첨단 제조 기술이 차량 설계 및 공장 운영을 변화시키고 있습니다.
미국 미시간주 디트로이트 - 2025년 8월 25일 - 자동차 산업은 제조업체들이 3D 프린팅 기술을 생산 공정에 점점 더 통합하면서 조용한 혁명을 겪고 있습니다. 고급 전기 자동차부터 고성능 슈퍼카까지, 적층 제조는 전례 없는 수준의 맞춤화, 무게 감소, 생산 효율성을 가능하게 하는 동시에 전통적인 공급망을 근본적으로 변화시키고 있습니다.
전략적 파트너십이 혁신을 가속화합니다.
토요타 생산 엔지니어링 그룹은 최근 공장 운영 혁신을 추진하기 위해 3D 프린팅 거대 기업 Stratasys와 전략적 파트너십을 체결했습니다. 이 협력을 통해 토요타는 북미 시설 전반에 걸쳐 혹독한 공장 환경에 맞게 설계된 산업 등급 3D 프린터와 첨단 소재를 통합할 수 있었습니다.
"아이디어는 종종 종이에 스케치로 시작되거나, 심지어 누군가의 마음속의 컨셉으로 시작될 수 있습니다."라고 토요타 북미의 적층 제조 엔지니어인 Dallas Martin은 말했습니다. "이제 우리는 디지털 방식으로 모델링하고 다음 날 사용할 수 있는 부품을 가질 수 있습니다. 이 속도를 통해 신속하게 행동하고, 더 안전한 솔루션을 구현하며, 프로세스를 지속적으로 최적화할 수 있습니다."
이 회사는 F3300, F900, Origin One, Fortus 450mc 프린터를 포함한 여러 Stratasys 시스템을 시설에 배치했습니다. 이러한 기계는 내구성이 뛰어난 공장 도구, 최종 사용 부품 및 기능적 프로토타입을 생산하여 외부 공급업체에 대한 의존도를 크게 줄이고 납품 주기를 단축합니다.
프로토타입에서 생산까지: 디지털 전환
제너럴 모터스(GM)는 플래그십 캐딜락 CELESTIQ 전기 자동차를 통해 3D 프린팅을 프로토타입 제작에서 기능 부품 생산으로 전환했습니다. 수작업으로 제작된 고급 세단은 미시간주 워렌에 있는 GM의 적층 산업화 센터에서 개발된 130개 이상의 3D 프린팅 부품을 통합합니다.
"적층 제조를 사용할지 여부에 대한 결정은 두 가지 질문으로 귀결됩니다. 기능적 요구 사항을 충족할 수 있는가? 그리고 경제적인 타당성이 있는가?"라고 GM의 첨단 제조 생산 응용 기술 전문가인 Brennon White는 말했습니다. "적층 제조는 다른 기술로는 할 수 없는 몇 가지를 제공합니다."
주목할 만한 응용 분야에는 스티어링 휠 중앙(GM의 가장 큰 3D 프린팅 금속 생산 부품)과 안전 벨트용 조절 가능한 가이드 링(권위 있는 업계 상을 수상한 회사의 첫 번째 3D 프린팅 금속 안전 부품)이 있습니다.
적층 제조를 통해 향상된 슈퍼카 성능
고성능 부문에서 3D 프린팅은 차량 성능 및 설계의 획기적인 발전을 가능하게 합니다. 이탈리아 스타트업 Vittori는 3D 프린팅 섀시 및 차체 부품을 갖춘 1,110마력 AI 지원 하이브리드 슈퍼카인 Turbio를 출시할 예정입니다. 단 50대만 한정 생산되는 이 차량은 자동차 설계에서 통합 적층 제조의 최첨단을 나타냅니다.
Bugatti, Porsche, Ferrari는 모두 3D 프린팅 부품을 자사 엘리트 차량에 통합했습니다. Bugatti의 3D 프린팅 티타늄 브레이크 캘리퍼는 무게를 줄이면서 극한의 스트레스를 견딜 수 있는 기술의 능력을 보여주었습니다. Porsche는 911 GT2 RS 모델용으로 통합 냉각 채널이 있는 3D 프린팅 피스톤을 도입하여 피스톤 무게를 10% 줄이고 30마력을 추가하는 동시에 효율성을 향상시켰습니다.
제조 경제 및 공급망 변화
3D 프린팅의 의미는 성능 향상을 넘어 제조 경제 및 공급망을 근본적으로 재편하는 데까지 확장됩니다. 업계 전문가에 따르면 3D 프린팅은 광범위한 재고 보관의 필요성을 획기적으로 줄이는 분산형 주문형 제조를 가능하게 합니다.
"전통적인 공급업체는 차량 모델이 단종되면 더 이상 경제적 타당성이 없기 때문에 생산 라인을 중단하는 경우가 많습니다."라고 McKinsey의 수석 파트너인 Phillip Kampshoff는 설명했습니다. "3D 프린팅 및 디지털 디자인 파일을 사용하면 이러한 부품을 즉시 주문형으로 생산하여 수십 년 동안의 창고 보관 지연을 방지할 수 있습니다."
Divergent Technologies는 CEO Lukas Czinger가 "전통적인 공급망을 해체하고 재구성"이라고 설명하는 적응형 생산 시스템으로 이 접근 방식을 개척했습니다. 이 회사의 3D 프린팅 기술은 Czinger 21C 하이퍼카의 핵심 부품 대부분을 생산할 수 있으며, 1.9초 만에 0-60mph를 달성합니다.
과제 및 미래 전망
상당한 진전에도 불구하고 적층 제조는 여전히 자동차 응용 분야에서 과제에 직면해 있습니다. 대량 생산의 높은 장비 및 재료 비용, 생산 속도 제한, 일부 응용 분야의 내구성 문제는 더 광범위한 채택의 장벽으로 남아 있습니다.
그러나 기술은 계속해서 빠르게 발전하고 있습니다. 업계 예측에 따르면 자동차 3D 프린팅 시장은 제조업체들이 프로토타입 제작 및 생산 응용 분야 모두에 이러한 솔루션을 점점 더 많이 채택함에 따라 2025년까지 90억 달러에 이를 수 있습니다.
토요타 북미 생산 엔지니어링 그룹의 매니저인 Lisa Bednar는 다음과 같이 요약했습니다. "적층 제조는 우리 팀이 협업하고 혁신하는 방식을 혁신했습니다. 한때 부품을 얻기 위해 몇 주를 기다렸지만 이제는 하루 만에 제조, 개선 및 구현할 수 있습니다. 속도뿐만 아니라 우리 직원들에게 독특한 사고방식과 신속하게 행동할 수 있는 능력을 부여하는 것입니다."
적층 제조로의 전환은 단순한 기술적 변화 이상을 의미하며, 자동차가 설계, 생산 및 수명 주기 동안 유지 관리되는 방식을 근본적으로 변화시키고 있습니다.
