[인더스트리뉴스 김관모 기자] 스트라타시스(Stratasys)는 세계 최초로 설립된 3D 프린터 전문회사로, FDM(Fused Deposition Modeling) 프린터를 통해 전 세계에 3D 프린터 시장의 가능성을 처음 알렸다. 지금은 한국을 포함해 13개 국가에 지사가 설립돼있으며, 155개의 리셀러 회사와 2,100명의 직원을 갖추고 있다. 이런 인프라 구축 결과 스트라타시스는 세계 각지에 약 14만여 개의 솔루션 및 장비를 설치했으며, 3억 달러의 현금 자산을 보유할 정도의 거대 산업군을 이루고 있다.

한국과 아시아, 오세아니아 지역에서 오랜 기간 활동해온 스트라타시스코리아(이하 스트라타시스) 다니엘 톰슨 지사장은 “자사의 3D 프린터는 시스템 및 재료와 일치하는 독점 빌드 준비와 자사만의 제어 S/W를 사용하고 있다”며, “이 S/W와 H/W의 조합은 제조 산업의 어떠한 시스템에서도 요구에 충족하는 최상의 프린팅 결과를 제공한다”고 강조했다.

고기능성 FDM 및 독자적인 폴리젯(PolyJet)으로 물성과 디자인 모두 잡다

스트라타시스 3D 프린터의 핵심은 FDM과 폴리젯이다. 먼저 FDM 프린팅 기술은 고체의 플라스틱 필라멘트를 뜨거운 노즐에서 용융한 뒤 압출해 층층이 쌓아가면서 모양을 만드는 것으로, 1988년 창업자 스콧 크럼프와 리사 크럼프 부부가 발명했다. 이 기술은 전 세계에서 가장 보편적으로 사용되는 프린팅 기법이기도 하다.

현재는 전 세계 많은 기업들이 이 기법을 활용해 프린터를 개발하면서 도전장을 내밀고 있지만, 스트라타시스는 고기능성의 FDM 기술을 발전시켜 독보적인 기업 가치를 지키고 있다. 특히 실제 산업용 엔지니어링 열가소성 플라스틱을 사용해 일반 플라스틱 파트처럼 완제품으로 사용할 수 있을 만큼 내구성과 강도를 갖춘 것이 특징이며, 치수 안정적인 파트를 반복해서 제작할 수 있는 높은 신뢰성을 제공한다. 현재는 항공우주, 자동차, 의료 분야 등에서 제조용 툴링, 소량생산 완제품의 부품 등으로 활용되고 있으며, 포드, 에어버스, 보잉, 지멘스 모빌리티 등 다양한 글로벌 제조사들이 스트라타시스의 FDM 기술을 활용해 제조 프로세스와 비즈니스를 혁신하고 있다.

폴리젯 3D 프린팅 역시 스트라타시스만의 고유 기술로 자리잡혀있다. 이 기술은 잉크젯 프린트 헤드를 통해 분사되고 UV 광을 사용해 경화되는 액체 광중합체 수지를 사용한다. 그러면 빌드 트레이 상에 액체가 분사되고 각 층을 UV광으로 경화시킨다. 이 기술은 최대 7가지의 다른 속성을 지닌 소재를 동시에 쓸 수 있어서 주목받고 있다. 지금까지 나온 소재를 통해 최대 50만 가지의 색상을 구현할 수 있으며, 다양한 재료를 한꺼번에 사용해 모든 범위의 경도와 강성을 하나의 프린터에서 구현할 수 있다. 따라서 지금까지 나왔던 어떤 3D 프린터와도 차별성을 지니고 있어 제조산업에서도 크게 관심을 기울이고 있다.

톰슨 지사장은 “최근 출시된 스트라타시스의 폴리젯 프린터 J55는 표준 선형 프린팅 방식(standard linear printing motion)을 사용하는 이전 PolyJet 기계와 다르게 새로운 회전 프린팅 플랫폼을 사용한다”며, “이 제품은 풀 컬러로 프린팅 할 수 있고 사용법이 매우 간단하므로 디자이너와 소규모 엔지니어링 팀에 이상적”이라고 덧붙였다.

기술 소개보다 고객의 문제점 파악을 위한 솔루션에 집중

반면, 스트라타시스의 아성에 도전하는 기업들도 늘고 있다. FDM은 이미 2009년에 특허권이 풀려 이미 많은 기업들이 FDM 프린터를 양산하고 있다. 폴리젯 역시 지난해 특허권이 만료되면서 많은 프린터 업체들이 이 기술 개발에 뛰어들고 있다. 따라서 더욱 차별화된 솔루션과 제품을 산업군에 내놓기 위해 지난해에도 9,000만 달러를 투자하는 등 스트라타시스는 R&D 투자에 심혈을 기울이고 있다.

톰슨 지사장은 “스트라타시스는 이미 20년 이상의 폴리젯 기술 노하우를 가지고 있으며, 1,200여 개의 특허도 보유하고 있을 정도로 계속 발전해나가고 있다”면서, “새로운 제팅(jetting) 기술을 만들려는 새로운 경쟁자들은 현재 우리 회사의 프린터 품질과 일치하려면 중대한 과제를 안게 될 것”이라면서 자신감을 내비쳤다.

하지만 스트라타시스는 자신들이 가진 기술의 장점을 내세우는데에만 머물고 있지 않다. 중요한 것은 고도의 기술력이 아니라 산업현장에 최적화된 솔루션이라는 것이 스트라타시스의 비전이다.

톰슨 지사장은 “폴리젯 프린팅 기술은 이미 고도로 발전돼 있어서 스트라타시스 제품의 슈퍼 하이 스피드 모드를 사용하면 빠른 시간에 다량의 제품을 양산하는 것도 가능하며, 하이퀄리티 모드를 사용하면 매끈하고 초고밀도의 제품을 만들 수 있다”면서, “중요한 것은 고객사가 가진 문제점이 무엇이며, 어떤 해결책(solution)을 제시하고 거기에 맞는 모드를 활용할 것이냐가 핵심”이라고 강조했다.

이와 관련해 스트라타시스는 다양한 베스트 프랙티스도 고객사에게 소개하고 있다. 먼저 스트라타시스는 중국에 판매되고 있는 BMW Mini 자동차의 외장형 파트에 구매 고객이 원하는 디자인이나 문양, 글씨 등을 새겨넣을 수 있는 맞춤형 옵션들을 제공하고 있다.

이뿐만 아니라 지멘스 모빌리티는 RRX 철도 서비스 센터에 열차의 섀시나 프레임워크를 유지 보수하기 위해 커넥트 툴을 제공하고 있으며, 이 툴 제작에 스트라타시스의 3D 프린터와 울템(Ultem) 소재가 사용되고 있다.

또한, 글로벌 청소기업체 ORECK에게 측정이나 가공이 까다로운 형상의 고정장치를 3D 프린팅으로 손쉽게 해결해주기도 했으며, 국내에서는 TPC메카트로닉스와의 계약을 통해 다양한 툴을 제작하는 3D 프린팅 솔루션을 지원했다.

톰슨 지사장은 “스트라타시스는 한국 제조업체들이 3D 프린팅에 대해 더 깊이 탐구하고 이 도구를 사용해 제조 운영을 개선하는 방법을 고려할 것을 권장하고 있다”며, “기존 제조 기술과 비교하여 3D 프린팅은 제조 민첩성, 부품 복잡성 및 기존 제조의 한계로 인한 문제를 해결하는 새로운 방법을 제공한다”고 말했다.

3D 프린터를 통한 진정한 스마트팩토리 산업 선도

아직까지 한국 3D 프린팅 기술이나 산업의 발전은 더딘 편이지만, 톰슨 지사장은 한국 3D 프린팅 시장을 매우 긍정적으로 보고 있다. Ernst & Young(2019)이 발간한 ‘Global Additive Manufacturing Report’의 설문조사에 따르면, 한국인 참가자의 81 %가 3D 프린팅을 경험해본 것으로 나타났기 때문이다. 이는 중국(78%)이나 캐나다(77%), 프랑스/벨기에/영국(74%)보다 높은 수치다. 다만 이런 경험은 주로 프로토타입 또는 콘셉트 모델링에 한정돼있다는 한계점도 있다고 그는 지적했다.

그러면서 “딜로이트 인사이트는 스마트팩토리를 전통적인 자동화를 넘어서서 완전히 연결되고 유연한 시스템으로의 도약이며, 데이터 스트림을 사용해 고객의 새로운 요구사항을 학습하는 것이라고 정의하고 있는데 이에 전적으로 동의한다”며, “이런 스마트팩토리를 위해 유럽이나 미국의 제조 회사들은 파일럿과 테스트를 계속 진행하고 있다. 한국 제조산업에서도 이런 노력이 필요한 상황”이라고 말했다.

따라서 스트라타시스는 제조산업이 3D 프린팅에 더욱 가깝게 접근할 수 있도록 다양한 전략을 마련하고 있다. 먼저 이번 신제품인 폴리젯 프린터 J55의 마케팅과 더불어 스마트 팩토리를 확산할 수 있는 솔루션 강화에 전념할 계획이다.

먼저 스트라타시스는 3D 프린팅의 스마트 팩토리 이니셔티브를 선도하기 위해 장비와 소프트웨어 상호 연결성을 추가로 개발하고 있다. 이를 통해 제조업체는 스트라타시스 프린터를 회사 네트워크에 완벽하게 연결하고 ERP/PLM 소프트웨어 또는 공장 통신 프로토콜과 통신 할 수 있다. 또한 최근 3D 프린팅 센터에서 프린팅 소스를 관리하는 데 도움이 되는 3D 프린팅 주문 예약 및 관리 소프트웨어인 GrabCAD Shop도 시작했다.

이밖에도 스트라타시스는 새로운 제품과 소재를 계속 출시하면서 변화하는 산업에 최적화된 솔루션도 제공하고 있다. 먼저 지난 2019년에는 의료산업을 대상으로 하는 J750 Digital Anatomy Printer(DAP)를 출시했다. 이 기술은 수술 계획, 훈련 또는 의료 기기 개발에 사용될 수 있는 환자 특정 해부학 프린팅 및 초현실적인 인체 해부학 모델을 성형할 수 있다. 또한 탄소 충전 나일론 소재(carbon filled nylon)도 출시했다. 이 소재는 생산 라인의 지그 및 픽스처와 같이 매우 단단하고 내구성 있는 부품이 필요한 애플리케이션에 이상적이다.

톰슨 지사장은 “한국 제조업은 아직까지 다소 보수적이며 변화나 테스트에 대한 도전이 미흡한 부분이 있다”며, “이에 우리는 고객의 요구와 요구 사항에 대한 친밀한 이해를 바탕으로 새로운 기술과 재료 개발을 위해 지속적으로 노력하고 있다”고 말했다. 아울러 “언택트 시대를 지내고 있는 산업군에서 효율적인 RoI(투자자본수익률)를 낼 수 있는 스마트팩토리 구축에 3D 프린팅 기술이 기여할 수 있도록 할 것”이라고 강조했다.

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