삼영기계(주)는 1975년 설립 이후, 자체 연구개발을 통해 축적한 엔진 분야의 기술 경쟁력을 바탕으로, 부품의 설계부터 주조, 가공, 검사에 이르는 토털 솔루션을 제공하는 기업으로 정평이 나있다. 삼영기계(주)는 특히 트렌드에 입각한 혁신적이며 친환경적인 엔진 부품을 제작·공급하고 있으며, 이에 따라 해외에서도 그 가치를 주목, 미국, 유럽, 아시아, 남미 등에도 수출이 이뤄지고 있다. 삼영기계는 이러한 엔진과 주조 분야에 멈추지 않고 제조 경쟁력을 혁신하고 진출 분야를 다각화하기 위한 일환으로 2014년 국내에서 처음으로 바인더 젯팅 방식 샌드 3D 프린팅 기술 개발을 시작했으며 2016년 샌드그래피라는 샌드 3D 프린팅 전문 브랜드를 창설하며 사업을 영위하고 있다.
삼영기계(주) 한국현 사장(사진. 여기에)
샌드 3D 프린팅 서비스 론칭으로 3D 시장 잰걸음
엔진 분야의 기술 경쟁력을 바탕으로 고객사에 높은 생산성을 제공하고 있는 삼영기계(주)(이하 삼영기계)는 제조 경쟁력과 진출 분야 다각화를 위한 제조 유연성 혁신을 선도하겠다는 일념으로, 2014년 국내 최초로 바인더 젯팅(Binder Jetting) 방식의 샌드 3D 프린팅 기술을 도입, 주조 소재의 양산품 향상에 활용하기 시작했으며, 2016년 ‘샌드그래피’라는 별도 3D 프린팅 전문 브랜드를 론칭, 주조용 몰드 코어 프린팅과 제품 신속 제작 서비스를 제공하는 데에 집중하고 있다.
삼영기계 한국현 사장은 “삼영기계는 47년의 제조노하우와 3D 프린팅 기술의 융합을 통해 뿌리산업의 첨단화를 선도하고 있는 기업으로, 최근 정부에서 선정한 소재·부품·장비 강소기업 100에도 선정되며 기술 경쟁력을 인정받고 있다”라며 “2014년 당사는 축적 및 보유하고 있는 기술력을 바탕으로 국내에는 전무한 새로운 방식의 3D 프린팅 기술을 국산화해 해당 시장에 새로운 가치를 더했으며, 특히 자사만의 독보적인 기술을 확산 적용시키고자 2016년 샌드 3D 프린팅 서비스를 론칭, 2020년에는 샌드 3D 프린터 장비도 출시해 영향력을 강화하고 있다”라고 밝혔다.
주조 합형 공정 혁신 기여
바인더 젯팅 방식은 산업용 3D 프린트 헤드가 액상 접착제를 선택적으로 분말 입자(주조 모래, 세라믹, 금속 또는 복합재)의 얇은 층에 분사함으로써 비충격적 방식으로 적층하는 제조 공정이다. 이는 액상 접착제가 파우더 간의 가교 역할로 작용해 형상구조를 형성하고 조형 후 시간이 지남에 따라 바인더가 경화되어 제품이 완성되는 방식이다.
바인더 젯팅 방식은 종래의 3D 프린팅 기술과는 달리 레이저 기반의 기술이 아니기 때문에 에너지 소모가 적으며, 부품을 신속하면서도 정밀하게 생산할 수 있어 대량 생산에 이상적이다. 특히 바인더 젯팅 방식은 컬러 형태의 프로토 타입, 플라스틱, 세라믹 등의 주조 방식, 세밀한 공정이 요구되는 금속 제조 등에 다양한 용도로 활용된다는 점에서 그 가치를 더욱 인정받고 있다.
BR-S1100(사진, 삼영기계(주)
국내에서 처음 바인더 젯팅 방식을 구현하며, 외산 장비에 대응하는 3D 프린터 시리즈를 시장에 출시한 삼영기계는 이번에 새롭게 선보인 BR-S1100를 통해 차별화를 내세운다. 특히 시간 당 18.5~30ℓ의 체적을 고속으로 적층 가능하고, 퓨란 바인더 시스템을 통해 프린팅 직후 높은 강도가 발현돼 출력물을 별도의 열처리 프로세스 없이 바로 주조용 몰드로 활용이 가능하다는 것도 기존 시장에 출시된 타사 제품과는 크게 구분된다.
한국현 사장은 “모래를 활용해 3차원 적층을 구현하는 BR-S1100은 주로 금속 제품 제작에 필요한 샌드 몰드(Sand Mold)를 형상화하는 용도로 활용한다. 일반적으로 금속 제품을 제작할 때는 우선적으로 금형이 요구되는데 해당 장비는 금형 없이 3D 모델 파일만으로 샌드 몰드를 제작해 캐스팅을 진행하면, 원하는 결과물을 쉽고 빠르게 제작해낼 수 있어 주목을 받는다.”라고 전했다.
바인더 젯팅 방식의 산업용 샌드 3D 프린터의 장점으로는 일체형 프린팅 코어를 활용한 주조 합형(合形) 공정 혁신이라고 말할 수 있다. 금형으로 제작되는 방식의 경우, 형상 복잡도에 따라 패턴의 분할 제작이 요구되고, 이후 합형하는 과정에서 조립면에 버(Burr) 등 품질이슈가 드러난다. 이로 인해 후처리를 포함한 사상공정이 늘상 생산 병목현상으로 꼽혔다. 그러나 삼영기계는 패턴 제작방식으로 인해 발생되는 코어의 분할을 일체형으로 제작함으로써 결과물의 위치 편차나 품질 문제 개선에 기여한다.
한국현 사장은 “실린더 헤드나 임펠러와 같은 부품의 경우, 형상의 복잡도로 인해 20~30개의 파트별로 분리 제작 후, 합형 및 후공정까지 진행해야 하는 번거로움이 있다. 그러나 몰드나 코어를 일체화 설계해 당사의 장비로 샌드 3D 프린팅하는 경우, 그러한 문제로부터 과감히 탈피할 수 있어, 개발 및 생산 기간의 단축이 가능하며 동시에 제품별 위치 편차와 품질 등도 개선할 수 있어 금속 제조분야에 있어 굉장히 혁신적인 솔루션으로 활용 가능하다”이라고 밝혔다.
3D프린팅 중자를 적용할 경우, 금형 작업보다도 뛰어난 마감을 확인할 수 있다(사진. 여기에).
다양한 레퍼런스 충족
최근 3D 프린팅의 기술 발달로 인해 현장에서 생산한 주조품을 건축이나 조형물, 문화재 등에도 접목하는 사례가 늘어나고 있다. 삼영기계는 시장 니즈에 부합하고자 고객사와의 심층 상담을 통한 맞춤형 서비스를 제공하고 있으며, 이의 일환으로 2020년 오픈한 경기도 광교 G 백화점 외관에 필요한 수 백 개의 각기 다른 노드들을 공급하는 레퍼런스를 마련했다.
한국현 사장은 “G 백화점 외관은 마치 수많은 보석이 박혀있는 것처럼 아름다운 비정형 커튼월이 구현돼 있는데 그 내부에는 유리를 지탱하는 프레임과 함께 각각의 프레임을 이어주는 각기 다른 형상을 갖는 노드가 존재한다. 당사는 여기 설치된 각기 다른 형상의 수백 개 노드를 공급하며 디자인 원안대로 시공하는 데 일조했다. 현재 부산에 건설되고 있는 오페라 하우스에도 동일한 기술이 적용될 예정”이라며 “앞으로도 고객사가 원하는 다양한 형상의 샌드 3D 프린팅 공정 장비와 서비스를 지속 보급할 것”이라고 밝혔다.
