3D 프린팅을 할 것인가
아니면 적층 제조?

2021 년 5 월 27 일 | 읽기 시간: 6 분

우리가 종사하는 산업이 시작된 이래로, 우리가 하는 일과 관련된 용어는 기술 자체와 함께 발전해 왔습니다. 많은 산업에서 그렇듯이, 처음에는 업계의 선구적인 기업과 혁신가들이 용어를 정의한 다음 사용자, 미디어 및 기타 영향력 있는 사람들에 의해 형성된 후 점차적으로 표준화되었습니다.

3D 프린팅의 역사. 새로운 기술의 이름

현재 우리 업계와 기술 분야에는 공식 표준인 적층 제조와 사실상 표준인 3D 프린팅이라는 두 가지 용어가 주로 사용되고 있습니다. 이 용어의 유래와 의미를 살펴보겠습니다.

개별 기술에 대한 이름과 그 용도에 대한 이름이 필요합니다. 후자는 해당 산업, 즉 일반적으로 해당 기술의 공급업체와 사용자를 위해 동의어로 사용되는 경우가 많습니다. 우리 업계는 1980년대 말과 1990년대 초에 몇 년 안에 상업적으로 도입된 여러 가지 기술로 시작되었습니다. 이들 각각은 상업화 회사 또는 경우에 따라 기술의 라이선스 제공자가 이름을 붙였습니다. 다음 표에는 초기의 주요 기술 몇 가지가 요약되어 있습니다:

30년이 지난 지금도 이러한 이름과 약어는 대부분 비슷한 방식으로 사용되고 있으며, 그 중 하나는 더 일반적인 용어로 변모했다는 점이 흥미롭습니다. 3D 프린팅은 매사추세츠 공과대학의 Emanuel Sachs 팀이 개발한 기술로, 1989년 특허 출원서에 다음과 같이 설명되어 있습니다:

3차원 프린팅 기술 - 제한된 영역에 분말과 같은 유동성 다공성 물질의 첫 번째 층을 증착한 다음, 분말 물질 층의 선택된 영역에 결합제를 증착하여 선택된 영역에 결합된 분말 물질 층을 생성하여 부품을 만드는 공정...

3D Systems는 처음에 "래피드 프로토타이핑"을 위한 기술을 홍보했고, 이것이 최초의 상용화였기 때문에 이 용어는 곧 널리 사용되었습니다. 예를 들어, 최초의 주요 업계 저널은 "Rapid Prototyping Report"였고 데이턴 대학에서 주최한 초기 컨퍼런스는 "국제 래피드 프로토타이핑 컨퍼런스"라고 불렸습니다. 이 기술이 프로토타이핑 그 이상에 적용 가능하다는 사실이 빠르게 알려지면서 래피드 툴링과 래피드 제조라는 용어가 자주 추가되었습니다. 수년 동안 SME가 주최하는 주요 연례 컨퍼런스 및 무역 박람회는 단순히 "RAPID"로 알려져 있었습니다. 하지만 처음부터 다른 용어들도 사용되었습니다.

텍사스 대학교는 출판물과 컨퍼런스에서 솔리드 프리폼 패브리케이션(SFF)이라는 용어를 사용했고, 1993년 저자인 마샬 번즈는 그의 저서 "자동화된 패브리케이션"의 제목을 '패브리케이터'로 정하고 기계에 대해서는 '패브리케이터', 사용자에 대해서는 '패버'라는 용어를 정립하려고 노력했습니다. 회사 이름인 DTM은 "데스크톱 제조"에서 파생되었으며 다른 용어로는 솔리드 이미징, 적층 제조, 적층 제조 등이 있습니다. 

적층 제조, 3D 프린팅: 표준화의 필요성

산업이 발전함에 따라 표준화에 대한 필요성이 커졌습니다. 한편으로는 3D 프린팅과 같은 일부 용어가 서로 다른 의미로 사용되고 있었기 때문에 오해를 최소화하기 위해서였습니다. 또한 많은 경우 상표권으로 보호되는 대중적인 이름을 가진 기술에 대한 일반적인 용어를 정립하기 위해서였습니다. 최초의 표준화 활동은 독일의 VDI가 주도했으며, 이러한 기술과 관련된 첫 번째 간행물에 용어가 포함된 것은 우연이 아닙니다. 2009년의 독일어/영어판 VDI3404(2007년의 독일어 전용 초안을 기반으로 함)는 "적층 가공 - 신속한 기술(신속한 프로토타이핑)"이라는 명칭을 사용했습니다.

그것은 말했다: 적층 가공 / 신속한 기술은 ... 프로토타입, 도구 및 생산 부품을 제조하는 데 사용됩니다. 다소 격동적인 발전 과정에서 다양한 용어와 정의가 등장했으며, 이는 종종 모호하고 혼란스럽습니다." 정의된 기술 명칭은 독점적인 명칭과 약어를 피하면서 일반적으로 사용되는 용어를 기반으로 했으며, 예를 들어 FDM 대신 적층 모델링/제조(FLL)가 사용되었습니다. 3D 프린팅(3DP)은 '파우더 베드에 접착제를 도트 단위로 증착하여 접착제가 증착된 곳에 파우더가 접착되도록 하는 적층 기술'로 정의되었습니다.

표준화 노력은 빠르게 국제적으로 확산되었고 곧 "적층 제조(AM)"를 공식 업계 명칭으로 정립했습니다. 예를 들어 ASTM International은 F42 적층 제조 기술 위원회를 설립하여 ASTM F2792 "적층 제조 기술에 대한 표준 용어"를 발표했습니다. 이 표준에는 독점 용어와 일반 용어가 모두 포함되었습니다. 3D 프린팅과 관련해서는 기술 명칭으로서 '적절한' 사용을 확인하면서 대중적으로 널리 사용되는 대체 용어도 인정했습니다.

ASTM F42와 ISO 위원회 TC261 적층 제조 간의 협력을 통해 ASTM F2792는 이후 국제 표준 ISO/ASTM 52900 "적층 제조 - 일반 원칙 - 용어"로 대체되었습니다. 이 표준은 독점적으로 일반적인(독점적이지 않은) 용어를 사용하므로 예를 들어 레이저 소결은 "분말 베드 융합"에 속하고 광조형 기술은 "통 광중합"에 속합니다. 하지만 3D 프린팅에 대한 정의는 동일하게 유지했습니다. EOS 직원들은 이러한 표준을 만드는 데 적극적으로 참여했으며, 적층 제조 표준을 유지하고 확장하기 위해 관련 ASTM 및 ISO 위원회에서 계속 활동하고 있습니다.

적층 제조: 성숙기에 접어든 산업

표준화 활동과 병행하여 기술과 산업은 적어도 두 가지 방향으로 큰 진전을 이루었습니다. 한편으로는 가정 및 취미 사용자를 겨냥한 저가형 기계를 제공하는 업체들이 빠르게 성장했습니다. 이들 대부분은 필라멘트 공급 원료를 사용하는 재료 압출(용융 증착 모델링) 기술을 기반으로 했지만, 흔히 3D 프린터라고 불리는 기계였습니다. 이러한 추세는 언론과 비즈니스 컨설턴트들의 상당한 과대 광고와 함께 수년 내에 수백만 가구가 3D 프린터를 소유하고 예비 부품과 생활용품을 3D로 인쇄할 것이라고 예측하는 사람들이 많았습니다.

반면 레이저 소결과 같은 산업용 적층 제조 기술은 의료용 임플란트나 항공우주 비행 부품과 같이 매우 중요하고 규제가 엄격한 제품을 생산하는 데 사용될 정도로 기능과 성숙도를 달성했습니다. 당연히 이러한 제품의 제조업체와 사용자는 "가격 및/또는 기능이 낮은 기계", 즉 3D 프린팅(ASTM/ISO에서 설명한 대로)과 연관되는 것을 피하고 싶었습니다. 이러한 상황은 주로 고급 산업 분야를 타깃 고객으로 삼고 있지만 3D 프린팅과 너무 거리를 두면 노출 부족의 위험이 있는 EOS와 같은 기업에게는 딜레마가 되었습니다.

따라서 EOS는 커뮤니케이션에서 적층 제조라는 용어를 주로 사용하되, 저사양 기술과 차별화하면서 대중적인 용도를 다루기 위해 '산업용 3D 프린팅'을 추가하기로 결정했습니다.

적층 제조, 3D 프린팅: 현상 유지의 발전

위에서 설명한 용어의 발전은 1990년대부터 Wohlers Associates에서 매년 발행하는 산업 현황 보고서를 보면 잘 알 수 있습니다. 이 보고서는 기술 제공자와 사용자 모두를 독립적으로 관찰한 것으로, 매년 일반적인 용어 사용 현황을 잘 반영하고 있습니다. 다음 표에는 보고서의 제목이나 소개에 사용된 용어가 수년에 걸쳐 어떻게 변화했는지 요약되어 있습니다:

연례 울러스 어소시에이츠 "업계 현황" 보고서에서 사용되는 용어

1996: 신속한 프로토타이핑

1998: 신속한 프로토타이핑 및 툴링

2003: 신속한 프로토타이핑, 툴링 및 제조

2006: 신속한 프로토타이핑 및 제조

2007: 적층 가공, 래피드 프로토타이핑과 같은 다른 이름으로도 알려져 있습니다.

2009: 적층 제조(AM)

2021: 3D 프린팅 및 적층 제조

현재 상황은 다음과 같습니다:

• 표준 개발 기관(ASTM/ISO 등)은 일반적으로 3D 프린팅을 일반적으로 사용되는 동의어로 언급하면서 산업계와 학계에서 주로 개발한 용어, 즉 적층 제조를 유지합니다.
• 적어도 B2B 영역에서는 적층 제조 사용자 그룹 AMUG, 적층 제조 녹색 무역 협회 AMGTA, 금속 적층 제조 협회 AMAM 등과 같은 산업 단체에서도 일반적으로 AM을 사용합니다.
• America Makes 및 EU와 같은 정부 기관에서는 "America Makes는 적층 제조(AM) 및 3D 프린팅(3DP) 기술 연구 분야의 미국 최고의 협력 파트너입니다... 우리는 AM/3DP를 혁신하고 가속화합니다"와 같이 두 용어를 모두 사용하는 경향이 있습니다.
• 언론인, 작가, 컨설턴트 등은 산업용 애플리케이션을 언급할 때 3D 프린팅이라는 용어를 자주 사용하지만 때로는 적층 제조라는 용어를 사용하기도 합니다. 예를 들어, Wohlers Associates 웹사이트에서는 "적층 제조와 3D 프린팅 - 같은 의미로 사용되는 용어"라고 언급하고 있습니다.
• EOS와 많은 고객을 포함한 AM 기술의 공급업체와 사용자는 모든 종류의 독자를 대상으로 하기 위해 두 용어를 동의어로 사용하며, 공개 커뮤니케이션에 의도적으로 두 용어를 모두 포함시키는 경향이 있습니다.

앞으로 용어와 그 사용법이 어떻게 발전할지는 지켜봐야겠지만, 기술과 그 적용이 계속 성숙하고 확장될 것임은 확실합니다.

저자: 저자: 마이크 셸라베어 박사