벌크 금속 유리 3D 프린팅 2025: 비할 데 없는 강도와 정밀성으로 첨단 제조 혁신. 시장 성장, 기술 혁신 및 향후 도로를 탐색합니다.
- 요약: 2025년 시장 개요 및 주요 시사점
- 벌크 금속 유리 기초: 특성 및 장점
- 벌크 금속 유리를 위한 3D 프린팅 기술: 현재 상태 및 혁신
- 주요 산업 플레이어 및 전략적 파트너십 (예: exmet.se, ameslab.gov)
- 시장 규모, 세분화 및 2025–2029 성장 예측 (예상 CAGR: 18–22%)
- 응용 분야: 항공 우주, 의료, 전자 및 그 이상
- 도전 과제: 자재 가공, 범위 확장 및 비용 장벽
- 최근의 혁신 및 특허: 2023–2025 하이라이트
- 규제, 표준 및 지속 가능성 고려 사항 (예: asme.org, sae.org)
- 미래 전망: 신흥 경향, 투자 핫스팟 및 경쟁 역학
- 출처 및 참고 문헌
요약: 2025년 시장 개요 및 주요 시사점
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅은 첨단 제조에서 혁신적인 기술로 떠오르고 있으며, 높은 강도, 탄성 및 부식 저항의 독특한 조합을 제공합니다. 2025년 현재 BMG 3D 프린팅 시장은 초기 상용화 단계에 있지만, 빠른 혁신, 산업의 관심 증가, 그리고 첫 번째 확장 가능 채택의 징후로 특징지어집니다. 이 기술은 BMG의 비정질 구조를 활용하여 복잡하고 고성능 부품을 생산하는데, 이러한 부품은 기존 금속으로는 제작하기 어려운 부분입니다.
주요 산업 플레이어들이 이 분야를 발전시키고 있습니다. Amorphology는 NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사로, BMG 합금 개발 및 적층 제조의 인정 받는 선두주자로, 항공우주 및 로봇을 위한 정밀 기어와 부품에 집중하고 있습니다. 스웨덴에 본사를 두고 있는 Exmet AB는 적층 제조를 위한 BMG 개발 및 상용화를 전문으로 하며, 글로벌 파트너와 협력하여 인쇄 가능한 비정질 합금의 범위를 확장하고 있습니다. 금속 분말의 주요 생산업체인 Höganäs AB는 적층 제조 공정에 맞춘 BMG 분말 개발을 활발히 진행하고 있으며, 연구에서 산업scale 생산으로의 전환을 지원하고 있습니다.
2025년 BMG 3D 프린팅의 주요 응용 분야는 항공 우주, 의료 기기 및 정밀 기계 등 고부가가치 산업에 집중되어 있습니다. 뛰어난 기계적 특성과 최소한의 후처리로 순형 부품을 인쇄할 수 있는 능력은 기어, 외과용 도구 및 마모 저항 부품과 같은 구성 요소에 특히 매력적입니다. 초기 도입자들은 기존의 감쇄 제조에 비해 상당한 리드 타임 단축 및 자재 폐기물 감소를 보고하고 있습니다.
이러한 발전에도 불구하고 몇 가지 도전 과제가 남아 있습니다. BMG 원료의 높은 비용, 인쇄 가능한 합금 조성의 제한된 가용성, 전문 3D 프린팅 장비의 필요성은 보다 넓은 시장 침투를 제약하고 있습니다. 그러나 자재 공급업체, 장비 제조업체 및 최종 사용자 간의 지속적인 연구 개발 노력과 협력이 이러한 장벽을 해결할 것으로 예상됩니다. 특히 Amorphology와 주요 3D 프린터 제조업체 간의 파트너십은 최적화된 인쇄 플랫폼 개발을 가속화하고 인쇄 가능한 BMG의 범위를 확장하는 데 기여하고 있습니다.
앞으로 BMG 3D 프린팅의 전망은 낙관적입니다. 산업 분석가들은 자재 혁신, 비용 절감 및 응용 분야의 확장을 통해 2025년 이후 지속적인 성장을 예고하고 있습니다. 생태계가 성숙해짐에 따라 BMG 3D 프린팅은 차세대 제조의 주요 촉진제가 되어 요구가 높은 응용 분야에 비할 데 없는 성능을 제공할 것입니다.
벌크 금속 유리 기초: 특성 및 장점
벌크 금속 유리(BMG)는 무질서한 원자 구조로 특징지어지는 독특한 비정질 금속의 일종으로, 높은 강도, 탄성 및 부식 저항의 조합을 제공합니다. 결정성 금속과는 달리 BMG는 결정립 경계가 없어, 높은 항복 강도(종종 2GPa를 초과), 큰 탄성 변형 한계(최대 2%), 우수한 마모 저항과 같은 기계적 특성이 뛰어납니다. 이러한 특성은 BMG가 항공 우주, 의료 기기 및 고성능 소비자 제품을 포함한 첨단 공학 응용 분야에서 매우 매력적이게 만듭니다.
3D 프린팅 또는 적층 제조(AM)의 출현은 BMG 가공을 위한 새로운 길을 열어 주어 전통적인 크기와 복잡한 형체의 문제를 극복했습니다. 2025년 현재 BMG와 3D 프린팅 기술, 특히 레이저 기반 분말 층 융합(PBF) 및 직접 에너지 침전(DED)의 통합은 복잡하고 고성능의 구성 요소를 제작할 수 있게 해주고 있으며, 이는 기존의 주조 또는 성형 기법으로는 도달할 수 없었습니다.
BMG를 3D 프린팅할 때 가장 큰 장점은 층별 제조 과정 동안 달성할 수 있는 빠른 냉각 속도에 있습니다. 이 빠른 응고는 비정질 구조를 유지하는 데 필수적이며, BMG는 너무 천천히 냉각되면 결정화됩니다. 적층 제조는 정밀한 열 제어를 허용하여 복잡한 형상과 최소한의 후처리를 가진 완전 비정질 부품의 제작을 가능하게 합니다. 뿐만 아니라 3D 프린팅은 자재 폐기 물을 줄이고, 지역적 조정으로 기계적 특성을 맞춤화할 수 있게 해줍니다.
여러 산업 선도자들이 BMG 3D 프린팅을 적극적으로 발전시키고 있습니다. Amorphology는 NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사로, BMG 합금 전문이며 적층 제조를 위한 독자적인 원료 및 공정 매개변수를 개발했습니다. 이 회사는 로봇 공학 및 항공 우주 분야의 파트너들과 협력하여 높은 강도와 마모 저항이 있는 부품을 제공합니다. 스웨덴에 본사를 두고 있는 Exmet AB는 적층 제조를 위한 BMG의 개발 및 상용화에 초점을 맞추고 있으며, 산업 고객들에게 자재 및 공정 전문 지식을 제공하고 있습니다. 또한, 금속 분말의 글로벌 리더인 Höganäs AB는 AM 공정에 맞춘 BMG 분말을 공급하여 고부가가치 부문에서 비정질 금속 부품의 수요 증가에 기여하고 있습니다.
앞으로 2025년 및 그 이후 BMG 3D 프린팅의 전망은 유망합니다. 지속적인 연구는 인쇄 가능한 BMG 조성의 범위를 확장하고, 공정의 확장성을 개선하며, 인쇄된 부품의 기계적 성능을 더욱 향상시키려는 목표를 가지고 있습니다. 적층 제조 시스템이 점점 더 정교하고 접근 가능해짐에 따라 BMG의 채택이 가속화될 것으로 예상되며, 비정질 금속의 독특한 특성이 결정적인 장점을 제공하는 산업에서 혁신을 주도할 것입니다.
벌크 금속 유리를 위한 3D 프린팅 기술: 현재 상태 및 혁신
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅은 첨단 제조에서 혁신적인 기술로 떠오르고 있으며, BMG의 비정질 구조와 우수한 기계적 특성을 활용하고 있습니다. 2025년 현재 이 분야는 기존의 산업 플레이어와 혁신적인 스타트업 모두에 의한 значными 진전을 목격하고 있습니다. BMG에 적합한 주요 3D 프린팅 기술로는 레이저 기반 분말 층 융합(PBF), 직접 에너지 침전(DED) 및 압출 기반 방법이 있으며, 각 기술은 이러한 비안정한 합금의 가공에 대해 독특한 장점과 도전을 제공합니다.
가장 주목할 만한 발전 중 하나는 BMG를 위해 레이저 PBF를 적응한 것으로, 비정질 구조를 유지하기 위해 필요한 냉각 속도 조절을 정밀하게 수행할 수 있습니다. GE와 같은 회사들은 레이저 기반 적층 제조에 대한 전문성을 보여주었으며, 그들의 연구 부서는 항공우주 및 의료 응용을 위해 BMG를 탐구하고 있습니다. Renishaw와 EOS도 각각 BMG 가공을 위해 조정된 메탈 3D 프린팅 플랫폼으로 인정받고 있으며, 이는 제작 중 결정화를 방지하기 위해 공정 매개 변수를 최적화 하는 데 주력하고 있습니다.
미국에서는 Amorphology가 선구자로 자리잡고 있으며, BMG 기반 구성 요소에 특화되어 있고, 적층 제조 기술을 개선하기 위해 연구 기관과 협력하고 있습니다. 그들의 작업에는 로봇 및 우주 응용을 위한 기어와 정밀 부품 개발이 포함되어 있으며, BMG의 마모 저항성과 탄성을 활용하고 있습니다. Amorphology의 노력은 NASA와의 파트너십으로 보완되어, NASA는 경량의 고성능 우주선 구성 요소를 위해 BMG 3D 프린팅을 조사하고 있습니다.
재료 부문에서는 Heraeus가 BMG 분말을 제공하는 주요 공급업체로, 적층 제조에 적합한 BMG 분말의 순도와 입자 크기 분포 보장에 초점을 맞추고 있습니다. Heraeus는 기계 제조업체와 협력하여 공정 솔루션을 공동 개발하고 있으며, 인쇄 가능한 BMG 조성의 범위를 확장하는 것을 목표로 하고 있습니다.
앞으로 BMG 3D 프린팅의 전망은 유망합니다. 현재의 혁신들은 현재의 문제들, 즉 제한된 인쇄 부품 크기, 공정의 확장성, 결정화를 방지하기 위한 실시간 모니터링의 필요성에 대한 해결책을 제시할 것으로 예상됩니다. 산업 관계자들은 향후 몇 년 내에 기계 설계, 공정 제어 및 소재 과학의 발전이 BMG 3D 프린팅의 넓은 채택을 가능하게 할 것으로 내다보고 있습니다. 재료 공급업체, 장비 제조업체 및 최종 사용자 간의 동력은 상용화의 가속화와 벌크 금속 유리 구성 요소의 새로운 응용 확장을 이끌 것입니다.
주요 산업 플레이어 및 전략적 파트너십 (예: exmet.se, ameslab.gov)
2025년 벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅의 구조는 몇 가지 선구적인 회사, 연구 기관 및 전략적 협력 관계에 의해 형성되고 있습니다. 이들 조직은 BMG 적층 제조의 상용화 및 기술 발전을 주도하며, 높은 강도, 탄성 및 부식 저항과 같은 독특한 소재 특성을 활용하고 있습니다.
가장 눈에 띄는 산업 플레이어 중 하나는 스웨덴에 본사를 둔 Exmet AB로, 비정질 금속 및 BMG 원료의 개발 및 생산에 특화된 회사입니다. Exmet AB는 다양한 3D 프린팅 기술과 호환되는 BMG 분말 및 필라멘트를 공급하여 선두 주자로 자리잡고 있습니다. 이 회사의 글로벌 항공 우주 및 의료 기기 제조업체와의 파트너십은 고성능 응용 분야를 위한 BMG 3D 프린팅의_scale-up을 강조하고 있습니다.
미국에서는 에임스 연구소(Ames Laboratory), 미국 에너지부의 국가 연구소가 BMG 연구의 선두주자로 자리 잡고 있습니다. 에임스 연구소의 합금 설계 및 빠른 급속 냉각 과정의 전문성은 적층 제조를 최적화한 새로운 BMG 조성을 개발하는 데 기여하고 있습니다. 산업 파트너 및 대학들과의 협력은 BMG 3D 프린팅을 연구 실험실에서 상업 생산으로 전환하는 데 가속화를 제공합니다.
또 다른 주요 플레이어는 Desktop Metal, Inc.로, BMG 소재를 금속 3D 프린팅 솔루션의 포트폴리오에 통합했습니다. 재료 혁신자 및 연구 기관과 협력하여, Desktop Metal은 프로토타입 및 최종 사용 부품에 BMG 3D 프린팅의 접근성을 확장하고 있습니다, 특히 뛰어난 기계적 특성을 요구하는 분야에서.
전략적 파트너십은 이 분야 발전에 핵심입니다. 예를 들어, Exmet AB는 주요 유럽 자동차 및 전자 제조업체와 공동 개발 협약을 체결하여 경량화 및 내구성을 위해 맞춤형 BMG 부품을 공동 개발하고 있습니다. 유사하게, 에임스 연구소와 미국 방위 계약업체의 협력은 차세대 군사 하드웨어를 위한 BMG의 독특한 특성을 활용하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
앞으로 몇 년 동안은 추가 통합 및 교차 부문 동맹이 예상됩니다. Exmet AB 및 Desktop Metal, Inc.와 같은 회사는 OEM과의 관계를 심화하고 글로벌 범위를 확장할 가능성이 높습니다. 한편, 에임스 연구소 및 기타 연구 기관과의 공공-민간 파트너십은 기술 장벽 극복 및 BMG 3D 프린팅 프로세스 표준화를 위한 중요한 역할을 지속적으로 수행할 것입니다. 이러한 협력은 2025년 이후 항공 우주, 의료 및 소비자 전자 시장에서 BMG 적층 제조의 채택 속도를 가속화할 것으로 예상됩니다.
시장 규모, 세분화 및 2025–2029 성장 예측 (예상 CAGR: 18–22%)
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅의 글로벌 시장은 2025년에 동적인 성장 단계에 진입하고 있으며, 이는 적층 제조 기술의 발전과 BMG의 고유한 특성—높은 강도, 탄성 및 부식 저항 등—에 의해 추진되고 있습니다. 2025년 시장 규모는 약 6천만에서 8천만 달러로 평가되고 있으며, 2029년까지 복합 연평균 성장률(CAGR)이 18%에서 22%에 이를 것으로 예상됩니다. 이러한 급속한 확장은 항공 우주, 의료 기기, 전자 및 공구 산업에서 BMG의 성능 이점이 특히 가치 있는 분야에서의 채택 증가에 의해 이루어지었습니다.
시장 세분화에 따르면 항공 우주 및 방산 응용 분야가 현재 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, BMG를 가볍고 강도가 높은 부품 및 복잡한 형상 제작에 활용하고 있습니다. 의료 기기 제조업체들도 BMG의 생체 적합성과 마모 저항성을 활용하여 외과용 기구 및 임플란트에 대한 채택을 가속화하고 있습니다. 전자 부문은 BMG를 케이싱 및 커넥터에 대한 가능성을 탐색하고 있으며, 공구 산업은 이 소재의 우수한 경도와 내구성으로 혜택을 받고 있습니다.
BMG 3D 프린팅 생태계의 주요 플레이어로는 Amorphology, NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사로, 로봇 공학 및 항공 우주에 필요한 고부가가치 정밀 부품 및 BMG 원료를 전문으로 하고 있습니다. 스웨덴 기반의 Exmet AB는 BMG 분말에 초점을 맞추고 있으며, 적층 제조장비 제조업체와 협력하여 공정 매개변수를 최적화하고 있습니다. EOS GmbH 및 Renishaw plc와 같은 장비 공급업체는 BMG 소재와 호환되는 레이저 기반 분말 층 융합 및 직접 에너지 침전 시스템을 개발하고 있으며, 광범위한 산업 채택을 지원하고 있습니다.
지리적으로 북미와 유럽이 시장을 선도하고 있으며, 강력한 연구 개발 투자와 초기 상용화 노력이 뒷받침되고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 2029년까지 가장 빠른 성장을 목격할 것으로 예상되며, 이는 고성능 재료 발전을 위한 정부의 자금 지원과 제조 능력 확장에 의해 주도됩니다.
앞으로 BMG 3D 프린팅 시장은 공정 신뢰성을 개선하고 물자 비용을 줄임에 따라 강력한 두 자릿수 성장이 예상됩니다. 자재 혁신자, 장비 제조업체 및 최종 사용자 간의 전략적 파트너십은 프로토타입에서 전면 생산으로의 전환을 가속화할 것으로 예상됩니다. 지식 재산 포트폴리오가 확장되고 기준이 개발됨에 따라 시장은 경쟁이 증가하고 상용화 가능한 BMG 합금의 범위가 넓어질 것으로 보입니다.
응용 분야: 항공 우주, 의료, 전자 및 그 이상
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅은 연구실에서 실제 응용 분야로 급속히 발전하고 있으며, 2025년은 고부가가치 부문에서의 도입의 중추적 해가 될 것입니다. 비정질 원자 구조와 뛰어난 기계적 특성—높은 강도, 탄성 및 부식 저항—을 가진 BMG는 디자인 가능성을 잠금 해제하고 성능 기준을 적용하기 위해 적층 제조(AM)에서 점점 더 많이 탐구되고 있습니다.
항공 우주 산업에서 경량의 고강도 구성 요소에 대한 수요가 BMG 3D 프린팅에 대한 흥미를 불러일으키고 있습니다. 복잡한 형상을 최소한의 후처리로 제작할 수 있는 능력은 효율성과 성능을 추구하는 이 분야의 방향성과 일치합니다. NASA와 같은 기업들은 BMG 연구의 선두주자로, 전통적인 결정성 금속이 마모 또는 극한 환경에서 실패할 수 있는 우주선의 기어 및 구조 부품의 사용을 조사하고 있습니다. 2025년에는 항공 우주 OEM 및 연구 기관 간의 협력 프로젝트가 최초의 비행 준비 BMG 부품을 생산할 것으로 예상되며, 특히 소형 고정밀 메커니즘을 위해 기대됩니다.
의료 분야 또한 초기 도입자로, 외과 도구, 정형 외과 임플란트 및 치과 기기를 위해 BMG의 생체 적합성과 내구성을 활용하고 있습니다. BMG의 비정질 구조는 날카롭고 내구성이 뛰어난 가장자리 및 복잡하고 환자 맞춤형 형상을 허용합니다. Zimmer Biomet와 Smith+Nephew와 같은 기업들이 차세대 임플란트 및 기구를 위한 BMG 기반 적층 제조를 적극적으로 탐구하고 있으며, 향후 몇 년 간 임상 시험 및 규제 제출이 예상됩니다.
전자 분야에서는 BMG의 독특한 강도, 탄성 및 부드러운 자기 특성이 미니어처화된 구성 요소 및 하우징을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 정교하고 얇은 벽 구조를 3D 프린팅할 수 있는 능력은 소비자 전자 제품 및 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에 특히 매력적입니다. Apple과 같은 산업 리더는 기기 외장에서 BMG 사용과 관련된 특허를 제출했으며, 2025년의 지속적인 연구 및 개발이 상업적 BMG 인쇄 전자 구성 요소를 시장에 출시할 것으로 예상됩니다.
이러한 분야를 넘어 BMG 3D 프린팅은 공구, 고급 제품 및 에너지 분야에서도 시범 운영되고 있습니다. 예를 들어, 보석 산업은 BMG를 이용하여 긁힘 방지 및 높은 광택의 제품을 제작하고 있으며, 에너지 부문은 터빈 및 드릴 장비의 마모 저항 부품을 위해 BMG를 조사하고 있습니다. Amorphology와 같이 NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사는 BMG 3D 프린팅 기술을 상용화하고, 제조업체와 협력하여 생산 능력을_scale-up하고 있습니다.
앞으로 2025년 이후 BMG 3D 프린팅의 응용 분야는 공정 신뢰성이 개선되고 재료 비용이 감소함에 따라 빠르게 확장될 것입니다. 교차 부문 협력과 주요 OEM의 진입이 프로토타입에서 전면 생산으로의 전환을 가속화할 것으로 예상됩니다. 이로 인해 BMG 적층 제조는 고성능, 맞춤형 구성 요소를 위한 혁신적인 기술로 자리 잡을 것입니다.
도전 과제: 자재 가공, 범위 확장 및 비용 장벽
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅은 첨단 재료 과학과 적층 제조의 접점에 서 있지만, 2025년의 더 넓은 채택은 자재 가공, 범위 확장 및 비용과 관련된 상당한 도전 과제에 직면해 있습니다. 이러한 장애물은 BMG의 고유한 특성과 요구 사항으로 인해 특히 두드러지며, 이는 전통적인 금속 및 합금과는 상당히 다릅니다.
BMG 3D 프린팅의 주요 도전 과제 중 하나는 고화 과정에서의 냉각 속도를 정밀하게 제어하는 것입니다. BMG는 결정화를 피하고 비정질 구조를 유지하기 위해 빠른 급속 냉각을 요구하며, 이는 종종 1000 K/s를 초과해야 합니다. 이러한 속도를 층별 적층 과정에서 일정하게 유지하는 것은 기술적으로 어려움이 따르며, 특히 부품 형상이 더 복잡해지거나 대형화될 때 더욱 그렇게 됩니다. Amorphology 및 Exmet AB와 같은 현재의 상용 시스템은 소형 복잡한 부품에 대한 BMG 3D 프린팅의 가능성을 입증했지만, 물질 특성을 희생하지 않고 더 큰 부품으로 확장하는 것이 여전히 큰 장벽으로 남아 있습니다.
자재 준비는 또한 장애물을 제시하고 있습니다. BMG는 불순물에 대해 매우 민감하여 정밀한 합금 조성이 필요합니다. 적층 제조에 적합한 고순도 BMG 분말이나 와이어를 생산하는 것은 기술적으로 도전적이며 비용이 많이 들습니다. Amorphology와 같은 회사는 독자적인 합금 조성 및 분말 생산 방법에 투자했지만, 이러한 자재의 비용은 전통 금속 분말보다 여전히 상당히 높아, 항공 우주, 의료 및 정밀 공학과 같은 고부가가치 응용 분야로 제한되고 있습니다.
확장성은 호환 가능한 3D 프린팅 플랫폼의 제한된 가용성으로 더욱 제약받고 있습니다. EOS 및 Renishaw와 같은 확립된 적층 제조 장비 제공업체는 다양한 금속을 위한 시스템을 개발했지만, BMG 가공을 위해 최적화된 전문 장비는 극히 드물기 때문에 표준화 부족과 장비 가용성의 한계는 연구실에서 산업 규모로의 전환을 느리게 하고 있습니다.
비용 장벽은 또한 전문 후처리 및 품질 보증의 필요성에 의해 가중됩니다. BMG 부품은 종종 결정화나 취성을 방지하기 위해 신중하게 취급해야 하며, 비파괴 평가 방법은 비정질 금속에 고유한 미세한 결함을 발견하는 데 적합하도록 조정되어야 합니다. 이러한 추가 단계는 생산의 시간과 비용을 모두 증가시킵니다.
앞으로 몇 년 동안 이러한 도전 문제를 극복하는 전망은 합금 개발, 프로세스 최적화 및 장비 혁신에 대한 지속적인 투자의 증가에 달려 있습니다. Exmet AB와 같은 자재 공급업체와 적층 제조 시스템 제조업체 간의 협력 노력은 점진적인 개선을 가져올 것으로 예상됩니다. 그러나 비용이 감소하고 확장성이 개선되지 않는 한, BMG 3D 프린팅은 대규모 산업 채택보다는 틈새 시장과 고성능 응용 분야에 집중될 가능성이 높습니다.
최근의 혁신 및 특허: 2023–2025 하이라이트
2023년과 2025년 사이에 벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅 분야는 상당한 혁신을 목격했으며, 특허 활동과 상업적 관심이 모두 증가했습니다. 비정질 원자 구조와 뛰어난 기계적 특성으로 잘 알려진 BMG는 높은 강도, 탄성 및 부식 저항으로 인해 적층 제조(AM)에서 유망한 재료로 여겨졌습니다. 하지만, 가공 및 확장성의 도전 과제는 그동안 그들의 도입을 제한했습니다. 최근 몇 년 동안 이러한 장벽들이 사라지기 시작했습니다.
2023년에 중요한 이정표가 세워졌습니다. Amorphology는 NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사로, 적층 제조를 위해 특별히 설계된 BMG 원료의 상용화에 성공했다고 발표했습니다. 그들의 독자적인 합금인 Vitreloy는 현재 분말 풀 융합 및 직접 에너지 침전 시스템에서 사용되고 있으며, 항공 우주 및 의료 응용을 위한 복잡하고 고성능 구성 요소의 생산을 가능하게 합니다. Amorphology의 작업은 합금 조성과 AM 공정 매개변수를 포함하는 일련의 특허의 지원을 받으며, 이는 이 분야의 지적 재산 신청의 증가하는 경향을 반영합니다.
병행하여, ExOne는 바인더 제트 3D 프린팅의 선두주자로 BMG 분말에 적응하기 위해 연구 기관과 협력했습니다. 2024년에 ExOne은 지르코니움 기반 BMG의 바인더 제팅 성공적인 시험을 보고했으며, 결정화를 최소화한 근접형 부품 생산의 가능성을 입증했습니다. 이 개발은 바인더 제팅이 전통적인 레이저 기반 AM 방법에 비해 확장성 및 비용 이점을 제공하기 때문에 매우 중요합니다.
특허 부문에서 미국 특허 상표청(USPTO) 및 유럽 특허청(EPO)에서는 BMG 3D 프린팅 공정과 관련된 특허 출원이 급증하고 있으며, 특히 급속 냉각 기술 및 탈결정화를 방지하기 위한 현장 모니터링에 중점을 두고 있습니다. 특히 GE는 레이저 용융을 고급 냉각 전략과 결합한 하이브리드 AM 시스템에 대한 특허를 확보하여 인쇄 가능한 BMG 조성 및 부품 크기를 확대할 수 있는 목표를 가지고 있습니다.
2025년과 그 이후를 바라보면 BMG 3D 프린팅의 전망은 점차 밝아지고 있습니다. 산업 분석가들은 의료 임플란트, 정밀 기어 및 방위 구성 요소와 같은 고부가가치 분야에서 BMG의 통합이 더욱 이루어질 것으로 예상합니다. Amorphology와 GE는 상용화 주도 준비가 되어 있으며, 대학 및 정부 연구소와의 지속적인 연구 협력이 새로운 합금 시스템 및 공정 혁신을 가져올 것으로 기대하고 있습니다. 향후 몇 년 내에 BMG 3D 프린팅 부품의 대규모 배치가 임무에 중요한 응용 프로그램에 사용될 것으로 예상되어, 적층 제조 및 첨단 재료 공학의 혁신적인 시기가 될 것입니다.
규제, 표준 및 지속 가능성 고려 사항 (예: asme.org, sae.org)
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅의 규제 및 표준 환경은 기술이 성숙하고 항공 우주, 의료 및 고성능 엔지니어링 분야에서 응용이 확산됨에 따라 신속하게 발전하고 있습니다. 2025년 현재, 표준 기관 및 규제 기관 사이에서 BMG의 독특한 특성과 이와 관련된 도전 과제에 대한 인식이 증가하고 있으며, 이들은 기존의 결정성 금속과는 상당히 다릅니다.
ASME(미국 기계 엔지니어링 협회) 및 SAE International과 같은 주요 산업 표준 조직들은 BMG 적층 제조의 발전을 주의 깊게 살펴보고 있습니다. 현재까지 BMG 특정 적층 제조의 표준은 완전히 비준되지는 않았지만, 두 조직 모두 금속 적층 제조에 중점을 둔 작업 그룹 및 기술 위원회를 구성하고 있으며, 이는 향후 개정에서 BMG를 다룰 것으로 기대되고 있습니다. 예를 들어, ASME의 Y14.46 표준은 적층 제조의 제품 정의를 다루고 있으며, 원자력 구성 요소를 위한 BPVC 제3부문이 비정질 금속에 대한 가이드를 포함할 가능성이 있습니다.
규제 측면에서는 미국 식품의약국(FDA)와 같은 기관들이 의료 기기를 위해 BMG 3D 프린팅에 적극적으로 참여하고 있으며, FDA의 기기 및 방사선 보건 센터는 의료 기기 적층 제조에 대한 지침을 제정했습니다. 제조업체와의 지속적인 대화는 임상 도입이 증가함에 따라 BMG에 대한 더욱 구체적인 권장 사항을 도출할 것으로 기대됩니다. BMG의 독특한 생체 적합성과 마모 저항성은 정형 외과 및 치과 임플란트에 매력적이지만, 규제 경로는 장기적인 성능 및 재현성에 대한 강력한 데이터가 필요합니다.
지속 가능성 또한 초점이 되고 있으며, BMG 3D 프린팅은 기존의 제조 방식에 비해 잠재적으로 환경적인 이점을 제공합니다. 적층 프로세스의 근접 순형 능력은 자재 폐기물을 줄이고, 일부 BMG의 낮은 가공 온도는 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. SME(제조 엔지니어링 협회)와 같은 산업 그룹은 생애 주기 분석 및 원료 재활용을 포함하여 지속 가능한 적층 제조를 위한 모범 사례를 촉진하고 있습니다. 그러나 BMG 분말의 재활용 및 재사용은 가공 중 결정화 위험으로 인해 기술적인 도전 과제로 남아 있습니다.
앞으로 몇 년 동안 산업 채택 증가와 제조업체, 표준 기관 및 규제 기관 간의 협력을 통해 BMG 특정 표준의 공식화 및 명확한 규제 지침을 볼 것으로 기대됩니다. 이는 안전이 중요한 높은 가치 응용 분야에서 BMG 3D 프린팅의 확장을 위한 중요한 요소가 될 것입니다.
미래 전망: 신흥 경향, 투자 핫스팟 및 경쟁 역학
벌크 금속 유리(BMG) 3D 프린팅은 2025년과 그 이후에 상당한 진화를 예고하고 있으며, 이는 적층 제조(AM) 하드웨어, 재료 과학의 발전 및 고성능 구성 요소에 대한 산업의 수요 증가에 의해 추진되고 있습니다. 비정질 원자 구조와 뛰어난 기계적 특성으로 알려진 BMG는 항공 우주, 의료 기기 및 공구 응용 분야에서 점점 더 탐색되고 있으며, 여기서 그들의 독특한 강도, 탄성 및 부식 저항 조합은 전통적인 결정성 금속에 비해 확실한 이점을 제공합니다.
주요 신흥 경향 중 하나는 BMG에 특별히 맞춤화된 AM 프로세스의 세분화입니다. 전통적인 레이저 기반 분말 층 융합 및 직접 에너지 침전 방법은 BMG의 비정질 구조를 유지하기 위해 요구되는 좁은 가공 범위와 빠른 냉각 속도를 충족하기 위해 조정되고 있습니다. Amorphology는 NASA의 항공 우주 실험실에서 분사된 회사로, 정밀 기어 및 로봇 구성 요소를 위한 독자적인 BMG 원료 및 인쇄 기술을 개발하는 선두 주자로 자리하고 있습니다. 이들의 작업은 BMG의 특성이 투자에 정당성을 주는 고부가가치 저부량 부품에 중점을 두고 있습니다.
투자 핫스팟은 항공 우주, 방위 및 첨단 제조 분야에서 강력한 지역에서 등장하고 있습니다. 미국, 독일 및 일본은 연구 및 상용화 모두에서 선두를 달리고 있습니다. 예를 들어, 독일에 본사를 둔 글로벌 소재 기술 그룹인 Heraeus는 BMG 분말을 포함하는 포트폴리오를 확장하고 있으며, 산업 규모 생산을 위한 공정 매개변수를 최적화하기 위해 AM 기계 제조업체와 협력하고 있습니다. 유사하게, ExOne (현재 Desktop Metal의 일부)은 BMG를 위한 바인더 제팅 및 기타 AM 방식을 탐색하여 새로운 형상 및 비용 효율성을 열려고 하고 있습니다.
경쟁 역학은 설립된 AM 플레이어와 전문 BMG 회사들이 지식 재산 및 시장 점유율을 위해 경쟁하면서 더욱 치열해지고 있습니다. 재료 공급업체, 프린터 제조업체 및 최종 사용자 간의 전략적 파트너십은 연구소의 혁신을 상업 제품으로 전환하는 속도를 가속화하고 있습니다. 예를 들어, Amorphology는 로봇 공학 및 항공 우주 회사와 협력하여 BMG 기반 솔루션을 공동 개발하고 있으며, Heraeus는 자사의 글로벌 유통 네트워크를 활용하여 BMG 분말 가용성을 확대하고 있습니다.
앞으로 BMG 3D 프린팅의 전망은 강력합니다. 공정 신뢰성이 개선되고 물자 비용이 줄어들면서 채택이 틈새 응용 분야를 넘어 넓은 산업적 사용으로 확대될 것으로 예상됩니다. 다음 몇 년 간에는 표준화가 증가하고, 헌신적인 BMG AM 플랫폼이 등장하며, 공급업체와 통합업체의 생태계가 성장할 것입니다. 이러한 역동적인 환경은 BMG 3D 프린팅을 차세대 제조의 주요 촉진제로 자리매김하게 하며, 혁신과 가치 창출을 위한 중요한 기회를 제공할 것입니다.
출처 및 참고 문헌
