3D프린팅연구조합 “올해 구리 적층제조 시장 규모, 47억 4천만 달러 예상”

한국동기술연구조합이 주관하는 제47회 동 및 동합금 기술 강연회에서 3D프린팅연구조합 강민철 이사는 ‘적층제조기술에 의한 구리의 응용분야와 기술이슈’에 대해 발표했다.

적층제조란 주로 금속분말을 사용해 일정한 두께의 분말을 스프레딩해 디지털화된 3차원 도면에 따라 레이저 또는 전자빔을 조사하여 입체적인 제품을 생산하는 기술이다. 기존 절삭가공에 비해 소재 절감, 디자인의 유연성, 고효율 경량부품의 제조가 가능하다.

전세계 적층제조 제품 및 서비스 시장은 지난 10년간 5배 이상 급격하게 성장하는 모습을 보이고 있다. 지난해 세계 적층제조 시장 규모는 219억달러를 기록했으며 서비스 영역이 전 체시장 규모의 46% 이상을 차지했다. 35년간 연평균 25.2% 성장률을 보였으며 2020년 이후에는 14.1% 성장했다.

지난해 전세계 금속 적층장비 판매추이를 살펴보면 판매대수는 24.4% 증가했다. 전세계 금속 적층제조 시스템 판매량은 꾸준히 증가하는 양상을 보이다가 2017년부터 급격하게 증가했다. 2019년부터 2년간 판매 성장률이 둔화되고 있었지만 2022년부터 금속장비판매가 급증하고 있다.

2020년은 코로나로 인한 투자 위축으로 인해 2,169대로 전년대비 판매량이 감소하였지만 2021년 2,397대로 회복하고 있으며 2022년 3,049대, 2023년 3,793대로 지속적인 증가 추세를 보이고 있다. 장비 중 대부분을 차지하는 PBF 및 DED 방식의 장비의 경우 2020년도까지 전세계에 2만대 이상이 공급되어 있는 것으로 추정되며 우리나라에는 누적 보유대수가 2018년 138대에서 2024년 250대를 이상일 것으로 예측된다.

세계 산업용 3D 프린팅 시장은 자동차, 항공우주 및 방위, 인쇄 전자, 주조 및 단조, 헬스케어, 보석, 석유 및 가스, 소비재 등으로 세분화되어있으며 항공우주 및 방위 부문은 2020년 산업용 3D 프린팅 시장에서 가장 큰 점유율을 차지했다. 시장규모는 2021년 4.9억 달러에서 2027년 13.3억 달러로 연평균 21.7% 성장할 전망이다.

강 이사는 “구리 적층제조 시장 규모는 지난해 약 44억 3천만 달러에서 올해 약 47억 4천만 달러로 증가할 것으로 예상된다. 2030년에는 약 68억달러로 성장하며 연평균 성장률은 약 7.41%로 예측된다”며 “이러한 성장에는 구리의 우수한 전기 및 열전도성 특성을 활용한 고성능 부품의 수요 증가가 뒷받침될 것으로 보인다. 특히, 항공우주, 전자기기, 전기차 분야에서의 수요가 주요 동력으로 작용할 것으로 전망된다”라고 말했다.

덧붙여 “구리 적층제조용 소재 시장은 지난해 약 1억 5천만 달러에서 연평균 약 15.5% 성장률을 보이며 2033년 약 5억 달러 규모로 성장할 것으로 예상된다”라고 전했다.

구리 적층제조 제품은 ▲로켓 엔진 부품, 연소 챔버, 열교환기 등 우주산업 ▲전자 부품, 히트싱크, 모터 부품 등 전자기기 ▲전자파 안테나, 통신 부품 등 방위산업에 응용되고 있으며 향후 링 안테나와 초박형 위성 안테나도 구리로 대체될 것으로 전망된다. 초박형 위성 안테나를 적층제조로 생산할 경우 100개의 개별 부품에서 1개로 통합되며 95% 이상의 무게 절감이 가능하다. 11개월에서 2개월로 제작 기간도 단축되며 생산 비용도 20~25% 감소할 것으로 보인다.