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[Webinar Issue] 프로토텍 3D프린팅 웨비나, '제조 효율 개선하는 스마트팩토리 속 3D프린팅 공정'

입력 : 2020.08.07 16:30

[웨비나] 스마트 제조 베스트 프랙티스 컨퍼런스 2020
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[헬로티]


프로토텍은 지난 6월 25일(목) ‘스마트팩토리 정부지원 사업을 통한 3D프린팅 솔루션’이라는 주제로 온라인 세미나(이하 웨비나)를 개최했다. 웨비나에서는 정부 주도로 진행하는 스마트팩토리 지원 사업과 3D프린팅을 활용한 효율적인 제조 공정에 대해 소개했다. 


▲출처 : 게티이미지뱅크


스마트팩토리 구축, 선택에서 필수로


제조업은 4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 전통적인 생산 방식에 도전을 받았다. 자동화를 활용한 대량생산 방식이 한계에 부딪힘에 따라 효율성을 높이기 위한 방안으로 스마트팩토리를 주목하고 있다. 


더욱이 올해 상반기를 전 세계를 강타한 코로나19의 여파로 제조 혁신에 대한 수요가 급증하고 있다. 제조업의 스마트화는 AI, 빅데이터 등을 활용해 제조 전 과정을 점검한다. 


관리자는 구축된 시스템으로 현장 상황을 통제할 수 있게 된다. 이를 통해 제조 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄여 생산성을 높이고 현장 안전성을 확보해 사고를 줄일 수 있다. 


웨비나 1부에서는 정부지원 사업에 대한 소개가 진행됐다. 발표자로 참석한 한국산업단지공단 서울본부의 신동수 스마트팩토리 전문위원은 먼저 스마트팩토리 정부지원 사업에 관한 소개 및 최신 동향을 언급했다. 


신동수 전문위원은 최근 주목받는 키워드인 비대면(Untact)과 물류 대란을 언급하며, 공급망 붕괴가 가져온 중소기업 혁신에 따른 스마트팩토리 구축을 설명했다. 


▲제조업의 스마트화는 AI, 빅데이터 등을 활용해 제조 전 과정을 점검한다. (출처 : 프로토텍)


정부는 제품의 기획·설계, 제조·공정, 유통·판매 등 전 과정을 IT로 통합해 최소 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 지능형 공장을 ‘스마트팩토리’라고 정의했다. 


정부는 지난 2019년까지 약 1만3천 개 기업에 스마트팩토리를 구축했다. 정부는 오는 2022년까지 3만 개 기업에 스마트팩토리 구축을 목표로 삼았다. 신동수 전문위원은 향후 스마트팩토리를 구축하지 않는다면 기업 경쟁력이 저하될 것이라 내다봤다. 


그는 해외에 공장을 둔 기업이 코로나19로 인해 부품 및 장비 조달이 어려워지는 문제에 직면했음을 언급했다. 이에 국내에 제조 공급망이 구축됐을 때 제조기업이 경쟁력을 갖출 수 있는 방법은 제조 혁신, 즉 스마트팩토리라고 강조했다. 


신 의원은 “스마트팩토리는 불량률을 낮추고 납기를 줄여 생산성을 높이는 것과 제품 및 서비스 경쟁력을 갖추는데 목적을 둔다”고 말했다. 


▲스마트팩토리는 불량률을 낮추고 납기를 줄여 생산성을 높일 수 있다. (출처 : 게티이미지뱅크


한편, 웨비나에서는 중소벤처기업부(이하 중기부)의 스마트팩토리 보급 확산 지원방법, 대중소상생형 스마트팩토리 보급 확산 지원방법을 소개했다. 


중기부에서 진행하는 스마트팩토리 보급 확산 지원방법은 신규 구축과 고도화로 나뉜다. 신규 구축은 스마트공장 미구축 기업을 대상으로 솔루션 및 연동 설비의 최초 구축을 지원한다. 


제품 설계·생산 공정 개선 등을 위해 IoT, 5G, 빅데이터, AR, VR, AI, 클라우드 등 첨단 기술을 적용한 스마트팩토리 솔루션 구축과 여기에 필요한 자동화 장비 및 제어기, 센서 등의 지원을 포함한다. 


고도화는 AI를 적용하는 단계를 의미하며, 기 구축 스마트팩토리 활용도와 보급 수준 향상을 위한 기존 시스템의 고도화 및 스마트팩토리 설비와 연계시스템의 추가 구축·연동을 지원한다. 


대중소상생형 지원 사업은 대표적으로 삼성전자와 현대자동차를 들 수 있다. 한 예로, 삼성전자의 경우 중기부, 중소기업중앙회와 협력해 중소·중견기업을 대상으로 각 기업별 규모와 수준에 따른 맞춤형 스마트팩토리 도입을 지원하고 있다. 


수준별로 유형을 나눠 제조 혁신 마인드 제고를 위한 전문 인력 지원부터 운영시스템·자동화 구축까지 스마트 제조 혁신을 위한 전 과정을 담당한다. 


스마트팩토리 속 3D프린팅 공정


웨비나 2부에서는 ‘자동화를 위한 적층제조 솔루션’을 주제로 스마트팩토리에 적용되는 적층제조 공정을 설명했다. 발표자로 나선 프로토텍 조성근 이사는 “스마트팩토리 설비 구축에 3D프린팅이 적용될 수 있다”고 말했다. 


그는 제조 분야가 당면한 과제를 언급하며, 적층제조 공정의 당위성을 설명했다. 조성근 이사는 “국내 제조 분야에서는 생산 시간 단축, 비용 절감, 디지털 재고 등의 당면 과제가 있다. 스마트팩토리 안에 구축된 3D프린팅 공정은 이를 해결할 수 있는 솔루션이 될 것”이라고 말했다. 


현재 제조 분야는 긴 기계 설치시간, 조립 및 피팅 중 변경 발생, 복잡한 조립 및 부품 고정을 위한 요구, 취급 및 운송 용이성, 생산라인의 결함으로 잦은 라인 정지, 직원 안전 등의 이유로 효율적인 도구를 생산하지 못하고 있다. 


▲3D프린팅은 R&D 분야에서 주로 사용되고 있다. 


조성근 이사는 “3D프린터가 주로 사용되는 곳은 R&D 분야다. 목업(Mockup) 용도로 많이 쓰이며, 개발 단계에서 툴링, 지그픽스처 등에 적용된다”고 말했다. 


3D프린팅은 자동화 어플리케이션 분야에 활발히 적용되고 있다. EOAT, 트레이(생체 적합성, 정전기 방지), 기하학적으로 복잡한 피더, 가이드. 진공 채널이 내장된 그리퍼(강성 및 유연성) 등에 적용되며, 맞춤형 주문 생산을 위한 툴링이 필요 없다. 


한 예로, 픽 앤 플레이스(Pick and Place) 로봇은 암 툴링 설정이 특별하며, 끝이 그리퍼, QR코드 리더기 및 카메라 등이 통합돼있다. OEM 모듈을 제외한 모든 구성 요소는 3D프린팅으로 제작될 수 있다. 가볍고 튼튼하며 부품별로 특성화돼있다. 다음에 생산될 다른 배치 및 유형의 부품으로 쉽고 빠르게 교체 가능하다. 


한편, 웨비나에서는 3D프린팅 기술이 적용된 사례를 몇 가지 소개했다. 에카르트(Eckhart)는 3D프린터로 로봇과 그리퍼를 제작해 포드자동차에 납품하는 지그나 픽스처 등의 부품을 만들어 공급하고 있다. 


하이스피드오토메이션은 맞춤 생산 자동화를 위한 복잡한 피딩 덕트를 3D프린팅으로 제작했으며, 델코패키징은 3D프린터로 레일을 제작해 제품을 정확하게 안내한다. 


이외에도 웨비나에서는 22개 부품을 1개 부품으로 통합한 임펠러 사례 등을 통해 3D프린팅을 활용한 비용 절감, 제작기간 단축 등의 장점을 설명했다. 

/서재창 기자(prmoed@hellot.net)

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