인비절라인 모회사 얼라인테크놀로지, 세계 최대 3D 프린팅 기업으로 도약...틀 없이 교정기 직접 출력 나선다

[한국정보기술신문] 투명 교정 장치 인비절라인(Invisalign)을 만드는 얼라인테크놀로지(Align Technology)가 창립 29년 만에 최대 규모의 제조 방식 전환을 추진하고 있다. 이 회사는 기존에 금형(몰드)을 제작하는 방식을 버리고, 교정기를 3D 프린터로 직접 출력하는 방식으로 전환할 계획이다. 이를 위해 오스트리아 빈에 본사를 둔 3D 프린팅 기업 큐비큐어(Cubicure)를 2024년 1월 약 7,900만 유로(한화 약 1,180억 원)에 인수한 바 있다. 회사 최고경영자 조 호건(Joe Hogan)은 미국 IT 전문 매체 와이어드와의 인터뷰에서 이번 전환이 성공할 경우 얼라인테크놀로지가 세계 최대 3D 프린팅 사용 기업으로서의 지위를 더욱 확고히 할 것이라고 밝혔다.

얼라인테크놀로지는 이미 세계 최대 규모의 3D 프린팅 생산 시설을 운영하고 있다. 이 회사의 3D 프린터는 매일 50만 개 이상의 부품을 생산하며, 이는 얼라인테크놀로지를 세계에서 3D 프린팅을 가장 많이 활용하는 기업으로 만드는 규모다. 현재의 공정은 3D 프린터로 금형을 먼저 만들고, 그 위에 플라스틱 시트를 진공 성형하는 방식이다. 최종 제품 자체가 3D 출력물은 아니지만, 3D 프린팅은 얼라인테크놀로지 생산 공정의 핵심 기반 기술로 작동하고 있다.

호건 CEO는 이 같은 대규모 맞춤 생산 방식을 개척한 것이 회사의 성공 비결이라고 설명했다. 그는 와이어드 인터뷰에서 "우리는 하루에 100만 개의 서로 다른 교정기를 3D 프린팅하는 대량 맞춤 생산을 최초로 실현한 기업"이라고 말했다. 또한 초창기에는 기존 3D 프린팅 장비가 시제품 제작 용도로만 쓰이던 시대였기 때문에, 이를 대량 생산에 적합하도록 대대적으로 개조해야 했다고 덧붙였다.

이번 제조 혁신의 핵심은 교정기를 금형 없이 3D 프린터로 바로 찍어내는 것이다. 얼라인테크놀로지는 이 방식으로 전환하면 비용을 낮추고 장기적으로 치료 가격을 낮출 수 있어, 더 많은 환자에게 인비절라인 치료를 제공하고 회사의 수익성도 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이를 위한 핵심 과제는 소재 개발이었다. 호건 CEO는 교정기를 직접 출력할 수 있는 소재를 찾지 못해 오랫동안 고심했다고 털어놨다. 수많은 화학 기업들과 협력을 시도했지만 뜻대로 되지 않아 결국 자체 고분자 화학자를 채용해 직접 레진(수지)을 개발했다. 그는 "우리가 원하는 레진을 개발했고, 이 레진은 현재 사용 중인 스마트트랙 소재와 동등하거나 더 우수하다"고 밝혔다.

큐비큐어의 특허 기술인 고온 리소그래피(Hot Lithography)는 고점도 수지를 가공할 수 있는 특별한 가열 및 코팅 메커니즘을 사용해 내구성과 내열성이 뛰어난 고분자를 생산한다. 일반적인 수성 레진은 교정기에 필요한 복잡한 물성을 구현하기 어렵기 때문에, 점도가 높은 레진을 처리할 수 있는 큐비큐어의 장비가 필수적이었다.

얼라인테크놀로지의 대량 맞춤 생산 설비는 세계 최대 규모의 3D 프린팅 시설을 포함하며, 멕시코 후아레스, 중국 시양, 폴란드 브로츠와프 등 여러 지역에 분산돼 운영되고 있다. 회사는 이처럼 전 세계에 생산 거점을 두고 있는 탓에 물류 비용이 큰 부담으로 작용하고 있다고도 언급했다. 호건 CEO는 "우리는 아마 세계에서 소형 화물을 가장 많이 배송하는 기업 중 하나"라며, 내부 제조 원가가 낮아질수록 운송비의 비중이 상대적으로 커진다고 설명했다.

얼라인테크놀로지는 이미 첫 직접 3D 출력 제품을 시장에 내놓은 상태다. 인비절라인 구개 확장 시스템은 기존의 금속 확장 장치 없이 환자의 구개를 넓힐 수 있는 장치로, 얼라인테크놀로지의 첫 직접 3D 프린팅 상용 제품이다. 이를 시작으로 회사는 궁극적으로 인비절라인 투명 교정기 자체를 직접 3D 출력하는 것을 목표로 하고 있다.

다만 교정기를 하루 100만 개 규모로 직접 출력하는 것은 단순히 소재와 장비를 확보하는 것 이상의 복잡한 과제를 수반한다. 호건 CEO는 교정기를 어떤 방향으로 출력할지, 레진이 들어가는 러너 위치를 어디에 설정할지, 레이저로 어떻게 마감할지 등 수많은 공학적 문제를 해결해야 한다고 설명했다. 그는 "수백만 개 규모의 생산이라는 것은 엄청난 도전이며, 완전히 새로운 공정"이라며 수익성을 갖춘 양산 체계를 구축하기까지는 수년이 걸릴 것임을 인정했다.

얼라인테크놀로지는 2025년 하반기에 자동화 수준을 높이고 구형 장비를 정리하는 등 생산 공정 개편에 1억 5,000만 달러에서 1억 7,000만 달러를 투입할 계획이며, 이를 통해 2026년부터 수익성 개선 효과가 나타날 것으로 전망하고 있다.

얼라인테크놀로지의 이번 3D 프린팅 직접 출력 전환은 제조 원가 절감을 통해 인비절라인 치료 비용을 낮추고, 교정 치료 접근성을 높이는 것을 궁극적 목표로 삼고 있다. 업계에서는 이번 혁신이 성공할 경우 교정 치료 시장 전반에 걸쳐 디지털 제조 방식의 확산을 이끄는 계기가 될 것으로 주목하고 있다.