로봇 산업의 성장, 3D프린팅이 로봇 부품 양산까지 연결되는 방식

Xpeng's humanoid robot Iron

최근 로봇 산업은 그 어느 때보다 뜨거운 관심을 받고 있습니다. 과거의 단순한 가정용 로봇 청소기의 시대를 지나, 이제는 인간의 형태를 닮은 휴머노이드 로봇이 다시금 기술 혁신의 중심에 섰습니다. 고령화, 노동력 부족, 인건비 상승과 같은 산업 환경 변화 속에서 로봇은 생산성과 운영 효율을 보완하는 수단으로 다시 주목받고 있습니다.

이와 함께 로봇 개발 방식도 달라지고 있습니다. 특히 복잡한 형상, 경량화, 부품 일체화가 중요한 로봇 부품 분야에서는 산업용 3D프린팅 활용이 점차 확대되는 흐름이 나타나고 있습니다.

오카도(Ocado): 50%가 3D프린팅으로 제작된 로봇

Ocado

로봇 제조 현장에서 3D프린팅이 얼마나 강력한 위력을 발휘하는지 보여주는 가장 상징적인 사례는 영국의 온라인 식료품 기업 '오카도(Ocado)'의 물류 로봇입니다. 오카도는 자신들의 창고 자동화 시스템(OSRS)을 위해 맞춤형 군집 로봇을 개발했는데, 놀랍게도 이 로봇 구성 부품의 50%가 3D프린팅으로 제작되었습니다.

이 로봇은 초당 4미터라는 엄청난 속도로 이동하며, 1분 미만의 충전 시간으로 가동되는 초경량 시스템입니다. 오카도제작에서 3D프린팅을 선택한 이유는 아래와 같다고 설명합니다.

1. 경량화 설계: 로봇의 기동성과 에너지 효율을 높이기 위해 3D프린팅 경량화 설계 적용
2. 부품 통합: 여러 개의 부품을 하나로 합치는 설계를 통해 조립 부담을 줄이고 구조 효율을 높임
3. 생산 유연성: 필요한 사양의 부품을 빠르게 제작하고, 설계 변경에도 유연하게 대응

아이언(Iron): 휴머노이드 로봇의 손과 관절 부품에 적용되는 3D프린팅

Xpeng's humanoid robot Iron

휴머노이드 로봇 제작에서 가장 난도가 높은 부품은 인간의 손을 닮은 그리퍼와 관절 부위입니다. 이 분야에서 최근 가장 주목받는 사례는 중국의 전기차 및 로봇 기업인 Xpeng의 휴머노이드 로봇 아이언(Iron)입니다.

아이언 로봇은 내부를 재료로 가득 채우는 대신, 복잡한 격자 구조를 적용했습니다. 이를 통해 하중을 견디는 강성은 유지하면서도 부품의 무게를 줄여 배터리 효율과 기동성 향상에 대응했습니다. 이 과정에서 정밀한 격자 구조 구현에 유리한 SLA 3D프린팅 방식이 활용되며, 가볍고도 구조적으로 안정적인 부품 설계가 가능해집니다.

1. SLA 3D프린팅 활용 : SLA 프린팅은 액체 레진을 빛으로 굳혀가며 만들기 때문에, 아주 얇은 두께와 미세한 간격까지 정교하게 구현할 수 있습니다.
2. 복잡한 기능성 구조: 손가락 마디마디와 관절 내부에 미세한 통로나 유압 시스템을 별도의 조립 없이 일체형으로 출력했습니다. 이는 부품 간 유격을 없애 누수를 방지하고 전체 크기를 최소화하는 결정적인 역할을 합니다.
3. 맞춤형 및 신속 생산: 특정 작업에 최적화된 그리퍼나 보조용 핸드 등 저용량 고사양 부품을 데이터 수정만으로 신속하게 생산하여 실제 양산 모델에 적용하고 있습니다.

로봇 산업의 폭발적인 투자와 협동 로봇의 양산

X Square Robot

최근 로봇 산업에는 대형 투자가 이어지며 시장이 빠르게 확대되고 있습니다. 대표적으로 X Square Robot은 알리바바 클라우드가 주도한 대규모 투자 라운드를 유치하며 주목을 받았습니다. 이런 흐름은 로봇 기업들이 단순 시제품 제작을 넘어, 실제 적용과 초기 양산 단계까지 더 빠르게 검토하게 만드는 배경이 되고 있습니다.

이 과정에서 3D프린팅도 역할이 달라지고 있습니다. 과거에는 주로 프로토타입 제작에 활용됐다면, 이제는 초기 양산 부품이나 기능성 부품 생산까지 적용 범위가 넓어지고 있습니다. 특히 초기 시장에서는 수요가 불확실한 만큼 필요한 수량만 먼저 생산할 수 있는 방식이 더 유리할 수 있습니다. 여기에 테스트 결과나 시장 반응을 반영해 설계를 빠르게 수정할 수 있다는 점도 3D프린팅의 강점입니다.

저가형 로봇에 들어가는 그리퍼나 모터 주변 부품들은 이제 합리적이면서도 견고한 3D프린팅 부품으로 빠르게 대체되고 있습니다. 이는 새로운 로봇 스타트업들이 시장에 진입하는 문턱을 낮추어 주며, 로봇 시장의 성장을 가속화하고 있습니다.

글룩(GLUCK), 3D프린팅 전문 솔루션으로 산업 연구개발의 속도를 바꾸다

GLUCK's 3D Printing Smart Factory

국내 최대 규모의 산업용 3D프린팅 제조 서비스 기업 글룩은 약 40기의 산업용 SLA 장비를 보유한 스마트 팩토리를 통해 로봇 산업의 혁신을 지원합니다.

SLA 3D프린팅 기반 대량생산

최대 ±50μm 수준의 정밀도로 센서 하우징, 복잡한 기어 등 핵심 부품을 수천 개 단위로 양산할 수 있습니다.

최종 부품 수준의 기능성 프로토타입

최종 부품과 동일한 수준의 정밀도와 높은 내구성을 갖추고 있어, 실제 환경과 유사한 조건에서 기능 및 성능 테스트가 가능합니다.

DfAM 설계 컨설팅

부품 통합 및 경량화 등 산업용 3D프린팅의 장점을 극대화할 수 있는 적층 제조 특화 설계 솔루션을 제공하여 연구개발의 효율을 높입니다.