[인더스트리뉴스 조창현 기자] ‘원데이 임플란트’ 이제는 병원가에서 쉽게 볼 수 있는 치과 홍보용 문구다. 기술의 발전 속 하루 만에 내 입모양에 맞는 치아를 만드는 게 가능할까 하는 의구심은 사라진지 오래다. 그 중심에는 3D프린팅이 있다. 바이오·헬스케어 분야에서 3D프린팅은 인공치아 제작부터 혈관, 보형물, 약품이나 패치형 백신 등의 생산까지 다양하게 활용되고 있다.

TPC 엄재용 바이오사업부장은 “제조업 40년 경력 기반, 고객에게 적합한 3D프린팅 솔루션을 제공할 것”이라고 밝혔다. [사진=TPC]

공장 자동화의 핵심부품인 공압기기 국내 최대 생산업체인 TPC메카트로닉스(대표 엄재윤, 이하 TPC)가 3D프린팅으로 바이오 분야에 도전장을 내밀었다. 지난 40년간 모션컨트롤과 협동로봇 분야에서 입지를 다져온 TPC는 ‘큐비콘’, ‘스트라타시스’ 등 유명 3D프린터 업체의 한국총판을 하며 사업 분야를 지속 확장해 왔다.

최근에는 ‘바이오 메카트로닉스 전문기업’이라는 비전을 내걸고, ‘U-FAB ACTIVO’라는 바이오 3D프린터 출시를 앞두고 있다. TPC 엄재용 바이오사업부장은 “TPC는 고객들에게 일반 산업용 3D프린터부터 바이오 3D프린터까지 다양한 솔루션을 제공하는 것을 최종 목표로 하고 있다”라며, “향후 고객 요구사항을 적극 반영한 제품을 개발하고, 신제품을 출시해 국내 3D프린팅 업계를 선도하는 기업이 될 것”이라고 강조했다.

U-FAB 액티보, 세계 최초 저점도 생체 물질 출력

TPC는 2021년부터 자체 연구개발을 통해 ‘U-FAB ACTIVO’라는 바이오 3D프린터 출시에 주력하고 있다. 저점도 생체 물질을 출력하는 세계 최초이자, 국내 유일의 바이오 3D프린터 U-FAB 액티보는 △저점도 바이오 물질 3차원 적층 △각 층별 독립된 3D 모델링 △다양한 바이오잉크 사용 △광경화를 위한 UV-LED 셔터 △세포 프린팅 및 균질화 과정 솔루션 제공 △자동화된 노즐엔드 정렬시스템 및 빌드플레이트 레벨링 △노즐 클린 시스템 등 다양한 강점을 갖추고 있다.

자체 개발한 3D프린터는 연중 출시 예정이며, 드로플렛(Droplet) 방식을 활용해 인체를 구성하는 ‘생체물질’과 유사한 저점도 물질로 3차원 적층이 가능하다. 이에 사용자는 콜라겐·젤라틴 등 원하는 출력물에 적합한 다양한 바이오 잉크를 사용할 수 있다. 엄재용 바이오사업부장은 “TPC는 향후 조직공학, 재생의학, 줄기세포, 세포치료 등 관련 연구 분야에 솔루션을 공급할 계획”이라며, “특히 인공피부 제작 및 이식, 암 오가노이드 제작으로 환자별 맞춤 테스트를 지원하는 플랫폼 제공을 목표로 연구개발을 지속 진행할 예정”이라고 밝혔다.

TPC는 ‘2022 한국전자전’에서 참관객들에게 다양한 솔루션을 선보였다. [사진=TPC]

40년 제조업 노하우 접목한 TPC의 3D프린팅

바이오 분야까지 진출을 선언한 TPC의 3D프린팅에는 제조업에서 쌓은 ‘40년 노하우’가 그대로 담겼다. 특히 3D프린팅 사업을 시작한 이후, 수십 년간 쌓아온 기술력에 기반해 고객에게 적합한 솔루션을 제공하는 등 제조분야 기업들을 지원하고 있다.

TPC는 ‘적층제조를 위한 디자인 기법(DfAM)’을 활용해 고객들의 3D프린팅 기술 활용을 돕는다. 엄재용 바이오사업부장은 “DfAM 기법은 제품 구조를 분석한 이후 하중을 받는 부분은 두껍게 만들고, 하중을 받지 않는 부분은 얇게 혹은 홀(구멍) 형태로 비워서 만드는 것”이라며, “DfAM 기법을 활용하면, 제품 자체 고유기능 수행에 영향을 주지 않으면서도 가벼운 제품을 만들 수 있다”고 강조했다.

TPC의 노하우는 자동차 헤드라이트 부품인 지그 생산 솔루션 사례에서 엿볼 수 있다. 헤드라이트는 구조가 복잡하고, 생산 공정도 까다로워 납기일에 맞춰 제작하는 것이 어렵다. 엄재용 바이오사업부장은 “지그를 만들기 위해서는 숙련된 기술자라 하더라도 일주일에 3개 이상 가공하기 어렵다”면서, “또 자동차 부품이기에 일정 강도 이상을 확보해야 한다는 조건까지 붙는다”라고 설명했다. TPC는 금속소재와 비교해도 뒤떨어지지 않는 강도를 갖춘 ‘플라스틱 소재’를 제안했고, 수준 높은 3D프린팅 솔루션에 기반해 고품질 지그를 생산했다. 업체는 납기일까지 맞추며 성공적으로 솔루션을 도입했다.

TPC는 지난해부터 연구개발한 ‘U-FAB ACTIVO’ 바이오 3D프린터 출시를 앞두고 있다. [사진=TPC]

‘바이오 메카트로닉스 전문기업’으로 도약 준비

3D바이오프린터 출시를 앞두고 있는 TPC는 덴탈용 3D프린터도 양산화해 AI 기반 혁신적인 자동 모델링으로 임플란트 및 보철 크라운 등 인공 영구치아 제작 관련 ‘전 공정 자동화’를 실현한다는 방침이다.

아울러 2023년에는 DLP방식 세라믹 3D프린터를 선보일 계획을 잡고 있다. 기존 세라믹 가공기술과의 차별화를 통해 다양하고 복잡한 형상을 가진 세라믹 구조물을 손쉽게 제작할 수 있게 한다는 복안이다. 3D프린팅 기술이 어울리지 않을 것 같던 ‘바이오’와 ‘메카트로닉’의 결합을 가능하게 한 모양새다.

엄재용 바이오사업부장은 “제조업에서 쌓은 40년 노하우로 현재까지 꾸준히 사업을 확장시키며, 다양한 산업 분야 고객들을 지원해왔다”라면서, “앞으로도 TPC는 바이오·헬스케어 분야를 필두로 고객에게 적합한 3D프린팅 솔루션을 제공하고, 기존 가공 과정 대비 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 솔루션까지 제공할 것”이라고 강조했다.

[조창현 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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