AM 특화 계약 서비스 회사인 Additive Integrity의 설립자 사라 괴르케는 2024년 주목해야 할 3D 프린팅 트렌드에 대해 전망하면서 2024년을 산업 구조조정의 불확실성과 함께 점점 더 이행되는 기술적 약속들이 다가오는 해가 될 것이라 바라보았다.

먼저 현재의 트렌드를 세 가지 측면에서 짚어 보았다. 첫째, 확장 가능한 생산 현실로서의 디자인의 자유는 2024년을 위한 미래이다. 둘째, 첨가물 제조 분야에서 HP와 같은 기업은 지속 가능성 이니셔티브에 집중하고 있다. 셋째, 최종 제품, 브리지 생산 및 예비 부품 가용성과 같은 보다 많은 최종 사용 애플리케이션이 시장에 출시될 예정이다.

 

사라 괴르케는 2024년을 3D 프린팅의 보다 구체화된 실현이 가능한 해로 내다보았다. “새해의 시작은 일반적으로 오래된 습관이나 기술에서 벗어나 새로운 것을 선호하는 새로운 출발과 이동을 의미한다. 하지만 3D 프린팅의 영역에서 새해의 시작이란 종종 성취되지 않은 약속으로부터 잠재력의 실현으로의 전환을 나타낸다. 적층 제조(AM)는 오랫동안 유망한 산업으로 칭송되어 왔지만, 그것의 핵심적인 3D 프린팅 기술은 강력한 제조 등급의 기술로 인정되기보다는 복제자와 같은 개념과 유사한 공상과학소설에 비유된다. 그러나 2024년에는 3D 프린팅에 대해 한 약속이 현실화하기 시작할 수 있을 것으로 보이며 이러한 잠재적 변화를 사람들은 3D 프린팅을 미래지향적이고 공상 과학 같은 개념들과 연관시키는 것보다 제조업에서의 실용적인 적용을 위해 더 많이 인식하기 시작할 수 있을 것이다.”

 

사라 괴르케에 따르면, 우리가 3D 프린팅에서 2024년에 예측할 수 있는 가장 큰 추세는 실현 가능한 약속과 산업 구조 조정의 불확실성이다. 3D 프린팅이 이행 가능할 것으로 보이는 약속은 “복잡성은 자유롭다”라는 문구에 포함된 설계 제한으로부터 해방, 지속 가능성을 위한 폐기물 감소를 위한 헌신, 프로토타이핑에서 최종 제품으로의 전환 가속화, 시장 출시 기간 단축, 온디맨드 요구사항을 충족하기 위한 현지화된 생산 촉진 등 다양한 보장을 포함하고 있다.

그러나 이것은 세간의 이목을 끄는 약속들 중 일부에 불과하다. 결국, 이러한 약속들은 대량 생산 측면에서 대부분 성취되지 못한 채 남아있었기 때문에 가장 세간의 이목을 끄는 실망들 중 일부가 되었다.

복잡함은 자유롭다

종종 “복잡함이 자유롭다”라고 표현되는 3D 프린팅의 주요 셀링 포인트 중 하나는 디자인/지리적 복잡성 측면에서 전통적인 제조 제약을 제거하는 것이다. 새로운 형태와 모양은 3D 프린팅의 한 층의 공정에서만 가능한 단일 빌드에서 만들 수 있다. 금형도 없고 밀링도 없다.

최근 부상하고 있는 적층제조설계(DfAM) 분야는 분산융합(PBF)이나 융합 필라멘트 제조(FFF) 등 특정 3D 프린팅 기술에 맞춘 CAD 디자인을 만드는 데 초점을 맞추고 생산 능력을 최적화하는 것이다. 인쇄 과정의 선택은 지지 구조에서 후처리 및 최종 제품에 이르기까지 디자인 고려 사항에 상당한 영향을 미친다. 이러한 주목할 만한 발전은 디자인의 자유를 통한 확장 가능한 생산의 실현에 중점을 두고 있다.

2024년을 예상하는 중추적인 진행은 디자인의 자유로 인해 확장 가능한 생산을 실현하는 데 초점을 맞추고 있다. 생산은 적층제조(AM)에서 다음 해의 약속을 통합하는 가장 중요한 주제이다. 복잡한 프로토타입이 현재 디자인 사이클 시간을 단축시키는 것을 보여주지만, AM의 지속적인 과제는 특히 대량 생산에서 우위를 차지하기 위해 경쟁하는 데 있어 역사적 제약을 해결하는 것이다.

현재 AM은 대량 생산을 위해 사출 성형을 풀 준비가 되어 있지 않지만 목표 지역에서의 최종 용도 생산은 증가하고 있다. 이미 항공우주, 국방, 자동차 등 까다로운 산업 분야에서 복잡한 부품들이 개발되고 있다. 3D 프린팅 공정을 통해서만 만들 수 있었던 부품들은 항공기는 물론이고 국제우주정거장(ISS)의 우주 공간에서도 생산되고 있으며, AM 회사들은 국방부와 계약을 맺는 경우가 늘고 있다. 레이싱 팀들은 공기역학적인 차체를 경량화하는 온디맨드 부품에 의존하고 있다.

또한, 열교환기와 같은 복잡한 디자인은 자연에서 영감을 받은 디자인이 도달할 수 있는 충분한 기회를 제공한다. 

 

 

그린워싱이 아닌 지속 가능성

세계는 지속 가능성에 초점이 맞춰져 있고, 우리는 다시 한번 그린워싱이 아닌 진정한 영향력으로 나아가기를 기대하고 있다. 폐기물 감소, 재료 사용량 감소, 에너지 소비 감소, 재활용 가능성 감소, 탄소 중립성 등 제조업에서 지속 가능성 계획으로 가는 길은 수없이 많다.

이 가운데 첨가제 제조 분야에서 HP와 같은 기업들은 지속 가능성 이니셔티브에 집중하고 있다.

섬유 기반의 지속 가능한 패키지, HP Personalization 및 3D Printing의 글로벌 책임자인 Mariona Company는 독점 논평에서 다음과 같이 설명한다. “지속 가능성은 새로운 트렌드는 아니지만, 전 세계적으로 75%의 기업이 지속 가능한 포장에 대한 약속을 한 반면, 30% 미만의 기업이 목표를 달성할 준비가 잘 되어 있다. 재활용이 어렵고 해로운 물질에서 벗어나 포장에 대한 우리의 접근 방식을 바꾸는 것은 지속 가능한 영향을 발전시키는 의미 있는 방법이며, 기업이 약속을 이행하고, 보다 환경친화적인 제품에 대한 소비자의 기대를 충족시키고, 증가하는 글로벌 규제 목록을 준수하도록 유지하는 것을 돕는다.”

 

“진정으로 지속 가능한 제조를 위해서는 처음부터 환경에 미치는 영향을 염두에 두고 제품을 설계해야 한다. 3D 프린팅은 순환 경제를 창출하고 디자인 혁신과 최적화를 가속화할 수 있는 능력으로 인해 보다 지속 가능한 미래를 위한 디지털 제조 추세를 촉진하는 핵심 요소이다. 한 가지 예는 전통적으로 제조 비용이 많이 들었던 플라스틱 포장에 대한 환경친화적이고 생분해성 대안인 성형 섬유이다. HP의 성형 툴링(Molded Fiber Tooling) 솔루션이 최근 발전함에 따라 더욱 복잡한 형상을 만들고 포장 무게를 최대 10%까지 줄일 수 있게 되었다. 또한, 제조 과정에서 자재의 70%를 재사용할 수 있어 기존 플라스틱 포장에 비해 훨씬 환경친화적인 대안이 된다.”

 

“3D 프린팅과 핵심 산업 파트너십은 그 어느 때보다 장벽을 허물고 성형 섬유 제조에 대한 접근성을 높여 브랜드 미학을 보완하는 고품질 디자인이 가능한 지속 가능한 패키징 솔루션의 새로운 시대를 개척할 것이다.”

영향력이 큰 산업(포장)과 첨단 제조업의 교차점에서 파트너십과 도달 범위의 영향이 정면으로 작용한다. 

 

출시 기간 단축

급속 프로토타이핑(RP)에 뿌리를 두고 있는 적층 제조(AM)의 진화는 중요한 여정을 의미하며, 이 기술은 본래 급속 프로토타이핑의 기초적인 적용으로 인정받고 있다. 프로토타이핑의 증가된 속도는 직접적으로 최종 제품의 더 빠른 생산으로 이어지는데 이는 3D 프린팅의 가치 제안을 지속적으로 강조하는 중요한 측면이다.

시장은 최종 제품, 브릿지 생산 및 예비 부품의 접근성을 포함하는 최종 사용 가능성의 확장을 목격하고 있다. 시장 출시 시간의 개념은 새로운 디자인을 도입하는 것을 넘어 이제 예비 및 교체 부품의 신속한 배치를 통해 다운타임을 최소화하고 3D 프린팅의 기능을 통해 시장의 요구를 충족시킨다. 

 

가용성 가속화에 대한 약속이 3D 프린팅의 역사에서 분명히 드러났지만, 2024년은 기대치를 재정의할 것으로 예상된다. 다가오는 해는 더 넓은 적용 범위, 더 높은 가용성, 더 높은 고객 인식 및 더 광범위한 재료 포트폴리오로 현재의 표준을 넘어설 준비가 되어 있다. 이러한 확장은 AM(Additive Manufacturing)이 영향력을 확장하고 더 광범위한 채택을 보장함에 따라 “시장 출시 시간”의 매개 변수를 재정의할 예정이다.

 

주문형 제조

거의 10년 전에, 나사가 근본적으로 우주에 렌치를 “이메일로” 보냈다는 뉴스들로 헤드라인들이 떠들썩했다. 뉴스에 따르면, 그것은 국제 우주 정거장 우주 비행사들이 특정한 도구에 대한 필요성을 표현한 결과이고, 내장된 프린터를 사용하여 그것을 3D 인쇄할 수 있도록 CAD 파일이 전송되었다.

이 주목할 만한 사건은 온디맨드 생산의 본질, 즉 필요한 곳과 시간을 정확하게 확보하는 것을 강조한다. 

 

가정에 더 가까워지면서 이러한 약속은 점점 더 적층제조를 통해 구체화되고 있다. 동일한 기계와 재료를 갖춘 시설은 심지어 다른 대륙에서도 동일한 디지털 파일에서 정확히 동일한 부품을 생산할 수 있다. 이것은 현재의 현실이며 채택률이 증가할수록 더욱 인상적이다. 싱가포르의 엔지니어들은 두바이에 있는 동료들에게 파일을 전송하고 실리콘 밸리에 있는 엔지니어들과 파일을 공유할 수 있으며, 팀 화상 통화에서 각각 동일한 완성 부품을 제시할 수 있다.

이 특별한 약속은 이미 실행 가능성을 입증했지만, 이 담론에 포함된 내용은 적층 가공(AM)이 도래했을 뿐만 아니라 주문형 제조 환경을 적극적으로 재편하고 있다는 귀중한 알림이 된다. 

 

산업 재편

오늘날 우리가 알고 있는 3D 프린팅 기술에 대한 최초의 특허는 1980년대에 출원되었다. 프로세스도 40년 전과 같지 않고, 업계 자체도 그 당시와 전혀 달라 보인다. 일부 대규모 순수 AM 회사는 수십 년의 운영 역사를 갖고 있지만 3D Systems, Stratasys, EOS 등 대부분은 업계 블록에 새로 등장한 회사이다.

업계 구조조정은 지속적인 과정이었으며, 2023년은 특히 격변과 전복된 기대에 직면해 있었다. 특히, 3D Systems와 Stratasys의 합병 실패로 인해 순수 공기업 상위권의 전면 재편이 이루어졌다가 무너졌다. 또한, 1980년대 최초의 특허가 오늘날 3D 프린팅 세계의 주류로 남아있는 융합 증착 모델링(FDM; Stratasys) 및 광조형(SLA; 3D Systems) 기술을 탄생시킨 이들 회사에 속해 있다는 점도 주목할 만하다.

 

3D 시스템즈/스트라타시스 뉴스가 올해 가장 큰 뉴스가 된 반면, 이 뉴스는 더 큰 트렌드의 광고판이었을 뿐만 아니라, 자사의 더 큰 규모의 드라마틱한 실패의 헤드라인이 되기도 했다. 스트라타시스는 또한, 거의 데스크톱 메탈을 인수할 뻔했다. 나노 디멘션은 스트라타시스 인수를 위한 여러 차례의 입찰에서 실패했다. 결국, 두 회사 모두 구조조정 계획을 발표했고, 스트라타시스는 우레탄 시설뿐만 아니라 금속 부품 생산 시설 중 하나도 매각했다.

 

이런 가운데 글로벌 상황이 영향을 미치고 있는 것은 물론이다. 스트라타시스, 나노디멘션 등 3D 프린팅 업계의 주요 기업들은 이스라엘에 본사를 두고 주요 사업장을 두고 있다. 물론 10월부터 계속되는 이스라엘 전쟁은 해당 지역에 인력을 둔 기업들에 큰 영향을 끼친다. 예를 들어 나노디멘션은 당초 평소대로 사업장을 발표했다가 2023년 12월로 예정된 임시 주주총회(EGM)를 취소했다.

 

코로나19 이전과 마찬가지로 우크라이나에서 계속되고 있는 잔혹 행위를 포함한 현재의 전쟁들은 기업들로 하여금 직원, 파트너, 고객의 삶이 위태로운 예측하지 못한 상황에 적응하고 적응하도록 강요하고 있다.

인수합병(M&A)은 여전히 중요한 초점으로 남아있으며, 2024년에는 추가 구조조정이 이루어질 것이 확실시된다.

 

3D 프린팅이 우크라이나, 가자 및 기타 전쟁으로 타격을 입은 지역에서 볼 수 있는 것처럼 인도주의적이고 방어적인 노력에 여전히 중요한 역할을 하고 있음에도 불구하고 글로벌 상황의 불확실성을 고려할 때 예측은 거의 할 수 없다.

 

다른 M&A 활동은 계속되고 있는데, 예를 들어 빅렙이 먼저 HAGE3D를 인수한 후 스팩을 공개할 것이라고 발표한 후(pdf), 넥사3D가 아디팹, XYZ프린팅의 SLS 사업, 에센티움을 인수하는 것, 6K가 글로벌 금속 분말을 인수하는 것, 셰플러 특수 기계가 에어로신트를 인수하는 것, 고엔지니어가 래피드 PSI를 인수하는 것, 얼라인 테크놀로지가 큐빅큐어를 인수하는 것, ADDITC가 엘렘 첨가제 솔루션을 인수하는 것, 그리고 복원 3d가 컨포미스를 인수하는 것과 같은 중요한 움직임이 있다. 앞으로 진행될 움직임에는 인수합병 및 합작회사를 포함하지만 이에 국한되지 않는 전략적 대안을 고려하는 복셀젯과 같은 것들이 포함된다. 

 

사라는 말한다. 과연 2024년은 3D 프린팅 분야에서 최고의 해가 될 것인지 지켜보지 않을 수 없다고. 물론 매년 그렇다고 말할 수 있겠지만 말이다. 

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