1m 대형부품 0.002mm/mm 정확도, 신소재 연구 개발
FDM 3D프린터
Stratasys FDM은 대형 산업용 부품으로 사용이 가능하도록 정밀하게 제작하는 유일한 3D프린터입니다.
스펙을 보기 전에, 먼저 현장의 고민을 짚어 보겠습니다.
대형 부품을 다루는 분 · 자동차·로봇·기계 R&D, 시제품센터, 군 정비
큰 부품만 출력하면 며칠 뒤 뒤틀려 있습니다
35cm~1m급 부품을 출력했는데, 며칠 뒤 측정하면 양 끝이 2~3mm씩 들리거나 뒤틀려 조립이 안 되고, 체결하다 부품이 부러진 경험이 있으십니까. 결국 외주로 돌리거나 여러 조각으로 나눠 만들어 정밀도와 조립성을 포기하게 됩니다.
신소재·재료를 연구·개발하는 분 · 대학 연구실, 출연연, 항공·국방, 서비스 뷰로
장비가 특정 회사 재료에만 묶여 있습니다
원하는 재료를 쓰고 싶은데 폐쇄형 재료에만 묶여 있어, 공급이 끊기면 라인이 멈추고 단가 협상력도 없습니다. 새로운 조성을 실험하거나 특정 응용·형상에 맞춰 출력 조건을 조정하고 싶어도 매개변수에 손을 댈 수 없습니다.
공통 · 정확도에 대한 오해
"레이어가 얇을수록(해상도) 정확하다"고 알고 계신가요
실제 기능·조립 부품에서 중요한 것은 해상도가 아니라, 지정한 치수에 부합하는 정확도와, 그것이 매번·시간이 지나도 유지되는 반복성·장기 안정성입니다. 매끄럽고 미세해 보이는 부품이 오히려 치수가 안 맞는 경우가 많습니다.
공통 · 예산·과제
"왜 이 장비인가"를 심의에 설명할 근거가 필요합니다
정부과제·장비구축 예산으로 도입하면서, 평가위원과 내부 심의에 객관적인 실측 근거로 장비 선정을 설명해야 하는 상황이십니까.
퍼스트이엠은 이 두 가지 상황을 현장에서 반복해 봐 왔습니다. 그래서 이 페이지는 스펙 나열이 아니라, "당신의 부품이 변형 없이 조립되는가" 그리고 "당신이 재료를 자유롭게 다룰 수 있는가"를 기준으로 정리했습니다.
대형 기능 부품과 재료 개발, 두 가지 목적에 각각 맞춰 안내합니다.
대형 기능성 부품
F770
1m급 대형 부품을 후변형 없이, 조립·기능 테스트가 가능한 정밀도로
제작 크기 1,000 × 610 × 610mm. 챔버내 균일한 열 제어로 1m 크기에서도 ±0.002mm/mm 실측 정확도를 유지하며, 출력 후 뒤틀림이 발생하지 않습니다. ABS-M30·ASA로 자동차·로봇·항공·국방의 조립/기능성 테스트 부품을 만듭니다.
대상 · 자동차·로봇·기계 R&D, 대형 시제품센터, 군 정비·국방
F770 자세히 보기오픈 머터리얼·재료 개발
Fortus 450mc
원하는 재료를 직접 튜닝하고, 신소재를 개발하며, 공급망 위험을 없앤다
OpenAM으로 출력 매개변수를 직접 조정해 재료 성능과 출력 품질을 최적화합니다. Stratasys Preferred·Validated·Open 3단계 재료 체계로 30종 이상의 재료를 쓰고, 제3자·오픈 재료까지 활용해 다중 소싱(공급망 위험 완화)을 실현합니다.
대상 · 대학 연구실, 정부출연연, 항공우주·국방, 서비스 뷰로
Fortus 450mc 자세히 보기두 장비 모두 GrabCAD Print·Insight 워크플로우를 공유하며, 귀 기관의 목적이 대형 기능부품인지 재료 개발인지부터 함께 정리해 드립니다.
중대형 출력(350~1,000mm)의 가장 큰 난제는 열수축·잔류응력으로 인한 뒤틀림입니다. 부품의 아래·위, 같은 층 안에서도 식는 속도가 다르면 응력이 쌓여 변형됩니다. 부품이 커질수록 이 문제는 기하급수적으로 심해집니다.
챔버내 균일한 열제어가 변형을 원천 제거
70~90℃의 고온 챔버 안에서 부품 전체를 균일한 온도로 유지하며 출력합니다. 14게이지 강판 오븐 프레임과 단열 패널, 좌우 덕트의 액티브 열풍 순환으로 빌드 평면에 균일하게 열을 보내고, 두 개의 열풍 히터와 열전쌍·서미스터가 온도를 정밀 제어합니다. 출력이 끝나면 챔버 안에서 서서히 균일하게 냉각되어 전체가 동일한 속도로 수축합니다. 개방형·반폐쇄형 데스크탑 FDM과 구조적으로 가장 다른 지점입니다.
CNC급 모션 + 검증된 ABS 재료
고정밀 리니어 가이드와 서보 모션으로 F770은 1m 크기에서도 ±0.002mm/mm(CMM 실측) 치수 안정성을 보장합니다. 단순 XY 정밀도가 아니라 출력 후 수축까지 포함한 실제 완성 파트의 실측값입니다. 산업용 ABS는 1년 이상 보관 후에도 치수 변화가 ±0.03~0.05mm 수준으로, 광경화 방식의 후경화·UV 변형이 거의 없습니다. Adaptive Slicing과 Sparse 구조로 대형 부품의 응력·무게를 최적화합니다.
대형 부품에서 기술별 차이
실제 BMT 실증 — 퍼스트이엠 현장 데이터
국내 Tier 1 자동차 부품 기업이 헤드램프(최대 70cm, 넓고 긴 형상)를 FDM·SLA·SLS에 의뢰해 진행한 BMT. CMM 치수 측정, 시편 물성, 전체 체결 조립성을 검증.
FDM(ABS) : 70cm·긴 형상도 변형 없이 0.002mm/mm 이내 만족, 전체 체결·조립 가능, 물성 기준치 이상
SLS(나일론) : 뒤틀림으로 정확도 허용치 크게 초과, 변형으로 조립 불가
SLA(레진) : 뒤틀림으로 정확도 초과, 조립 불가, 체결 시 부품 부러짐
작업 환경
스트라타시스 FDM은 출력 시 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC)이 미국산업위생전문가협의회(ACGIH) 기준치 이하로 측정되었습니다. SLS의 분말 분진, SLA의 레진 냄새·알코올 취급 부담이 없습니다.
형상 확인용 소형 정밀 부품이라면 SLA·SLS도 훌륭합니다. 그러나 35cm 이상의 기능성·조립 부품을 변형 없이 만들어야 한다면, 고온 챔버 구조의 FDM이 사실상 유일한 해법입니다. 퍼스트이엠은 SLA·SLS·금속도 함께 취급하므로, 부품 크기와 용도에 맞는 기술부터 솔직하게 안내합니다.
많은 고객이 재료 옵션 확대, 공급망 다변화(멀티 소싱), 부품 성능 최적화를 원합니다. Fortus 450mc는 오픈 머터리얼 생태계로 이 세 가지를 동시에 해결합니다.
OpenAM — 출력 매개변수를 직접 조정
OpenAM 소프트웨어로 액화기 온도, 오븐 온도, 최대·모서리 속도, 흐름 계수, 도구경로 등 인쇄 매개변수를 직접 편집해 재료 성능과 출력 품질을 원하는 기준에 맞춥니다. 기능 기반 튜닝(Part·Vertical·Infill·Base·Support 탭)으로 부위별로 빠르게 조정하고, 재료 클래스별 기본값과 안전 범위가 설정돼 있어 실패와 시간 손실을 줄입니다. 스트라타시스의 30년 열가소성 튜닝 경험이 반영된 튜닝 가이드가 함께 제공됩니다.
3단계 재료 체계 + 다중 소싱
일반 칩(generic chips)으로 ABS·ASA·PC·PEI-HT·PEI·PA12·PA12CF·PEKK 등 베이스 프로필을 제공해 신소재 튜닝의 출발점을 잡아 줍니다. 여러 공급사에서 소모품을 조달할 수 있어 공급망 위험을 완화하고 부품당 비용을 낮춥니다.
산업용 성능과 고성능 재료
Fortus 450mc 파트는 일부 재료에서 수직(ZX) 강도가 면내(XZ) 대비 80% 이상으로 거의 등방성에 가깝습니다. FDM Nylon 12CF는 인장강도 10,000psi 이상에 생산 변동 4% 미만, ASA는 변동 6% 미만·출력 성공률 93%로 반복성이 높습니다. ULTEM 9085·1010(FST·V-0 난연), Antero(PEKK), VICTREX PEEK 등 고강도·내화학·내열 재료로 항공·운송·오일가스 응용까지 대응합니다.
실제 사용 사례
대학 연구미국 델라웨어대가 FFF 플랫폼에서 독자 전도성 신소재를 개발해 RF 안테나 응용을 구현, 가공 대비 재고·비용 절감.
철도 OEMNFPA 130 난연·연기 기준을 충족하는 검증 재료로 예비부품을 빠르게 제작해 소송 비용 절감·재고 축소.
서비스 뷰로Antero 800NA에서 OpenAM으로 조형 솔기를 다듬어, 후처리 재작업 없이 100개 주문을 자신 있게 납품.
정직한 안내 — 보증
OpenAM으로 사용자 매개변수를 쓰는 전용 인쇄 헤드는 보증·서비스 계약에서 제외됩니다. 그 외 항목은 모두 표준 보증이 적용됩니다. 퍼스트이엠은 이 조건을 도입 전에 분명히 안내합니다.
1m 대형 기능성 부품 제작 3D프린터 F770
신소재 연구 · 개발 3D프린터 Fortus 450mc
중소형 3D프린터 F170/190/370, 대형 3D프린터 F900
F170
F190 CR
F370
F370 CR
F900
미세하고 매끈하다고 정확한 부품이 아닙니다. 시제품센터·연구실·제조 R&D가 기능·조립·반복 테스트를 하려면, "얼마나 미세하게 보이는가"가 아니라 "치수가 맞고, 매번 같고, 시간이 지나도 그대로인가"를 봐야 합니다.
세 가지 개념을 구분하십시오
정확도
출력물이 지정한 치수 허용 오차에 얼마나 부합하는가
반복성
시간이 지나고 장비가 바뀌어도 일관된 출력을 내는가
해상도
측정 가능한 최소 단위(레이어 두께·DPI). 정확도와 다른 개념
해상도가 높을수록(레이어가 얇을수록) 정확하다는 것은 널리 퍼진 오해입니다. 길이가 다른 두 줄자가 모두 "12인치"라 표시돼 있어도, 눈금이 더 촘촘한(해상도가 높은) 줄자가 실제로는 1인치 짧을 수 있습니다. 눈금이 곱다고 길이가 정확한 것은 아닙니다.
실측 비교 — 해상도 vs 정확도
초고해상도 프린터 vs FDM(저해상도 설정)
초고해상도(0.0381mm 레이어) 프린터로 만든 부품보다, FDM(저해상도 0.254mm 설정)으로 만든 부품이 더 정확했던 실측 사례가 있습니다. 초고해상도 부품은 편차가 ±0.51mm를 넘었고, FDM 부품은 대부분 ±0.13mm 이내였습니다. 표면이 매끄럽고 모서리가 날카롭다고 해서 치수가 정확한 것은 아닙니다. 정확도는 결국 전체 빌드 영역에서 재료 증착·경화 움직임을 제어하는 시스템의 능력에 달려 있습니다.
FDM의 실제 정확도·반복성·장기 안정성
±0.002mm/mm
전체 정확도, 사출 성형 일반 공차에 부합
99.5%
전체 치수의 99.5%가 0.13mm 이내 (대형 생산형 반복성 연구)
±0.03mm
1년 이상 보관 후에도 치수 변화 수준 (산업용 ABS)
대형 생산형 FDM 반복성 연구에서 표준편차 0.043mm를 기록했고, 단일 장비·여러 장비·시간 경과 전반에서 일관성이 검증되었습니다. ABS·PC 등 산업용 열가소성 부품은 제작 후 변화가 없어 1년 넘게 임의 보관해도 치수가 연구 범위 내에 유지됩니다. 반면 광경화 수지는 후경화·UV 노출로 시간이 지나며 치수가 변합니다.
적층 가공이 "보여주기용 모델"을 만들던 시대에는 해상도가 장비를 설명하는 적절한 기준이었습니다. 그러나 지금은 기능·조립·완제품을 만드는 시대입니다. 봐야 할 것은 치수가 맞고(정확도), 매번 같고(반복성), 시간이 지나도 그대로인가(장기 안정성)입니다.
도입을 결정하기 전, 가장 많이 받는 질문에 솔직하게 답해드립니다.
Q.대형으로 출력하면 뒤틀린다던데, 큰 부품을 정말 쓸 수 있나
A.챔버내 균일한 열제어로 급격한 냉각으로 인한 뒤틀림을 방지하여 1m급에서도 후변형 없이 ±0.002mm/mm를 유지합니다. 추측이 아니라, 국내 자동차 부품사 BMT(헤드램프 70cm)에서 FDM만 변형 없이 조립에 성공한 실측 데이터로 보여 드립니다.
Q.이미 산업용 3D프린터(SLA·SLS 등)가 있는데 또 사야 하나
A.대체가 아니라 보완입니다. 소형 정밀·형상 확인은 기존 장비가, 대형 기능부품·조립 검증은 FDM이 맡습니다. 기존 장비로 충분하면 솔직히 그렇게 안내합니다.
Q.오픈 머터리얼을 쓰면 보증이 깨지나
A.OpenAM 사용자 매개변수를 쓰는 프린터 헤드(소모품)만 보증에서 제외됩니다. 나머지는 표준 보증이 적용되며, 이 조건을 도입 전에 분명히 안내합니다.
Q.재료가 한 회사에 묶이는 게 부담이다
A.Preferred·Validated·Open 3단계 체계와 일반 칩으로 여러 공급사에서 조달할 수 있어 공급망 위험을 완화하고 부품당 비용을 낮춥니다.
Q.운영할 전문 인력이 없다
A.직관적 터치스크린과 간편한 출력 사전작업으로 전문성 없이 운영 가능합니다. SLS의 파우더 회수·관리나 SLA의 레진·알코올 취급 같은 부담이 없습니다.
Q.정부과제·내부 심의에서 "왜 이 장비인가"를 정당화하기 어렵다
A.CMM 실측 정확도·반복성 데이터, BMT 비교 자료, ULTEM의 FST·V-0 난연 등 인증 근거를 과제·예산 언어로 정리해 드립니다.
Q.작업 환경·안전이 걱정된다
A.스트라타시스 FDM은 프린팅중에 공기중으로 배출되는 VOC(휘발성유기화합물)가 미국산업위생전문가협의회(ACGIH) 및 미국산업안전보건청(OSHA)의 허용 기준치에 크게 하회한 결과로 측정되었습니다. 분말 분진·레진 냄새 부담이 없습니다.
Q.고장·유지보수·소모품 비용이 걱정된다
A.우선 서비스·예방 점검·예비부품 신속 공급으로 다운타임을 줄입니다. 재료·유지보수 비용을 도입 전에 투명하게 산정해 예측 가능한 연간 운영비로 정리해 드립니다.
보유 장비로는 못 하던 것을, 두 가지 FDM 해법으로 해결합니다.
자동차·로봇·기계 R&D 및 대형 시제품센터
대형 기능 부품, 조립성·매치성 검증, 지그·치공구를 변형 없이 내부에서 제작합니다. SLA·SLS로는 외주·분할 제작하던 대형 부품을 한 번에 만들어 개발 기간을 줄이고 센터 성과로 기록합니다. 헤드램프·내장재·브래킷 같은 넓고 긴 형상도 조립 검증이 가능합니다.
F770항공우주·국방·군 정비창
ULTEM의 FST·V-0 난연, 경량·고강도 재료로 기능 부품과 예비부품을 주문형으로 제작합니다. 다중 소싱으로 공급망 위험을 줄이고, 압형·재고 대기 없이 빠르게 교체 부품을 만들어 장비 가동률을 높입니다. 단종 부품의 소량 재생산에도 유리합니다.
F770 · Fortus 450mc대학 연구실·정부출연연구기관
OpenAM으로 신소재를 개발·튜닝하고, 매개변수 기반 연구를 반복·공유합니다. 독자 재료·전도성 소재 등 새로운 응용을 논문·정부과제 성과로 연결하고, 폐쇄형 장비로는 불가능했던 재료 자유도를 확보합니다.
Fortus 450mc서비스 뷰로·출력 서비스
다중 소싱으로 소모품 비용을 낮추고, 높은 반복성과 맞춤 튜닝으로 고객 주문을 재작업 없이 납품합니다. 소량 생산·맞춤 부품 주문에 유연하게 대응해 수익성을 높입니다.
Fortus 450mc대학·공공 기업지원 시제품제작센터
입주·지원 기업의 대형 풀사이즈 기능 시제품을 외주 없이 센터 내에서 완결해, 출력 서비스를 자립 수익원으로 전환합니다. 대형 부품은 F770으로, 재료 실험·맞춤 출력은 Fortus 450mc로 나눠 맡으면 한 센터가 더 넓은 기업 수요를 흡수할 수 있습니다. 정부과제·장비구축 사업의 성과 지표로도 활용됩니다.
F770 · Fortus 450mc스트라타시스는 지난 30년이상 3D프린팅 업계를 선도해오며 오늘날 전세계에서 가장 널리 사용되는 3D프린팅 브랜드가 되었습니다. 고강도 플라스틱인 FDM기술, 풀컬러복합재질인 Plyjet기술을 주도하며 SAF기술, SLA기술, DLP기술 등으로 확장해서 전세계적으로 140,000대 이상의 3D프린터를 설치하였습니다. 미래 적층제조의 성장 원동력인 최종부품 제작에 있어 디자이너, 엔지니어, 제조업체 가장 혁신적이면서 가장 우수한 품질의 적층제조 솔루션을 제공하는 기술으로 계속 발전해 나가고 있습니다.
| 상 세 |
주식회사 퍼스트이엠
경기도 안양시 동안구 시민대로109번길 29, 에이스하이테크시티범계 1305호
전화 : 031 360 2670 팩스: 031 360 2765
이메일: info@firstem.co.kr
주식회사 퍼스트이엠
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