[첨단 헬로티]

3D 프린팅 기술은 다양한 산업의 제조 공정을 바꾸고 있다. 단순한 부품에서부터 자동차, 항공기 등의 복잡한 부품까지 효율적인 형태로 만들어 낸다. 여러 부품들이 결합한 완제품도 3D 프린팅으로 가능하다. 

다만, 현재 직면한 문제는 속도와 진동이다. 빠른 생산, 정교한 제작이 3D 프린팅의 장점이지만 공교롭게도 그 장점이 3D 프린팅의 발목을 잡고 있는 것이다. 특히 가벼운 소재 및 모델의 경우 프린터의 움직이는 부품들이 진동을 일으켜 생산되는 제품의 품질을 떨어뜨린다.

XYZ프린팅의 CEO인 Sime Shen은 “우리는 기술의 차세대 진화를 기다리고 있다. 훨씬 더 빠르고, 정확하며 쉽게 작업할 수 있다면 3D 프린터로 더 많은 사람들을 불러 모을 수 있을 것이다. 4~6시간이 아닌, 40~60분 정도 기다리면 될 것이다”고 지난해 테크크런치에서 말했다. 

최근 미시간 대학교에서 개발된 소프트웨어 알고리즘을 통해 3D 프린팅의 주요 단점이었던 느린 작업속도와 진동을 개선할 수 있게 되었다. 이 알고리즘을 통해 프린터는 일반적인 하드웨어보다 최대 2배 빠른 속도로 고품질의 결과를 제공할 수 있으며, 추가 하드웨어 비용도 들지 않는다. 

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▲ 미시간 대학 기계공학부 부교수 Chinedum Okwudire

진동 개선에 대해서는 미시간 대학의 Smart and Sustainable Automation Research Lab을 이끌고 있는 기계공학부 부교수 Chinedum Okwudire의 말을 인용한다. 

“프린터의 역동적인 동작에 대한 지식으로 무장한 이 프로그램은 프린터가 지나치게 진동하는 것을 예상하고 동작을 조정한다”

알고리즘의 작동법을 가장 좋은 예는 큰 강당에서 연설을 할 때이다. 가장 먼 좌석까지 연설이 들리기 위해 연설자는 큰소리로 외쳐야 한다. 이때는 확성기를 활용할 수 있는데, 연설자가 계속 큰소리로 연설을 한다면 목소리가 지나치게 증폭되어 청중들은 불편해할 것이다. 따라서 확성기를 사용할 때 연설자는 평소의 정상적인 목소리를 낸다면 맨 뒷좌석까지도 명료하게 소리가 들릴 것이다. 

Okwudire의 설명에 따르면 이번 알고리즘은 앞의 예와 같이 소리가 증폭되는 즉, 프린터의 작동을 미리 파악할 수 있는 방식이다. 미리 파악할 수 있다는 것은 프린터가 그에 맞춰 선제적으로 작동한다는 것을 의미한다. 

이번 알고리즘의 특징은 기존의 소프트웨어에서 펌웨어만으로 적용될 수 있다는 것으로, Okwudire 부교수가 가장 중요하게 여기는 부분이다. 따라서 프린터의 크기, 종류에 상관업이 이 알고리즘을 적용할 수 있다. 

Okwudire는 “소프트웨어가 진동으로 인한 유사한 한계를 겪고 있는 다양한 산업 등급의 기계에서도 적용될 수 있다”고 말했다.