3D프린팅 매스 커스터마이징, 로봇 제조를 바꾸다!

출처 : GLUCK

 

금형 기반 양산의 한계를 넘어, DfAM과 적층 제조(AM)가 제시하는 로봇 개발 및 생산의 뉴 패러다임

 

로봇 산업의 전장이 급변하고 있습니다. 표준화된 공장에서의 반복 작업을 넘어, 물류(AGV/AMR), 협업(Cobot), 의료, 국방 등 특정 환경에 최적화된 고도화된 솔루션이 요구되고 있습니다. 이러한 시장의 변화는 더 이상 단일 모델의 대량 생산(Mass Production) 방식으로는 경쟁력을 유지하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이제 로봇 산업의 핵심 경쟁력은 특정 목적과 환경에 완벽하게 부합하는 ‘맞춤형 로봇’, 즉 ‘매스 커스터마이징’을 얼마나 효율적으로 구현하는가에 달려있습니다.

 

과거 이러한 다품종 소량생산 및 맞춤화의 길목에는 ‘금형(Mold)’이라는 거대한 기술적, 경제적 장벽이 존재했습니다. 고액의 금형 제작 비용과 수개월의 리드타임은 급변하는 기술 트렌드와 시장의 요구에 민첩하게 대응(Agile Manufacturing)하는 것을 저해하는 주요 병목이었습니다.

 

하지만 이제 산업용 3D프린팅, 특히 SLA기술이 로봇 제조의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있습니다. 이는 단순 시제품 제작(Prototyping) 도구를 넘어, 실제 로봇의 최종 부품(End-use Parts)을 생산하고 개발부터 양산까지의 전 과정을 혁신하는 핵심 동력, 즉 적층 제조(Additive Manufacturing, AM) 솔루션으로 자리 잡았습니다.

 

출처 : GLUCK

 

글룩(GLUCK)의 산업용 SLA 3D프린팅 솔루션은 디지털 데이터만으로 최소 주문 수량(MOQ)의 제약 없이 필요한 수량만큼 부품을 생산하며, 복잡한 형상을 고정밀로 구현하고, 짧은 리드타임으로 반복적인 설계 변경(Design Iteration)과 개선을 지원합니다. AM 기술과 로봇 공학의 융합은 미래 로봇 제조의 표준이 될 것입니다.

 

성능 극대화를 위한 정밀 엔지니어링: 커스텀 파츠와 EOAT

로봇의 혁신은 시스템 전체의 변화에서만 비롯되지 않습니다. 때로는 특정 애플리케이션에 최적화된 작은 부품 하나가 로봇의 전체 생산성(ROI)과 효율성을 극대화하는 결정적인 차이를 만듭니다. 3D프린팅은 바로 이 '커스텀 튜닝 파츠' 제작에서 가장 강력한 솔루션을 제공합니다.

 

출처 : GLUCK

 

휴머노이드 및 다관절 로봇: 수많은 구동 관절(Joint), 정교한 키네마틱스(Kinematics), 복잡한 센서 통합이 요구되는 휴머노이드 개발에서 SLA 기술의 역할은 절대적입니다. 경량화되면서도 구조적 강성을 유지하는 부품, 복잡한 관절 메커니즘, 내부 케이블 라우팅 설계 등을 제작하는 데 있어 높은 정밀도와 설계 자유도는 필수적입니다.

 

EOAT(End-of-Arm Tooling) 및 그리퍼: 로봇 팔 끝에 장착되어 직접 작업을 수행하는 그리퍼나 툴링은 작업 대상물의 형상에 따라 맞춤 제작이 필수적입니다. 3D프린팅은 경량화된 맞춤형 그리퍼를 신속하게 제작하여 로봇의 가반하중(Payload)을 높이고 작업 속도를 향상시킵니다.

 

지그(Jig)와 픽스처(Fixture): 정밀 조립이나 검사 공정에서 작업 대상물을 정확한 위치에 고정하는 보조 도구들은 대부분 소량 맞춤 생산이 필요합니다. AM은 이러한 제조 보조 도구를 빠르고 저렴하게 제작하여 공정의 정확성과 반복성을 보장합니다.

 

최종 부품 생산의 신뢰성: 자동차 산업에서 검증된 초정밀 품질

AM 기술의 신뢰성은 이미 요구 조건이 가장 까다로운 자동차 산업에서 검증되었습니다. 자동차 주행 시 강한 공기 저항을 견뎌야 하는 ‘휀더(Fender)’는 높은 강성과 경량성은 물론, 공기 역학(Aerodynamics)을 고려한 복잡한 곡면 설계를 요구합니다. 전통적인 금형 방식으로는 막대한 비용과 시간이 소요되었습니다.

 

출처 : GLUCK

 

글룩(GLUCK)은 산업용 SLA 3D프린팅으로 이 문제를 해결했습니다. 최대 ±50μm 수준의 초고정밀 출력 기술은 자동차 외장 부품에서 요구되는 최고 수준의 표면 품질(Class-A Surface)을 최소한의 후가공만으로 구현합니다.

 

이는 로봇 산업에 즉시 적용 가능합니다. 로봇의 외장 하우징, 커버, 내부 브래킷 등은 기능적 요구사항을 충족시키면서도 심미적 완성도를 높여야 합니다. 산업용 SLA 3D프린팅은 금형 없이 복잡한 형상의 부품을 빠르고 정밀하게 생산하며, 설계 변경 시 즉각적인 반영이 가능해 개발 리드타임을 획기적으로 단축합니다. 특히, 수십에서 수백 개의 부품을 반복 생산해도 품질 편차가 거의 없는 높은 신뢰성(Reliability)과 반복성(Repeatability)은 ‘실전’에 투입되는 로봇 부품 생산의 새로운 표준을 제시합니다.

 

성능의 한계를 돌파하다: DfAM 기반의 경량화 및 부품 통합 전략

상업용 드론 선도 기업 Skydio는 기존 17개의 부품으로 이루어진 공기 프레임을 3D프린팅 기술과 생성형 디자인(Generative Design)을 통해 단일 구조로 통합했습니다. 이를 통해 무게는 줄이고 강성은 획기적으로 향상시켰습니다.

 

이러한 DfAM(Design for Additive Manufacturing, 적층 제조 특화 설계) 접근 방식은 로봇 산업에 필수적입니다.

출처 : Skydio

• 경량화(Lightweighting): 위상 최적화(Topology Optimization)나 격자 구조(Lattice Structure) 등을 통해 불필요한 무게를 제거하여 로봇의 구동 효율과 배터리 수명을 늘리고, 동적 성능을 향상시킵니다.
• 부품 통합(Part Consolidation): 여러 부품을 하나로 통합하여 조립 공정을 단순화하고, 잠재적 고장 지점을 줄여 구조적 신뢰성을 높입니다.

이는 단순한 부품 제작을 넘어, 제품의 성능 자체를 극한까지 끌어올리는 전략적인 엔지니어링 접근입니다.

 

 

대형 로봇 제작의 현실화: 대형 SLA 프린팅의 스케일과 정밀성

정밀함이 부품 단위를 넘어, 대형 구조물로 확장될 때 AM의 진정한 가치가 드러납니다. 이는 특히 대형 물류 로봇, 산업용 로봇의 섀시나 외장 커버 제작에 중요한 시사점을 제공합니다.

 

출처 : GLUCK

 

최근 블리자드와 포르쉐의 협업으로 탄생한 높이 2.1m의 실물 크기 D.Va 메카(Mech) 프로젝트는 대형 3D프린팅 기술의 가능성을 입증했습니다. 이 복잡한 디자인의 대형 구조물은 전통적인 방식으로는 구현이 매우 어려웠습니다.

 

글룩에서 제작된 메카에 대한 정보는 아래 블로그에서 확인하실 수 있습니다. 

메카(Mech): 3D printing으로 탄생한 OVERWATCH2 X PORSCHE 의 콜라보레이션  

메카(Mech): 3D printing으로 탄생한 OVERWATCH2 X PORSCHE 의 콜라보레이션

 

 

글룩(GLUCK)은 1m급 대형 SLA 3D프린터를 포함한 수십 대의 장비를 활용하여 거대한 로봇의 각 파츠를 정밀하게 출력하고 조립하여 완성했습니다. 글룩의 산업용 SLA 프린팅으로 제작된 부품은 사출 성형 부품에 필적하는 매끄러운 표면 조도를 자랑하며, 이는 후처리 공정을 최소화하여 시간과 비용을 절감하게 해줍니다. 이 사례는 3D프린팅이 복잡한 디자인의 대형 로봇 외관 및 구조물을 제작하는 가장 효율적이고 강력한 수단임을 증명합니다.

 

생산 효율성의 극대화: '주문형 생산(On-Demand)'과 브릿지 생산(Bridge Production)

차세대 숙박 자동화 솔루션 기업 벤디트(Vendit)의 사례는 AM이 어떻게 생산 방식을 근본적으로 혁신하는지 보여줍니다. 벤디트는 다양한 설치 환경과 고객 요구에 맞춰 키오스크 디자인 커버를 맞춤 제작해야 했으며, 금형 방식의 높은 초기 비용과 재고 부담은 큰 문제였습니다.

 

출처 : GLUCK

 

벤디트는 글룩의 산업용 SLA 3D프린팅 솔루션을 도입하여, 필요할 때 필요한 만큼만 생산하는 ‘주문형 생산(On-Demand Manufacturing)’ 체계를 구축했습니다. 이는 재고를 쌓아두고 판매하는 'Push' 방식에서, 주문이 들어오면 생산하는 'Pull' 방식으로의 성공적인 전환이었습니다.

 

이 혁신은 AGV, AMR, 서빙 로봇 등 다양한 자동화 로봇 산업에 직접적인 해답을 제시합니다. 각기 다른 현장에 맞춰 센서 위치, 케이블 경로, 외부 디자인 등을 변경해야 하는 로봇 부품들을 이제 금형 없이 즉시 생산할 수 있습니다. 또한, 초기 양산 단계에서 금형 제작 전까지 시장 반응을 확인하며 제품을 생산하는 '브릿지 생산(Bridge Production)' 전략을 가능하게 하여, 기업이 시장 변화에 훨씬 민첩하게 대응할 수 있도록 만듭니다.

 

글룩에서 제작된 벤티트의 키오스크 디자인 커버 에 대한 정보는 아래 블로그에서 확인하실 수 있습니다. 

재고 없는 키오스크 제조, SLA 3D프린팅으로 실현한 유연한 하드웨어 생산 

재고 없는 키오스크 제조, SLA 3D프린팅으로 실현한 유연한 하드웨어 생산

 

 

단순 출력을 넘어 'DfAM 설계 컨설팅'으로 완성되는 제조 혁신

BMW, 포르쉐와 같은 글로벌 기업들은 이미 DfAM과 3D프린팅 기술을 활용해 기존 기술로는 불가능했던 고성능 부품을 직접 생산하고 있습니다. 성공적인 AM 활용의 핵심은 단순히 고성능 장비를 보유하는 것을 넘어, 3D프린팅에 최적화된 설계를 할 수 있는 엔지니어링 역량에 있습니다.

 

출처 : GLUCK의 3D프린팅 스마트 팩토리

 

글룩은 국내 최대 규모의 산업용 SLA 3D프린팅 인프라(스마트 팩토리)와 함께, DfAM 기반의 설계 최적화 컨설팅 역량을 제공합니다. 고객의 제품 개발 초기 단계부터 참여하여, 기능적 목적과 제조 효율성을 동시에 충족시키는 최적의 솔루션을 제시합니다.

 

로봇의 외장 디자인부터 내부의 복잡한 기구 부품, 생산 라인의 효율을 높이는 맞춤형 지그와 픽스처에 이르기까지, 3D프린팅과 DfAM 컨설팅의 결합은 기존 제조 방식이 가졌던 리드타임, MOQ, 초기 투자 리스크의 장벽을 뛰어넘는 가장 현실적인 대안입니다.

 

이제 로봇 산업의 미래는 금형 없는 유연한 생산, 즉 디지털 제조 방식으로 나아가고 있습니다. 글룩의 산업용 SLA 3D프린팅과 전문적인 DfAM 설계 컨설팅은 대한민국 로봇 산업이 '매스 커스터마이징' 시대를 선도하는 가장 확실한 전략적 파트너가 될 것입니다.

 

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GLUCK은 대량생산이 가능한 산업용 3D프린팅 서비스 기업입니다.

아이디어를 반복 가능한 생산성으로 전환하여, 현실 가능한 제조 솔루션을 제공합니다.

 

지금 글룩에 문의해 보세요! 

📩 제작 및 상담 문의: https://glucklab.com/ 

 

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