안녕하세요, HDC입니다.
오늘은 공급망 문제를 해결할 수 있는 적층 제조 기술, 특히 WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing) 이
어떻게 납기 지연과 생산성 문제를 해결하는 데 기여할 수 있는지 소개해드리겠습니다.
MX3D의 CEO인 Gijs van der Velden의 인터뷰를 중심으로, 산업계가 직면한 과제를 어떻게 풀어나가고 있는지 함께 살펴보시죠.
Robotic WAAM은 중대형 금속 부품의 고품질,
사내 생산에 적합한 솔루션입니다.
밸브, 펌프, 압력 용기와 같은 긴급하게 필요한 엔지니어링 제품의 납기는 얼마나 걸릴까요?
특수 합금으로 된 피팅이나 플랜지 부품은요? 수주? 수개월?
이러한 긴 납기 기간은 종종 당연하게 받아들여지지만, 예상치 못한 유지보수나 수리 상황에서는 막대한 골칫거리로 작용합니다.
심지어 매출 손실로도 이어질 수 있죠.
이런 상황에서 WAAM(와이어 아크 적층 제조)은 납기 단축을 위한 효과적인 해법이 될 수 있습니다.
MX3D의 CEO인 Gijs van der Velden는 WAAM이 공급망 문제를 해결할 수 있는 솔루션이라고 강조합니다.
익숙하지만 새로운 기술, WAAM
WAAM은 최신 연구실에서 갓 나온 검증되지 않은 기술이 아닙니다.
1920년에 처음 특허를 받은 이후로 오랜 기간 다양한 산업에서 사용되어 온 신뢰할 수 있는 적층 제조(AM) 기술입니다.
기본적으로 아크 용접의 한 형태로, 전 세계 금속 가공업계에는 이미 익숙한 공정이죠.
최근 WAAM이 주목받는 이유는 두 가지입니다.
첫째, CAD/CAM 소프트웨어의 발전.
둘째, 고도화된 로봇 시스템의 등장입니다.
이 덕분에 오늘날 WAAM 시스템은 금속 부품을 거의 최종 형상에 가깝게 출력할 수 있게 되었고,
원가와 납기 시간, 소재 효율성, 로컬 온디맨드 생산까지 모두 혁신할 수 있는 솔루션으로 자리 잡고 있습니다.
MX3D는 네덜란드를 중심으로 다양한 산업에서 WAAM 도입을 이끌고 있으며,
대표적인 사례로 암스테르담 운하에 설치된 12m 길이의 스테인리스 스틸 교량, BMW를 위한 DED 부품,
일본 JGC와 함께한 탄소강 파이프 커넥터 3D 프린팅 연구 등이 있습니다.
▶ 에너지 산업을 향한 확고한 포지셔닝
MX3D는 에너지 산업을 핵심 타깃으로 삼고 있습니다.
특수 소재와 저량 생산 부품에서 WAAM은 확실한 강점을 발휘하기 때문입니다.
예를 들어 듀플렉스 스테인리스강, 고내식성 합금 같은 소재를 빠르게 생산할 수 있으며,
이러한 소재는 주조로는 매우 어렵고 비용도 많이 들죠.
Van der Velden는 “고객은 WAAM 덕분에 필요한 부품을 빠르게 확보할 수 있으며,
이는 전체 공급망에 큰 변화를 가져올 것”이라고 설명합니다.
▶ 밸브 산업의 인식 전환
WAAM은 다양한 산업 분야에서 요구사항과 용도, 적용 사례에 맞춘 주문형 생산 등의 혜택을 제공합니다.
MX3D는 밸브 및 유량 제어 산업의 니즈를 이해하기 위해 Valve World Expo & Conference에 참여했습니다.
이 자리에서 WAAM의 경제적 이점이 긍정적으로 평가되었습니다.
“사람들은 WAAM 시스템을 통해 100kg 무게의 밸브 본체를 며칠 안에 출력할 수 있다는 사실에 매우 놀랐습니다.
물론 최종 마감 처리는 필요하지만, 이는 주조품 가공과 동일한 절차입니다.”
Van der Velden는 덧붙입니다.
긴급 생산 시 듀플렉스 스테인리스강 같은 고가 소재는 가공 중 최대 80%가 폐기물로 버려지지만,
WAAM은 이러한 낭비를 줄이고 에너지 소비 및 배출량까지 절감할 수 있습니다.
특히 밸브 산업은 오랜 시간 긴 납기를 당연하게 여겨왔지만,
WAAM 덕분에 “밸브를 주문하고 몇 주 안에 받는 것”이 새로운 표준이 될 수 있음을 확인했습니다.
▶ WAAM의 타깃 시장
이 750kg 무게의 WAAM 밸브 본체는 단 180시간 만에 출력되었습니다. 소재 특성은 단조 부품과 유사한 수준입니다. |
WAAM은 수소 에너지, 극저온 산업, 특수 장비 분야에서 큰 잠재력을 보입니다.
특히 대량 생산이 아닌 특수 부품을 생산하는 기업들에서 큰 관심을 받고 있습니다. Van der Velden는 “지금까지 여러 기업과 밸브 생산을 위한 논의를 진행해 왔으며, WAAM은 적정 재고 수준을 유지하는 데도 유리합니다”라고 설명합니다.
“3x3m 공간만 확보하면 자체 부품 생산이 가능해지고, 이는 높은 재고 비용과 복잡한 생산 과정을 단순화하는 데 도움이 됩니다.” |
생산 주체의 변화, 그리고 독립성
MX3D는 매년 기술의 한계를 넘어서는 독창적인 WAAM 제품들을 제작하고 있습니다.
이 3D 프린팅 스테인리스강 교량은 암스테르담의 유명한 운하 중 한 곳에 설치되었습니다.
OEM(원제조사)에 의존하지 않고 자체적으로 부품을 생산하고자 하는 기업들의 관심도 높아지고 있습니다.
특히 긴 납기가 치명적인 산업에서는 더욱 그렇죠.
Van der Velden는
“
WAAM 시스템을 갖추면 기업은 보다 독립적인 위치를 확보할 수 있으며,
공급망 운영 방식을 완전히 바꿀 수 있습니다
“
라고 강조합니다.
지식재산권(IPR)을 보유한 최종 사용자 역시 WAAM을 통해 자급자족형 제조를 실현할 수 있습니다.
WAAM품질과 표준
WAAM은 이미 API-20S, DNV-BT-203, ASME Section IX 등 주요 국제 표준을 충족하고 있습니다.
3D 프린팅 공정을 위한 표준화가 활발히 진행되고 있으며, 압력 유지 능력, 소재 특성, 품질 측면에서 주조품과 동등하거나
더 나은 결과를 보여주고 있습니다.
이와 같은 독특한 배관 부품과 펌프 부품도 특수 합금을 포함해 신속하게 제작할 수 있습니다.
▶ 표면 품질과 실제 적용 사례
WAAM 출력물은 용접 공정 특성상 미세한 결이 남지만, 이는 주조품과 유사한 수준입니다.
필요 시 0.5~1.5mm 가량만 가공하면 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다.
Laser DED 방식 대비 표면 품질은 조금 거칠지만, 생산성 측면에서는 WAAM이 10배 이상 빠르기 때문에
납기가 중요한 고객에게는 WAAM이 더 나은 솔루션이 됩니다.
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WAAM 시스템은 기업들에게 더 높은 독립성을 제공하며, 공급망 운영 방식을 혁신적으로 바꿀 수 있습니다.
Gijs Van der Velden:
“우리의 기술은 듀플렉스 스테인리스강이나 고급 합금처럼 주조로는 확보하기 어려운 소재의 부품도 신속하게 제작할 수 있는 역량을 고객에게 제공합니다.”
▶ MX3D의 접근 방식
MX3D는 고객 맞춤형 WAAM 시스템을 설계하고, 자체적으로 부품 제작 및 프로토타입 생산도 수행하고 있습니다.
다중 센서 기반의 품질 모니터링, 데이터 분석을 통해 안전성과 일관성을 확보하고 있으며,
새로운 비즈니스 케이스를 발굴하기 위해 매년 혁신적인 프로토타입을 개발하고 있습니다.
Van der Velden는 “고객이 원하는 문제를 해결하기 위해 우리는 언제나 대화할 준비가 되어 있다”며,
“완벽한 마감이 필요하면 맞춤형 솔루션을, 속도가 중요하다면 WAAM이 최고의 선택이 될 것”이라고 말합니다.
출처: Stainless Steel World, “How WAAM could reduce supply chain blockages”
(원문 보기: https://stainless-steel-world.net/how-waam-could-reduce-supply-chain-blockages/)