지난 2015년 산업용 금속 3D 프린팅 기술을 도입한 한국타이어앤테크놀로지㈜(이하 ‘한국타이어’)가 기술의 양산 적용을 앞두고 있다.

‘타이어 몰드’는 타이어에 최종 형태를 부여하는 정밀 금형으로 복잡하고 다양한 패턴 형상을 구현해야 하는데 고성능‧프리미엄 차량이 늘어나는 현대 사회에 기존 타이어 몰드 공정에서는 대응하기 어려운 타이어 패턴들이 늘어나 다양한 패턴에 대응할 수 있는 ‘타이어 몰드 제조 공정’이 필요해졌다.

한국타이어는 3D 프린팅 기술에 주목해 타이어 표면의 미세한 홈인 커프(Kerf) 일체형 타이어 몰드 기술을 개발해 3D 프린팅 기술로 금속 인쇄의 정밀도와 수율을 확보할 수 있다고 판단했다.

금속 3D 프린팅 기술이 적용되면 고난도 타이어 패턴의 구현과 완제품 부품 개발, 타이어 몰드 공정 시간이 최대 70%까지 단축이 가능하다는 설명이다.

지난 2023년 11월 ‘2023년 3D 프린팅 활용 우수사례 경진대회’에 출전해 ‘차세대 커프 일체형 타이어 몰드 프린팅 기술’로 ‘과학기술정보통신부장관상’을 수상하기도 했다.

‘차세대 커프 일체형 타이어 몰드 피린팅 기술’은 오차범위 ±0.03㎜ 수준의 정밀도 높은 금속 제품을 3D 프린팅으로 제작이 가능해 초정밀 금속 제품의 적층제조 등 새로운 분야에도 적용될 것으로 보인다.

2023년 1월에는 한국원자력연구원 및 3D 프린팅 스타트업인 ‘㈜HM3DP’과의 연구 협업을 통해 손상부품 적층 복원용 3D 프린팅 기술 개발에 성공하기도 했다.

타이어 생산 라인에서 사용되는 Ti 합금 블레이드(타이어 소재 커팅용 부품)의 손상부를 DED(Directed Energy Deposition, 고에너지 적층) 방식으로 적층 복원하는 기술로, 블레이드가 마모 및 손상돼도 3D 프린팅 기술로 일부 수리가 가능해지면서 반복 사용할 수 있게 된 것이다.

특히 블레이드는 스테인리스 소재보다 고가인 ‘Ti 합금’으로 제조되는 만큼 불필요하게 소모되는 소재와 비용을 줄여 경제성을 확보했다.

한국타이어의 선제적 3D 프린팅 기술력 강화는 타이어 생산 공정의 탄소배출 감축과 지속가능성 강화에도 큰 동력이 되고 있다. 타이어 몰드 제조 과정에 금속 3D 프린팅 기술을 적용하면 주형, 절삭 등 기존 제조 공법 대비 산업용 폐기물을 약 50% 감소시키고, 에너지는 약 80% 가량 절약할 수 있을 것으로 기대된다.

손상부품 복원 기술 역시 순환경제 실현의 핵심인 수리와 재사용을 통해 자원의 사용 기간을 늘려 준다.

한국타이어 측은 “앞으로도 지속적인 R&D 투자를 통해 혁신 기술력을 강화할 예정”이라며 “금속 3D 프린팅 기술로 또 다른 기술 혁신을 이어 나가기 위해 국내외 네트워크를 형성, 활용하며 타이어 산업의 현재를 넘어 미래 시장의 변화를 주도할 수 있는 기술 경쟁력을 확보할 계획”이라고 강조했다.