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구상 교수는 기아자동차 디자인실에서 크레도스 책임디자이너를 역임했으며 기아자동차 북미디자인연구소 선임디자이너를 지내기도 한 자동차디자인 현장에서 잔뼈가 굵은 자동차 전문 디자이너입니다. 현재는 홍익대학교 산업디자인학과 교수로 일하고 있습니다. 이론과 실무를 겸비한 구상교수의 자동차 디자인 이야기는 독자여러분에게 새로운 시각을 제공할 것입니다.

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3D 프린팅 기술과 자동차 디자인

페이지 정보

글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2014-12-22 00:55:17

본문

최근의 디지털 기술은 우리의 생활에 영향을 미치지 않는 곳이 없다. 18세기의 산업혁명에 의한 산업화 이후 지구촌의 산업은 공예적 생산방식에서 대량생산방식으로 커다란 탈바꿈을 했다. 그리고 그러한 대량생산방식에 의한 기술의 패러다임은 거의 200년동안 거의 모든 산업을 지배해 왔다. 모든 공업생산품은 대량생산을 전제로 개발되었으며, 제품의 형태와 구조 또한 그러한 생산방식에 적합하도록 디자인되는 것이 당연했다. 그렇다면 대량생산에 적합한 형태란 무엇을 의미하는 것일까? 이 말의 답을 찾기 위해서는 대량생산의 반대 개념을 먼저 살펴볼 필요가 있다.

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대량생산방식의 반대가 되는 생산방식은 공예생산방식이다. 공예(工藝)는 문자 그대로 사람의 기량에 의해 만들어지는 방법이다. 공장제 대량생산방식 이전의 시대에서 물건을 만드는 방법은 숙련된 제조자의 손에 의해 일정한 시간을 투입해 재료를 깎고 다듬거나 혹은 엮어서 만드는 것이었다. 따라서 이러한 생산방식에서는 아무리 난이도가 높은 형태의 물품이라도 제조될 수 있었다. 그 대신 물품의 단가(單價)는 비싸질 수 밖에 없었다. 그러나 대량생산의 시작 이후 하나하나 깎아 만들던 물품을 미리 만들어 놓은 틀(흔히 금형-金型-이라고 불린다)로 찍어내어 만드는 방법이 도입된다.

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이러한 틀의 사용은 철판을 구부리거나 혹은 금속을 녹여 주물을 뜨는 등 다양한 방법으로 발전하지만, 한편으로 그러한 공법에 의해 제작 가능한 형태로 디자인되어야 한다는 한계를 가지게 된다. 가령 금형 안에서 성형된 제품이 금형에서 추출되려면 언더 컷(undercut)이 없어야 하며, 일정 각도의 빼내기 경사(draft angle)가 있어야 한다. 한편으로 공간적으로 얽혀있는 복잡한 형상을 만들 수 없는 등의 형상적 조건이 생겨났다. 정교하거나 복잡한 장식의 사용이 자제되는 등의 모던 디자인 경향이 나타나게 된 것도 금형을 이용한 대량생산방식의 영향이기도 하다.

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그러나 최근에 각광받기 시작하는 3D 프린팅 기술은 지금까지의 전통적 대량생산방식에서 요구되던 금형이 전혀 필요치 않을 뿐 아니라, 이에 따라 금형에서 성형하기 위해 필요했던 제약조건들이 사라짐에 따라 제품의 형상에 대한 자유도가 크게 향상되기에 이르렀다. 이로써 이전의 대량생산방식에서 성형이 불가능했던 부품 형상뿐만 아니라, 심지어 조립된 상태로도 성형이 가능하게 되는 등 다양한 조건을 가진 부품의 제조가 가능해졌다.

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오른쪽 그림과 같은 기계 부품 브래킷(bracket)은 금형에 의한 다이캐스팅(diecasting) 공법으로는 종전에는 1번과 같은 형상으로밖에 만들 수 없었으나, 3D프린팅 기술에 의해서는 2번이나 3번과 같이 복잡하지만 완전히 개방된 골조 구조로 강성을 높이면서도 경량화 시킬 수 있게 되었다. 금형 방식에서는 2번이나 3번과 같은 형상은 성형하기가 매우 어렵거나 불가능했다. 또 다른 사례로는 복잡하게 뒤틀린 터빈의 날개나 2중 3중으로 겹쳐진 구조의 복합 메쉬도 성형 가능하게 됨으로써 사실상 3D 프린팅 기술은 가히 혁명이라고 말 할 수 있다.

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이처럼 3D 프린팅 기술은 형태의 접근 방법과 제품의 생산에서 급진적 변화를 가져와서 차체의 디자인뿐만 아니라, 그것을 만들어보는 목업(Mock-up) 이나 시제품(prototype) 제작에서의 어려움을 거의 대부분 해결하는 것 뿐 아니라, 상당히 많은 수의 부품을 제작할 수 있어서 일정한 수량의 대량생산이 가능하기도 하다. 게다가 사실상 모든 대량생산에서 필수적이었던 금형의 설계와 제작의 단계를 생략할 수 있는 건 물론이고, 제품 성형에서도 형상의 한계를 제거해버렸다. 이에 따라 향후에는 자동차를 포함한 모든 제품의 형태도 금형을 전제로 했던 대량생산방식에서와는 전혀 다른, 사실상 거의 아무런 제약이 없는 자유로운 발상의 형태가 제작 가능하게 될 것으로 보인다.
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