독일, 맞춤형 산업용 3D 프린터 시장이 열린다

- 신속한 제작을 위한 3D 프린팅 부품 활용도 증가, 전체 부가가치 사슬에 변화 가능 –

- 국내기업, 신기술 개발과 더불어 판로 개척에 나서야 할 때 -

□ 독일 내 산업형 3D 프린팅 도입 증가 추세

 ○ ‘3D 프린터 플랫폼’을 창설한 3D 프린팅 전문 소프트웨어 기업 3yourmind의 영업대표 퀴르(Stephan Kuehr)는 ‘3D 프린팅’이라는 새로운 제조방식에 대한 높은 관심이 있다고 밝힘.

  - 만일 부품이 더 이상 미리 제조되지 않고, 필요에 따라 말 그대로 버튼 하나로 현장에서 생산 가능할 경우, 이는 중기적으로 전 부가가치 사슬을 변화시킬 수 있을 것으로 전망됨.

 ○ 시장조사기업 가트너(Gartner)는 전 세계 약 250개의 부품업체를 통한 인터뷰 결과, 약 1/3이 적층형 제조공정*을 투입하고 있거나, 테스트 중이라고 답변함. 응답 기업의 39%는 향후 2년 내 이러한 공법을 사용하고자 한다고 답변함.

   * 3D 프린팅을 이용한 생산공법은 적층형 제조공법(Additive Fertigungsverfahren)이라 불림.

 ○ 3D 프린터 시장 내에서는 아직 최상의 기술에 대한 경쟁이 한창인 상황임. 따라서 아직까지는 사용목적에 따라 상이한 3D 프린터가 필요하며, 산업용 기기의 경우 가격이 상당히 고가임.

  - 롤란트 베르거(Roland Berger) 컨설팅은 수년 내에 프린터를 통한 직접발생비용이 약 1/3로 감소할 것으로 예측함.

□ 독일 기업 내 3D 프린팅 도입 사례

 ○ 독일 철도(Deutsche Bahn), 현재 200개의 3D 프린팅 부품 사용 중

  - 독일 철도(Deutsche Bahn)는 전년 가을 이래 3D 프린터를 통해 제작된 개별 제품을 본격적으로 활용하기 시작했으며, 회사 내부적으로 발족한 ‘3D 프린팅 네트워크’ 담당자 브리크베데에 따르면, 현재 약 200개의 다양한 부품이 사용되고 있다고 함.

  - 이전에 3D 프린터는 주로 매우 세밀한 제작이 필요한 프로토타입(prototype)에 투입됐던 반면, 이제는 신속한 부품 제작에 도입되는 추세임.

  - 독일 철도는 기존에 차량 클러치 커버 등의 특정 부분을 높은 비용을 들여 교체해야 했던 반면, 3D 프린터를 투입해 뚜렷이 적은 비용으로 부품 수리가 가능하게 돼 비용절감 효과가 매우 크다고 함.

  - 브리크베데는 장기적으로 볼 때 부품을 직접 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 개선하거나 기능을 융합시킬 수도 있다고 밝히고, 이를 현실화하기 위해서는 기업이 보다 심도 있게 공정에 개입해야 할 것이라고 전함.

  - 독일 철도는 아직까지는 외부에서 프린팅 제작을 하고 있으나, 곧 자체적으로 기기를 구매하고자 함. 이는 첫 단계로 3D 프린팅 관련 자체 노하우를 확충하는 데 기여할 것으로 예상됨.

  - 독일 철도는 가능한 한 빠른 시일 내에 새로운 3D 프린터 활용 가능성을 발굴하기 위해 현재 다양한 생산 공장을 방문하고 있다고 밝힘.

  - 2016년도 가을경 이 회사는 공식적으로 ‘Mobility goes additive’이라는 네트워크를 발족하고, 올 한 해 1000개의 부품을 프린팅할 계획이라고 밝힘.

 ○ 항공기 엔진 제조 전문기업인 MTU, 디지털화와 더불어 3D 프린팅 부품 도입

  - 3D 프린팅의 의미가 증가하면서, 맞춤형부품이나 복합적인 부품 생산도 가능해짐. 그러나 프로코프 독일 공작기계연합(VDW) 협회장은 "아직은 생산비용이 높으며, 대량생산의 경우 경쟁 가능한 단가에 도달하기에는 아직 갈 길이 멀다"고 지적함.

  - 그럼에도 불구하고 이 기술은 천천히 도입되고 있는 추세이며, MTU 역시 혁신을 통해 선택적 레이저 소결공법으로 A320 neo 엔진 정비를 위한 부품(boroskopaugen: 내시경 눈)을 생산하고 있음. 예전에는 금형이나 절삭공법을 활용해 이를 생산함.

3D 프린팅 공법으로 제조된 엔진 부품

자료원: MTU Aero Engines

  - MTU는 현재 이른바 제조업과 IT를 융합하는 ‘인더스트리(Industry) 4.0’으로 이전 단계에 있는데, 이 회사의 공작기계는 총 시스템과 커뮤니케이션을 통해 완전 자동으로 작동되고 있음. 이 회사는 디지털화를 통해 경기 약화를 보상하는 기회로 삼고, 기계 기술 분야에서 경쟁이점을 확보하는 것이 점점 더 어려워지는 상황에서 네트워크화된 생산 솔루션을 통해 새로운 기회를 모색 중. 페터스 MTU 생산공장장은 "3D 프린팅 기술 역시 항공 분야의 미래에 속하는 기술"이라고 밝힘.

 ○ 3D 프린팅 시장 확대를 위한 도전과제

  - 페터스는 3D 프린팅이 미래 기술이긴 하나, 자체적인 걸림돌을 극복해야 한다고 밝힘. 특히 해당 분야는 매우 보수적으로 생산된 자재의 성질이 오늘날 주물공정을 통해서 생산되는 제품과 100% 일치하지 않으면 안 된다고 지적함. 아울러 인허가 기관을 설득할 수 있는 증명도 단순하지 않다고 밝힘.

  - MTU 생산공장장 페터스는 3D 프린팅이 경제적이어야 한다고 지적함. 즉, 생산단위가 맞아야 하는데, 소규모 생산 역시 대량산업 생산과 마찬가지로 수지가 맞아야 한다고 함.

  - 즉, 3D 프린터 투입을 고려하는 것은 개별 경우에 달려 있는데, 대량 부품 제조의 경우 기존의 공정방식보다 높은 비용이 소요되는 반면, 개별 맞춤형 부품인 경우 3D 프린터가 효율적임.

  - 롤란트 베르거의 파트너 랑에펠트는 "3D 프린터를 통한 기계 부품 개발 과정이 소프트웨어에서와 점점 더 유사하게 될 것"이라고 함. 중요한 점은 기존의 제조부품에서와 같이 프린팅 가능한 소재가 아직까지 동일한 재질을 제공할 수 없는 경우라고 밝히고, 부품의 구성상 디자인의 자유를 통해 보다 질이 좋지 못한 자재의 부담을 상쇄할 수 있을 것이라고 함.

  - 페터스는 "또 하나의 도전 과제로 해당 근무 직원의 직업교육 역시 변화해야 한다"고 지적함. 기존에는 절삭 공학이 대세였다면, 오늘날은 비행기 엔진 부품 제조 등이 고급 기술로 통용되는데, 이 경우 3D 프린팅 공법 노하우를 보유한 기술자가 필요하다고 강조함.

□ 전망 및 시사점

 ○ 최근 들어 독일 항공, 철도 등의 분야 내 3D 프린팅 부품 사용이 크게 증가하고 있는 추세이며, 향후 가격 부담이 완화될 경우 보급이 보다 큰 폭으로 확대될 전망임.

  - 특히 아직은 대량 생산보다 개별 맞춤형 부품 제작에 보다 효율적인 공법으로 평가되고 있음.

 ○ 현재 독일 3D 프린터 시장은 아직 특정 기술이 선도하지 않는 미성숙 시장으로, 무엇보다 신기술 개발 기업의 발 빠른 제품 홍보와 시장 진입이 향후 시장을 선도하는 데 주요 요인으로 작용할 것으로 예상되므로, 국내기업의 적극적인 판로 개척이 필요한 시점임.

  - 이와 더불어 3D 프린팅을 통해 제조된 부품(예: 인공뼈 등) 시장 역시 3D 프린터 보급 확대와 더불어 동반 성장할 것으로 기대됨.

자료원: Handelsblatt, MTU Aero Engines 및 KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자료 종합