비해, 3D 프린팅은 일반적으로 훨씬 빠르며 소량 생산 시에는 비용도 훨씬 저렴합니다. 이 기술의 이점과 적용 분야가 확대됨에 따라, 기술 규모도 적절히 확장할 수 있습니다.
3D 프린팅은 시제품 제작 및 설계 개선에 소요되는 시간과 비용을 줄여 프로세스를 가속화합니다. 금형 제작이나 기계 가공에 필요한 시간 동안 훨씬 더 많은 3D 프린팅 시제품을 훨씬 저렴한 비용으로 생산할 수 있습니다. 풀컬러 다중 소재 프린터로 출력된 매우 사실적인 시제품은 최종 제품과 유사하여 더 빠르고 더 나은 의사결정을 가능하게 합니다.
3D 프린팅을 통해 디자이너는 수작업 모델링이나 외부 모델 제작 업체에 의뢰하는 기존 방식에 비해 디자인 과정을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 디자인 과정을
전적으로 사내에서 처리하세요. 3D 프린팅을 활용하면 디자이너는 디자인 과정을 완전히 주도할 수 있습니다. 사내에서 모델을 제작하면 외주와 관련된 시간을 절약할 수 있습니다. 일정의 유연성이 높아지면 디자이너는 새로운 아이디어를 시도하고 빈번하게 반복 개선할 수 있어, 결과적으로 눈에 띄는 더 나은 제품을 만들어낼 수 있습니다. 더 빠르고 스마트하게
프로토타입을 제작하세요. 외주는 비용이 너무 많이 들고 시간이 오래 걸리기 때문에, 특히 CMF(색상-소재-마감)가 적용된 모델의 경우 더 상세한 프로토타입을 반복적으로 제작하기 어렵습니다. 3D 프린팅의 속도와 간소화된 워크플로는 디자이너에게 수십 개의 정교한 프로토타입을 제작할 수 있는 자유를 제공하며, 동시에 최적의 디자인에 도달하는 시간을 단축시켜 줍니다. 아름답고 매우
정교한 모델을 제작하세요. 풀컬러, 다중 소재 프린팅을 통해 디자이너는 단 몇 시간 만에 실제 제품과 똑같이 보이고, 느껴지며, 심지어 기능까지 하는 프로토타입을 만들 수 있습니다. 제품의 색상, 질감, 인체공학적 특성을 평가할 수 있다는 것은 고객으로부터 더 나은 피드백을 받고 더 빠르게 승인을 받을 수 있음을 의미합니다.
3D 프린팅은 제품을 만들기 위해 고가의 금형을 제작하고 설치할 필요가 없게 해줍니다. 적층 방식의 특성상, 사출 성형 금형 투자와 달리 규모의 경제에 의존하지 않는 빠르고 소량 또는 중량 생산 솔루션이 됩니다. 이는 이전에는 경제성이 없었던 소량 및/또는 주문형 생산 분야에서 새로운 기회를 열어줍니다. 또한 어디서나 부품을 쉽게 프린팅할 수 있는 분산형 제조를 지원합니다. 예를 들어, 항공사는 제조업체로부터 예비 부품을 배송받아야 하는 대신 정비 시설에서 직접 3D 프린팅으로 부품을 제작할 수 있습니다. 금형 제작 관점에서
볼 때, 3D 프린팅은 기존 금형보다 훨씬 짧은 시간과 적은 비용으로 지그, 고정구, 로봇 팔 끝단 공구 및 기타 제조 보조 도구를 생산할 수 있어 동일한 민첩성을 제공합니다. 이러한 도구들은 제조 방식에 맞춰 설계되는 대신 작업자의 인체공학적 요구에 맞춰 쉽게 맞춤화 및 최적화될 수 있습니다. 금속 대신 고강도 열가소성 플라스틱을 사용하면 도구를 더 가볍고 사용하기 편리하게 만들 수 있어 작업 효율을 높이고 사이클 타임을 단축할 수 있습니다.
3D 프린팅은 성형이나 기계 가공과 같은 기존 제조 방식을 전면적으로 대체하는 것은 아닙니다. 그 장점은 기존 기술들이 경쟁력이 없는 부분에서 이를 보완해 준다는 데 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅의 적층 방식은 기계 가공이나 성형으로는 불가능한 구조물을 만들 수 있습니다. 또한 금형 제작에 대한 투자가 필요 없기 때문에 소량에서 중량 생산까지 경제적으로 실현 가능합니다. 마찬가지로, 3D 프린팅은 생산을 시작하는 데 훨씬 더 빠르다는 장점이 있습니다. 바로 이 때문에 GM은 팬데믹 상황에서 인공호흡기를 생산하기 위해 생산 라인을 재편할 때 3D 프린팅을 도입했습니다. 요컨대, 3D 프린팅은 도구 상자 속의 또 하나의 도구이지만, 전략적으로 활용될 경우 기존 제조 방식에 비해 핵심적인 이점을 제공하는 도구입니다.
최종 사용 부품을 3D 프린팅으로 제작하는 데 유리한 다섯 가지 특징은 다음과 같습니다
: • 복잡성 - 기계 가공이나 성형으로 제작하기 어렵거나
불가능한 부품 • 막대한 초기 투자 비용 - 사출 금형
제작에 드는 높은 초기 비용 • 재설계
- 변경 가능성이 높은 신제품 설계 • 맞춤 제작 - 특정 용도를 위한 단품
생산 • 소량~중량 생산 – 수백 개에서 수천 개 규모의 부품을 경제적으로 생산
이 기술에 익숙해지고, 제품 수명 주기 전반에 미치는 영향을 이해하며, 귀사의 비즈니스에서 이점이 있을 수 있는 분야를 파악하는 것이 논리적인 첫 단계입니다. 이러한 분석은 비즈니스 목표를 명확히 하고 3D 프린팅이 이점을 제공하는 접점을 파악함으로써 보완됩니다. 더 빠른 프로토타이핑을 원하십니까? 제품 개발 주기를 단축하고자 하십니까? 제조 비용을 절감해야 합니까?
이 백서는 3D 프린팅이 이러한 목표를 달성하기 위해 비즈니스를 어떻게 변화시키는지에 대한 핵심적인 통찰력을 제공합니다. 또 다른 초기 단계로는 서비스 업체에 3D 프린팅을 아웃소싱하는 것입니다. 이를 통해 초기 프린터 투자 비용 없이도 이 기술의 이점을 누릴 수 있습니다. 3D 프린팅의 사용 및 적용 범위가 확대됨에 따라, 이 기능을 사내로 도입할 비즈니스 타당성을 평가할 수 있습니다.
익숙해지는 정도와 필요한 교육량은 선택한 3D 프린팅 기술의 종류에 따라 다릅니다. 하지만 가동을 시작하는 데 많은 교육 시간을 투자할 필요가 없는 3D 프린터도 많이 있습니다. 이러한 프린터에 포함된 소프트웨어는 간단한 작업 흐름을 제공하여, 사용자가 CAD 모델에서 출력된 부품으로 빠르게 진행할 수 있게 해줍니다. 일반적으로 프린터와 그 기능이 정교할수록 효과적인 도입을 위해 더 많은 교육이 필요합니다.
3D 프린팅 부품을 제작하기 위해 서비스 업체와 계약하는 것은 이 기술의 이점을 경험해 볼 수 있는 좋은 방법입니다. 이를 통해 3D 프린팅 전문가의 전문 지식과 통찰력을 얻을 수 있으며, 해당 전문가는 귀하의 특정 목적에 맞게 기술을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 프린터 구매와 관련된 초기 비용을 피할 수 있으므로, 초기 자비 부담은 일반적으로 더 적습니다. 반대로, 이미 3D 프린터를 보유하고 있는 고객들은 사내 생산 능력이 한계에 달했을 때 업무량을 분산하기 위해 서비스 업체를 이용합니다. 또한 서비스 업체는 대부분의 기업이 보유한 것보다 더 다양한 종류의 3D 프린팅 기술을 지원합니다. 이는 사내 3D 프린팅 역량과는 다른 3D 프린팅 서비스를 원할 때 유용합니다.
저희는 30년 이상 3D 프린팅 솔루션을 통해 고객의 문제 해결을 지원해 왔습니다. 귀사의 용도에 적합한 기술이 무엇인지, 프린터와 서비스 업체 중 어떤 것이 더 적합한지 판단하는 데 도움을 드릴 뿐만 아니라, 궁금한 점에 대해서도 언제든지 답변해 드립니다. 지금 바로 문의해 주시면, 이 혁신적인 기술을 통해 다음 단계로 나아갈 수 있도록 도와드리겠습니다.
