[미국] AMGTA, 적층 제조 분야 지속가능성 주제의 첫 연구 논문 발간

적층제조(AM)의 환경적 효용을 촉진하고 홍보하기 위해 설립된 국제 무역 그룹 적층제조 녹색무역협회(Additive Manufacturer Green Trade Association, 이하 AMGTA)가 첫 대학 연구 위탁 프로젝트 논문을 발간했다고 17일 발표했다.

금속 AM의 환경적 효용을 체계적 문헌 고찰로 연구한 결과물이다. ‘금속 적층 제조의 환경적 영향에 대한 지식 현황(State of Knowledge on the Environmental Impacts of Metal Additive Manufacturing)’이라는 제목의 이 논문은 델프트 공학대학교(Delft University of Technology)의 제레미 팔루디(Jeremy Faludi) 박사와 다트머스 대학교(Dartmouth College)의 코리 반 시스(Corrie Van Sice) 연구원이 집필했다.

저자들에 따르면 이 보고서는 금속 AM의 환경적 영향을 전통적 제조(CM) 방법과 비교한 기존 학술 문헌을 종합하고 재료 데이터베이스에서 발견되는 일반 금속 및 가공 방법의 영향과 컨텍스트를 제공한다. 그 목표는 ‘현재 지식을 요약하고 정보가 부족하고 불분명하며 더 많이 필요한 영역을 식별하는 것’이다. 논문 전문은 AMGTA 웹사이트(https://www.amgta.org/resources/)에서 AMGTA 회원사와 기타 업계 이해 관계자, 일반에 제공된다.

보고서에 따르면 AM은 직접적인 제조 공정 자체를 고려할 때 CM에 비해 일반적으로 가공된 재료 1kg 당 탄소발자국이 훨씬 많다. 하지만 환경 영향은 부품 형상에 크게 좌우된다. 솔리드 큐브의 경우 기계로 생산하는 것이 환경 영향이 훨씬 적겠지만 속이 빈 쉘이나 격자의 경우 AM으로 생산하는 것이 환경 영향을 줄일 수 있다.

이 보고서는 환경 영향을 정량화하기 위해 추가적인 수명주기평가(LCA) 연구가 필요하다고 지적했다. 보고서는 금속 AM과 CM을 확실히 비교하려면 더 많은 LCA 연구가 필요하다고 강조했다. 특히 AM을 기계 가공과 직접 비교해야 하며 무엇보다 바인더 제팅, DED와 같은 기술과 직접 비교가 필요하다고 밝혔다. 또한 LCA에 이상적으로 더 많은 제품 수명주기를 포함해야 한다고 덧붙였다.

셰리 한델(Sherry Handel) AMGTA 전무이사는 ‘팔루디 박사 및 반 사이스와 함께 작업해 만족스러웠다”고 말했다. 그는 “레이저 용융에 사용되는 집중적 에너지를 감안할 때 금속 AM이 기본 금속 부품 제조에서 보다 지속가능한 방식이 될 것이라 기대할 수는 없을 것”이라며 “하지만 AM은 완성된 정밀 부품 제조를 위해 보다 지속가능한 과정을 제시해야 한다”고 강조했다. 그는 “이번 연구 결과는 AMGTA가 업계에 엄격하고 독립적이며 지속적인 연구를 제공하고자 하는 계획에 힘을 싣는다”며 “AMGTA는 업계와 기타 핵심 이해 관계자들이 AM의 환경 발자국 현황을 파악하고 지속가능성을 제고하기 위해 집중해야 할 영역이 무엇인지 인식하도록 하기 위해 위탁 연구를 계속하고 연구 결과를 발표할 것”이라고 밝혔다.

연구자 개요 
AMGTA는 지속가능한 엔지니어링 분야의 선도적 연구자인 제레미 팔루디 박사를 이번 프로젝트 총괄로 선임했다. 팔루디 박사는 델프트 공대 설계 공학 조교수로 지속가능한 설계 방법과 친환경 3D 인쇄를 주 전공으로 연구하고 있다. 그는 다트머스 대학교 테이어 공학대학원(Thayer School of Engineering) 부교수이기도 하다. 팔루디 박사는 UC버클리에서 기계공학 박사 학위를, 스탠포드 대학교에서 제품 설계 공학 석사 학위를 각각 취득했다. 앞서 리드 대학교에서 물리학을 전공했다.

코리 반 시스는 다트머스 대학교 테이어 공학대학원의 팔루디 연구소(Faludi Lab)에서 선임 연구 엔지니어로 일했다. 반 시스는 친환경 3D 프린팅 랩을 관리했으며 업계의 지속가능성을 위한 모범 사례를 정의하기 위해 AM 기술을 평가했다. 이에 앞서 그는 미국 뉴욕주 브루클린에 위치한 메이커봇 인더스트리즈(MakerBot Industries)에서 재료 및 공정 연구개발(R&D) 엔지니어를 총괄했다. 당시 그는 인쇄 재료 제조를 개발, 확장했다. 반 시스는 2011년 뉴욕대학교 인터랙티브 통신 프로그램을 통해 전문연구 석사 학위를 취득했다.

적층제조 녹색무역협회(AMGTA) 개요
AMGTA 는 적층 제조(AM)가 전통적 제조 방식보다 환경에 유익하다는 것을 홍보하기 위해 2019년 11월에 출범했다. AMGTA는 모든 적층 제조업체 및 지속 가능한 생산 또는 공정과 관련하여 특정 기준을 충족하는 산업계 이해당사자들에게 문호가 열려 있는 비영리 독립 단체이다.

AMGTA 창립멤버는 항공, 방위, 우주 산업에 중점을 둔 선도적 적층 제조업체 신타비아(Sintavia, LLC), 니폰 산소 홀딩스(Nippon Sanso Holdings Corporation) 산하 사업회사로 다양한 글로벌 업계에 안정적인 산업용 가스를 공급하고 있는 타이오 니폰 산소(Taiyo Nippon Sanso Corporation), AM 부품에 초점을 맞춘 산업 및 상업용 비파괴 검사 연구소 QC래버러토리즈(QC Laboratories, Inc.)다.

AMGTA 참여 회원으로는 AMEXCI AB, 덴마크 AM 허브(Danish AM Hub), EOS, GE어디티브(GE Additive), 머티리얼라이즈(Materialise), 스코틀랜드 국립제조연구소(National Manufacturing Institute Scotland), 지멘스 디지털 인더스트리즈 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software), SLM솔루션즈(SLM Solutions Inc.), 스트라이커(Stryker)가 참여하고 있다. 
         

웹사이트: https://amgta.org/