로봇 적층 솔루션 기업 ㈜비에이티 파트너스는 ‘로봇 금속 3D 프린팅’ 기술을 활용해 높이 7.2m의 비정형 알루미늄 조형물을 제작했다. 이번 작품은 두 개의 곡면형 쉘이 유기적으로 연결된 형태로,산업용 로봇 기반의 금속 3D 프린팅 기법을 적용해 계획된 이중 곡면 구조를 구현하면서도 재료 낭비를 최소화했다. 이는 대형 금속 구조물 제작 방식의 새로운 가능성을 보여준 성과다.

제작에 활용된 ‘와이어 아크 적층 제조(WAAM,Wire Arc Additive Manufacturing)’ 기법은 금속 와이어를 아크 열원으로 녹여 층층이 쌓아 구조물을 형성하는 방식이다. WAAM은 용접 비드 단위의 적층 기법인 만큼 표면이 다소 거칠 수 있으나,매우 빠른 적층 속도와 대형 스케일 제작이 가능하다는 장점을 지닌다. 이 같은 특성으로 인해 자동차,조선,항공우주,건축 등 중대형 금속 부품 제조 공정에 적합한 기술로 주목받고 있다.

< 사진 제공 : ㈜비에이티 파트너스 > 이번 작품 제작에는 ㈜비에이티 파트너스의 자사 소프트웨어 솔루션 거티(GERTY)가 활용됐다. 거티는 모델링 곡면을 따라 가변적인 간격으로 적층 경로를 구현하는 비평면(Non-Planar) 슬라이싱 기법과,부위별 용접 속도 및 재료 공급량을 정밀하게 제어하는 기능을 제공한다. 이를 통해 일반적으로 서포트가 필요한 수준의 이중 곡면 형상을 서포트 없이 적층함으로써 재료 소모를 줄이고 효율을 높였다. 또한 적층으로 형성된 표면의 결을 디자인 요소로 살려내려는 제작자의 의도도 반영할 수 있었다.

㈜비에이티 파트너스는 이번 성과를 단순히 예술 조형물 제작의 차원을 넘어,산업 전반에 WAAM 기술을 확장 적용할 수 있는 발판으로 보고 있다. 실제로 항공우주 분야의 경량화 부품,조선 산업의 대형 곡면 구조,건축 분야의 맞춤형 금속 외장재 등 다양한 산업군에서 활용할 수 있는 가능성이 열리고 있다.

아울러 생산기술연구원과의 협력을 통해 실시간 WAAM 모니터링 솔루션과 다중 로봇 기반 적층 시스템 제어 기술을 개발하고 있으며,이를 통해 복잡한 대형 구조물을 여러 로봇이 동시에 제작할 수 있는 차세대 생산 체계 구축에도 속도를 내고 있다. 이러한 연구는 향후 스마트 제조,친환경 생산 방식과 맞물려 국내외 금속 제조 산업의 경쟁력을 높이는 중요한 기반이 될 전망이다.

< 사진 제공 : ㈜비에이티 파트너스 > ㈜비에이티 파트너스 관계자는 “이번 프로젝트는 로봇 금속 3D 프린팅,WAAM,그리고 자사 소프트웨어 거티의 융합이 만들어낸 성과”라며 “기술 고도화를 통해 예술적 창작뿐만 아니라 다양한 산업 현장에서도 효율적이고 지속 가능한 생산 체계를 구현해 나가겠다”라고 밝혔다.