46
1 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다 한국생산기술연구원 마이크로나노공정그룹 / 3D프린팅 기술사업단 이낙규 단장 / 수석연구원 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 방안 2016. 04. 14(목)

3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

1

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

한국생산기술연구원

마이크로나노공정그룹 / 3D프린팅 기술사업단

이낙규 단장 / 수석연구원

3D프린팅 기술기반

산업별 제조혁신 방안

2016. 04. 14(목)

Page 2: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

2

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

산업별 3D프린팅 활용 방안

3D프린팅 제조혁신지원센터

3D프린팅 기술

Page 3: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

3

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

Ultra-light Material

Wearable Computer 3D Printing

Context-Awareness

Driverless Car

Gene Therapy

Post Batteries

[SOURCE : sericeo.org, 2013]

Page 4: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

4

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

Powder bed fusion

스캐닝/모델링 (3차원 설계)

3D 프린팅 (3D 구조제작)

후공정 (지지물 제거)

제작완료

Vat photopolymerization PP (Photo-Polymerization)

Stereolithography

韓캐리마, 美3D

Systems, etc.

Selective Laser

Sintering

獨EOS, etc.

Polyjet

美Stratasys, etc.

ME (Material extrusion)

Fused Deposition

Modeling

韓로킷, 美Stratasys,

etc.

BJ (Binder Jetting)

MD (Material Dispensing)

PBF (Powder Bed Fusion)

DED (Direct Energy Deposition)

Direct Metal

Tooling,

韓인스텍, 美Optomec,

etc.

3DP

美3D Systems, etc.

ASTM F2792-12a의 7가지 방식이 있으나, 기술개발 여지가 큰 6가지 분야(Sheet Lamination 제외)

Page 5: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

5

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

Material Extrusion

Photopoly- merization

Material Jetting

Powder Bed Fusion

大 小

조형사이즈

조형사이즈

적층두께

Arcam A2 0.05~0.2mm 200*200*350mm

• 장치명칭 • 적층피치 • 조형 사이즈 금

속재료

고분자

재료

ATOMm-4000 0.025mm 400*400*300mm

Phenix PXL 0.02mm 250*250*300mm

M1 0.02~0.05mm 250*250*250mm

sPro250 0.02~0.1mm 250*250*320mm

EOSINT M 280 0.02mm 250*250*325mm

Fortus 900mc 0.178mm 914*610*914mm

Fortus 250mc 0.178mm 254*254*305mm

Dimension 1200es 0.33mm 254*254*305mm

Dimension Elite 0.178mm 203*203*305mm

uPrint SE 0.254mm 203*152*152mm Cube

0.2mm 140*140*140mm

Fortus 360mc/400mc 0.127mm 406*355*406mm

CubeX 0.1mm 275*265*240mm

Mojo 0.178mm 127*127*127mm

FORMIGA P 110 0.06mm 200*250*330mm

Objet24 0.028mm 240*200*150mm

Perfactory4 DSP XL 0.015~0.15mm 192*120*160mm

DWS 029J PLUS 0.01mm 150*150*100mm

ULTRA 3SP 0.025~0.1mm 266*184*193mm

Projet 3500 HDMax 0.016mm 298*185*203mm AGILISTA-3100

0.015mm 297*210*200mm

Objet Eden 260V 0.016mm 255*252*200mm

Objet30 Pro 0.016mm 294*192*148mm

Projet 5000 0.029mm 550*393*300mm

Objet Eden 500V 0.016mm 490*390*200mm

Objet260 Connex 0.016mm 255*252*200mm

Objet500 Connex 0.016mm 490*390*200mm

Objet1000 0.016mm 1000*800*500mm

ATOMm-4000 0.025mm 400*400*300mm

iPro 9000XL 0.05~0.15mm 1500*750*550mm

EOSINT P 760 0.05mm 700*380*580mm

Projet 7000 HD/MP 0.05mm 380*380*50mm

EOS

EOS

Arcam 3DSystems

Concep Laser

3DSystems

Stratasys

Stratasys

Stratasys

Stratasys

3DSystems

Stratasys

3DSystems Stratasys 3DSystems EnvisionTEC

Stratasys

EnvisionTEC

DWS

EOS

3DSystems Stratasys

Stratasys

KEYENCE

3DSystems

Stratasys

Stratasys

Stratasys

Stratasys

3DSystems

CMET

마츠우라제작소

Stratasys

주요 상용 3D프린터

Page 6: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

6

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

산업별 3D프린팅 활용 방안

발전/플랜트/에너지

자동차

의료기기 문화/스포츠 /소비재/디자인

조선/항공/우주

금형 산업 정보가전

전기전자

Page 7: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

7

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

「先 기술개발 後 사업화」의 공급자 중심 전략에서 벗어나 「先 전략품목 선정 後

기술개발」의 수요자 중심 전략 수립을 위해 『3D 프린팅 K-Top10』 개념을 도입함

Page 8: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

8

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

[Source : Wohler Report 2015]

프린터/소재

서비스

2014(35.2%) 40

30

20

10

0

(억$)

전세계 시장 성장률 산업 현황

활용 현황

Page 9: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

9

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

국가별 누적 설치 비율

3D 프린터 장비 활용율은 미국과 유럽이 강세

- 한국 (2.7%)은 중국(9.2%)과 일본(9.3%)에 비해 시장 기반 미흡

금속기반 3D프린터 장비 기술은 유럽이 압도적 강세

- EOS(독일), 3D systems(미국), Arcam(독일), Concept Laser(독일)

금속 3D 프린터 시스템 대표 기업

Report (3D Printing of Metals 2015-2025, IDTechEx) [Source : Wohler Report 2015]

*Phenix systems (프랑스) 2013년 인수

Page 10: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

10

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

Information Technology Culture Technology

Biology Technology

인쇄회로 휴먼 인터페이스 로봇

인공조직 인공보철 바이오칩

패션 인테리어

식품 완구

자동차

수송기기부품

항공우주

군용 무기

Industrial Technology

전자산업, 항공/자동차 산업, 의료산업, 교육/패션산업 등 다양한 분야에 걸쳐 적용

기능성 소재의 3D프린팅 활용 (엔지니어링 소재, 생체의료소재, 전자소재)

Page 11: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

11

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

3D프린팅 기술의 산업특화 활용

난성형 형상구현

하이브리드 성형

생산기술 수단

첨단신소재 활용

• 다축 절삭가공의 비용 및 재료 손실 문제 해결수단

• 형상구현이 어려운 제품의 생산 대체 수단

• 절삭, 소성, 용접 공정 등 기존공정과의 연계

• 두 가지 이상의 소재를 복합적으로 활용한 공정

• 금속제품 및 금형의 리모델링 및 재생보수

• 금형기반 생산기술에서의 금형/주형제작

• 고부가가치 미세구조 생산을 위한 멀티스케일 가공

• 전자소재, 바이오/의료 소재 3D 프린팅 제품 생산

3D scanning

3D printing

Precision machining Welding

3D local printing

before after

Nano/Micro 3D printing

Bio/Electronic material 3D printing

Page 12: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

12

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

활용방안 : 신차 개발기간 단축, 양산용 부품 리드타임 단축, 제품 단납기 대응, 단종부품 및 특수부품 제조 활용

자동차

신차개발 CAE 전후 설계 및 조립 검사

차량 외관 및 컨셉 디자인 검증

마케팅 용 시제품 제작

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

양산 금형개발을 위한 사형 및 주형

사출 양산 금형 제작 (쿨링 채널 특수금형)

사용자 주문형 부품 생산

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

요구사항 : 경량화, 내구성, 주조성, 내마모성, 충격흡수, 내화성, 내부식성, 금속소재 및 강성소재 적용 등

< 신차 개발 시제품 활용 >

포르쉐, 아우디, 피닌파리나, 씨트로앵 등 자동차 회사의 SLA파트 활용 사례

Page 13: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

13

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

자동차

Page 14: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

14

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 자동차 부품 설계 다양화 가능 >

Wheel suspension의 복잡한 형상 디자인 대응 (경량화, 내구성 향상)

Ti64과 DMLS 사용한 피스톤

무게 감소율

45g = 27%

기존의 피스톤

< 자동차 부품 경량화 >

피스톤 시제품

엔진 테스트

자동차

Page 15: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

15

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

조선·항공·우주

비행체, 선체, 날개, 부가부품 등의 공기역

학적 설계검증 테스트용 시제품

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

냉각 덕트, 경량 모듈 등 특수부품 제작

분사장치 및 엔진커버 등 모듈간 일체성형

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

< 설계 검증 시제품 활용 >

풍동실험용 시제품 (한국해양연구원) CAE 시뮬레이션 모형 가스터빈 축소 모델 (미쯔비시 중공업)

활용방안 : 고부가가치 금속소재의 활용 제조시간 단축, 제작 비용 절감, 소재 소모 최소화 등 (가스터빈 엔진 압축기, 엔진 연소기, 연료 노즐, 엔진터빈, 터빈 블레이드 등)

요구사항 : 10 um 수준 정밀도, Ni 또는 Ti 합금 활용, 초내열성, 고온 신뢰성 등

Page 16: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

16

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 티타늄·니켈 합금 및 세라믹 기반 합금 특수기계 부품 제작 >

< 절삭가공으로 불가능한 공동부 및 유로가 있는 복잡 형상 부품 제작 >

조선·항공·우주

Page 17: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

17

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

조선·항공·우주

Weight saving internal cavities oil

ways and service channels

Complex bosses Cooled aerofoils

< 절삭가공으로 구현할 수 없는 내부의 복잡한 형상을 제작 >

< 인공 위성 연소 챔버 제작 >

Metal satellite rocket

components

< 항공기 부품 제작 >

Airbus A380

component

Page 18: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

18

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

최종 금형 제작을 위한 설계검증용 시제품

금형설계를 위한 제품의 역설계

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

등각냉각채널 특수금형, 복잡형상 금형

파손부위 보수 및 금형 형상 개량

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

< 형상 적응형 냉각회로 구현 특수금형 제작 >

냉각 사이클 감소, 총 사출성형 시간 감소, 인서트 비용 감소 등

활용방안 : 기존의 절삭제작 대비 실용성 및 가격경쟁력 확보, 기존의 절삭 공정과의 전후방 조합

금형 산업

사출 성형 생산량 30% 향상

Page 19: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

19

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 주물형상의 사형 또는 금형 최적화 제작 >

Exone - S print 제작 사형

< 손상금형의 보수 또는 금형형상 개조 활용 >

< 금형 보조기구 제작 >

절삭가공 치구

파손 금형 및 기계부품 보수 (PBF방식) 파손 금형 및 기계부품 보수 (DED방식)

프레스 금형가공 도구

금형 산업

Page 20: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

20

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

케이스 및 기본 부품

마케팅 용 시제품 제작

활용 방안 : 개인용 스마트 기기 부품으로 확산 기대, 양산금형의 단납기화, 디자인 다양화 용이

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

사출 양산 금형 제작 (쿨링 채널 특수금형)

사용자 주문형 부품생산 (중소량 생산공정)

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

Cisco 와이파이 공유기 시제품 소형가전 시제품

< 복잡한 형상의 전자부품 및 케이스 제작 활용 >

적층해상도 10 um 급의 고정밀 부품 제작 (DWS)

정보 가전

Page 21: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

21

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 사용자 맞춤형의 3D CAD기반 전자기기 부품 >

Nokia Lumia 820 스마트폰 후면 덮개

스웨덴 Teenage Engineering 사 신디사이저 " OP - 1 " 옵션 부품

커스터마이징 이어폰 (Ownphone) 커스터마이징 헤드폰 스마트폰 카메라 현미경 부품

정보 가전

Page 22: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

22

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

<전자소재 복합 프린팅을 통한 3D프린트 출력물의 고부가가치화>

3D printed quantum dot light-emitting diode (QLED) Printing of conductive material on textile

3D printed electronic device (Voxel8)

3D printed optical device

전기 전자

< Strain gauge > - Carbon composite(substrate), Ag(ink) -

Page 23: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

23

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

발전용 터빈 핵심부품 제조 및 보수분야에 3D 프린팅 기술 적용을 위한 금속 분말 제조기술,

부품 제조/보수공정 최적화, 신뢰성 평가기술 개발

발전용 터빈 핵심부품

두산중공업 가스터빈 블레이드

발전·플랜트·에너지

Page 24: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

24

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

열교환기 소재의 내식성, 열전도도, 브레이징성, 표면 특성 향상을 위한 합금설계 및 미세조직 제어 기술

등 금속 3D 프린팅용 원천소재 기술

열교환기 고효율화를 위한 3D 프린팅 Hybrid 소재 Multi-layer 적층 공정 및 복잡형상 구현 기술

고효율 열교환기

• Heat Exchanger (SUS)

• narrow slots (2.5 x 1 mm)

• without post machining

• SLM solutions 3D printer

• Heat Exchanger (Al)

• Outside cooling fin

• inside cooling channel

• EOS 3D printer

발전·플랜트·에너지

Page 25: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

25

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

전동기용 하우징 등의 단순 부품의 시제작에는 3D 프린팅이 일부 이용되고 있음

전동기용 코어 등 정밀 자성부품, 분말성형 코어, 연자성 분말소재 및 전동기 응용기술은 지속적으로 연구

고효율 전동기

단순 전동기 하우징

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

Mag

neti

c m

om

en

t (e

mu

/g)

Magnetic field (kG)

1000 anneal in Ar

고효율 자성부품 3D프린팅 제작 (한국생산기술연구원 대경본부)

발전·플랜트·에너지

Page 26: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

26

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

에너지 변환/저장 소자

일본 미쓰비시 케미컬은 2013년 롤투롤 프린팅 기술을 이용하여 두께 1mm 이하의 초박형/ 초경량 유기박막 태양전지를 제조하고, 이를 창문에 장착한 제품을 선보임

미국 MIT 대학교는 PZT 박막을 적용한 에너지 하베스팅 소자 (세계 최고수준의 100 μW/m2 전력밀도 달성)를 복잡형상 제작이 어려워 현재 프린팅 기술을 활용하여 개발하고 있음

미국 하버드 대학교는 3D 프린팅 기술로 제작된 3D 리튬 이차 전지를 발표하였음

발전·플랜트·에너지

Page 27: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

27

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

의료기기 개발을 위한 시제품 제작

수술 시뮬레이션용 의료영상 기반 모델

< 3D프린팅 생체의료 분야 기술활용 >

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

임플란트 및 체내 삽입물 제작

수술용 가이드 구조물 제작

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

활용방안 : 의료영상 기반의 환자맞춤형 제작, 의료기기 개발 시간 및 비용 절감, 생체적합성 확보

i) 수술가이드, 시뮬레이션 도구 ii) 의료기기 부품

iii) 환자맞춤형 의족 iv) 임플란트, 조직재생 유도체

의료기기

Page 28: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

28

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

•수면무호흡증 마우스피스 •호주연방과학원

•의족보조기기 •Bespoke Innovations

•맞춤형 보청기 •오티콘 코리아

•내시경 캡 : 병변부위 최적화 •프로토텍, 에이엠티 공동개발

Biocompatible material for Polyjet (MED610, skin contact of more than 30 days and mucosal-membrane contact of up to 24 hours)

Implant surgical guide Hearing aids

의료기기

Page 29: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

29

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

의료기기

인공 고관절

턱 및 치아 보철

인공 두개골

수술 가이드 모형

인공 뼈

Page 30: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

30

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

최종제품 제작을 위한 디자인 검증

설계 및 시제품 제작 (Rapid Prototyping)

적용 제품에 맞는 소재활용 정밀제작

직접 제조 (Direct Digital Manufacturing)

활용방안 : 다양소비자 기호에 대응한 정밀 제작품 제작, 3D CAD 콘텐츠 동시 개발, 인체무해성, 제작용이성 확보 등

다양한 캐릭터 제작

와인병 장식

테이블

조명 장식

의자

문화·스포츠·소비재· 디자인

Page 31: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

31

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 패션 의류·신발, 주얼리 등 각종 디자인 산업 제조기술 지원 >

의류

신발 디자인

주얼리

문화·스포츠·소비재· 디자인

Page 32: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

32

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

< 패션 의류·신발, 주얼리 등 각종 디자인 산업 제조기술 지원 >

문화·스포츠·소비재· 디자인

Stainless steel 자전거

플라스틱 주얼리 금속 주얼리

애니메이션 제작 (150개 인형 제작) 시각장애인용 3D 그림

Page 33: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

33

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

주조 응용기술

목표 : 복잡한 형상의 몰드 및 코어 형상설계 최적화 및 3D프린팅 공정 제조의 효율적 활용

효과 : 제작비용 절감, 공정 간소화, 중간 설계변경 용이, 형상적응형·사용자 맞춤형 제조 구현

과제 : 몰드 및 코어의 형상 최적화 기술개발, 용탕 주입 제어, 열 제어, 사형 소재 및 바인더 개발 등

▷ Research groups : 주조공정연구실용화그룹

Page 34: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

34

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

금형 및 금속제조 기술

목표 : 사출금형의 효율 제고를 위한 등각 냉각채널 매립형 금형 개발

과제 : 기존 절삭공정과의 효율적 조합, 적층조형 파트의 강도 및 표면조도 구현 등

< 등각 냉각 사출금형 직접 조형 >

▷ Research groups : 극한제조기술연구실용화그룹, 금형기술연구실용화그룹

목표 : 고가의 금속 기계부품 및 금형의 재설계, 보수, 수정 등으로 활용

과제 : 기존 형상에 대한 적층조형 공구경로 최적화, 기존형상과의 결합강도·강성 확보 등

< 금형·금속부품 개조 및 보수 >

An Injection Mold with Conformal Cooling Channel of a DMT Part

Manufacturing of Trimming Die with hybrid AM technology

Development of Hot Stamping Die with hybrid AM technology

Page 35: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

35

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

▷ Research groups : 3D프린팅기술사업단 (마이크로나노공정연구실용화그룹) 공정 복합화 → Productivity

3D scanning

3D printing

Precision machining Welding

3D local printing

압출 or 단조

3D프린팅 부가형상

목표 : 기존 절삭 및 뿌리산업 공정 + 3D프린팅 적층조형 공정

효과 : 전통적인 공정의 생산성, 강도·강성 구현, 고정밀 가공의 특성을 효율적으로 조합

과제 : 기존공정 가공품과의 조합 물성 및 형상 확보 (절삭, 압출, 단조, 용접, 주조 등)

Combination Advantage Technical issues

AM + Machining High precision Sequence of processes, Machining mechanism and tool, Tool-path

combination, etc.

AM + Welding Productivity Welding/bonding strength, Joint feature design, Welding

mechanism/material, etc.

AM + Forming High strength Toolpath according to base part, Mechanical property match of AM part, etc.

< AM + Machining > < AM + Welding > < AM + Forming >

Page 36: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

36

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

소재 복합화 → Functionalization

목표 : 기계적/구조적 역할의 구조물 + 기능성 소재 제작 구조물 (생체의료, 전자/에너지)

과제1 : 전자소재 프린팅과의 조합 (전도성, 프린팅 정밀도, 유전특성, 압전성질, 절연성질 등의 구현)

과제2 : 바이오소재 프린팅과의 조합 (생체 적합성, 생분해성, 정밀도, 생체역학, 표면미세구조 등 구현)

Electronically functionalized materials (Conductive ink, Piezoelectric polymer,

CNT suspension, etc.)

Wearable device, Printed electronics, Robotics, Smart device, etc.

Biomedically functionalized materials (Biodegradable polymer, Hydrogel, Biocompatible ceramic/metal, etc.)

Tissue engineering, Implant, Prosthesis, Artificial tissue, etc.

Engineering build material (ABS, Nylon, Composite, etc.)

Build Material Functional Material

Hybrid process

▷ Research groups : 3D프린팅기술사업단 (마이크로나노공정연구그룹)

4 6 8 10 12

-1000

-500

0

500

1000

Se

nso

r (m

V)

Time (s)

Page 37: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

37

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

의료용 금속소재

Development of cost-effective Ti materials for metal 3D printing (metallic

wire and powder)

Optimization of processing parameter for metal 3D printing (Current

density and scan speed etc.)

Development of post-process after metal 3D printing (Electrochemical

polishing and blasting)

▷ Research groups : 적층성형가공그룹

Biomedical applications

Page 38: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

38

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

3D프린팅 제조혁신지원센터

Page 39: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

39

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

개 요

필요성

3D 프린팅 공정을 하나의 체계적인 생산 공정으로 발전시켜 각종 산업 제품개발을 위한 설계,

생산, 실용화 등 기술서비스를 총체적으로 제공하는 제조관련 기반구축

'90년대 후반부터 대학, 연구소, 지역TP 등을 중심으로 구축되어 있으며 대부분의 경우 단발성

사업에 의한 교육 및 시제품 제작 목적으로 사용되고 있어 3D 프린팅 기술의 전후방 공정 지원을 포함한

적극적 활용을 통하여 신산업 창출 및 주력산업 생산제조혁신 선도를 통해 미래형 산업생태계 창조 필요

사업기간 5년 (2014.7. ~ 2019.6) 총사업비 350억원 (국비 260억원)

주관기관 한국생산기술연구원

참여기관 한국교통대학교, 전주비전대학교, 대전테크노파크, 경남테크노파크, 전북테크노파크

사업유형 시생산기반, 기술서비스기반, 연계확산기반 인프라구축 사업

Page 40: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

40

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

추진체계 수도권(시흥)에 통합 허브기능을 갖는 제조혁신지원센터를 운영하고 (한국생산기술연구원 융합

생산기술연구소 주관), 전국 5개 권역에 특화 센터를 설립하여 운영하며, 산업현장인력 전문 활용교육 수행

3D프린팅 제조혁신지원센터 (생기원 융합생산기술연구소, 시흥)

주력 및 신성장 全산업지원(총괄)

충청센터

(대전TP)

국방 ICT

동남센터

(경남TP)

엔지니어링 플랜트

대경센터

(생기원-대경)

스마트 금형

강원센터

(생기원-강원)

산업용

비철금속부품

호남센터

(전북TP)

경량소재부품

한국교통대 (교육총괄)

전주비전대(디자인특화교육)

Page 41: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

41

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

스캐닝/설계 소재전처리 3D 프린터

후처리/후가공 신뢰성/기능성 검사 생산기술연계

High resolution

Large scale

Multi-material

Nano scale

Full color

Metal/Polymer

온라인/오프라인 서비스 창구

전문기관/전문가 DB 구축 및 활용

전문기술 책임자 매칭

맞춤형 기술지원

사후관리

지원사항 통보

전·후방 공정 연계 체계 구축 산업용 3D프린팅 시스템 구축

타기관 기술지원 협력체계 구축/활용

인프라활용 기술지원 체계 구축 교육 및 창업지원 체계 구축

• 3D프린팅 기술 기반의 전방위/전주기적 통합 제조혁신기술지원 기능수행

• 전국 인프라 네트워크 연계 기술지원 허브역할 수행, 전문기술교육 및 창업기술지원

기업

창업자

대학

지역 TP

출연연

협회

Page 42: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

42

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

KITECH 안산연구센터

• 부지 : 9,900㎡ (사3동 1271-18번지, 지하 1층, 지상5층 규모)

• 전용공간 : 130.35㎡ (융복합동 1층 3개 모듈 확보)

• 2014.6월 현재 개별공시지가 1㎡당 355,300원

• 현물 계상금액 : 9,262천원 ( 130.35㎡ X 355.3천원 X 20%)

1차년도 2차년도~

• 산업융합 기술개발 및 실용화 연구

• 마이크로·나노·ICT·로봇·휴먼문화

KITECH 시흥뿌리기술지원센터

• 산업통상자원부와 경기도, 한국생산기술연구원 추진

• 부지 16,329㎡ (정왕동 2197-1번지), 연면적 : 5,329.9㎡규모

• 전용공간 확보 예정

→ 건물 660㎡ (한국생산기술연구원 현물 출자)

→ 토지 2,062㎡ (시흥시 현물 출자)

• 현물 계상금액 : 4.2억원 (건물 2.25억원 + 토지 1.95억원)

Page 43: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

43

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

- (시생산) 산업제품의 개발기간 단축, 양산부품 리

드타임 단축, 제품의 단납기 대응을 위한 시제품

제작지원 등

- (직접제조) 경량부품 개발, 고부가가치 금속 및

강성 플라스틱 소재사용, 내부형상 및 복잡형상

부품, 단종 및 특수부품 등

추진

방향

3D 프린팅 기반 주력산업 제조기술 지원 목표

활용

방안

금속 3D 프린팅 기술기반 제조산업활용 분야

- (시생산) 다양한 형태의 수요에 대응하는 산업제품의

시작품 개발, 3D CAD 콘텐츠 동시협력 개발, 단수

명 제품개발 대응 등

- (직접제조) 정밀 기기 부품 개발, 기능성 소재 및 부

품 복합 어셈블리 제품 개발, 후처리를 통한 고부가

가치 제품 개발 등

3D 프린팅 기반 신성장동력산업 제조기술 지원

플라스틱 3D 프린팅 기술기반 제조산업활용 분야

수송기기 부품/금형 금속부품 개보수 고융점소재 E-beam가공

의료용 특수금속재 하이브리드 금형/금속재 맞춤형 금형/금속재

2차공정연계 준양산 연질/경질 재료 혼합 프린팅 복합소재 프린팅

전자소재 프린팅 나노/바이오 소재 프린팅

응용기술지원 → 금속 및 플라스틱 3D프린터 통합활용 기술지원

수송기기, 금형산업, 전자기기 의료, 로봇, 문화, 디자인, 패션

Page 44: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

44

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

3D프린팅 기술지원 온라인 의뢰

3D프린팅 기술 및 장비 정보 제공

3D프린팅 관련 주요 사이트 연계

Page 45: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

45

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

수행주체 : 한국생산기술연구원(주관), 한국교통대학교, 전주비전대학교, 대전TP, 경남TP, 전북TP

한국생산기술연구원 ▶ 통합제조기술지원, 허브기능

교육기관(한국교통대, 전주비전대 ▶ 인력양성, 창업지원, 교육홍보

권역별 센터 (대전TP, 경남TP) ▶ 지역특화산업 제조기술지원

Page 46: 3D프린팅 기술기반 산업별 제조혁신 · 두산중공업 가스터빈 블레이드 발전·플랜트·에너지. 24 기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께

46

기술 한국의 힘, 중소기업! KITECH이 함께 합니다

www.KAMIC.or.kr

3D 프린팅 제조혁신기술지원 센터 (Korea Additive Manufacturing Innovation Center)