기획·칼럼

공장의 모습을 바꾸다…3D 프린팅

[세계 산업계 동향] 세계 신산업 창조 현장 (3)

최근 시티은행은 ‘세상을 변화시키는 10대 기술’을 선정, 발표했다. 이 중 대표적인 기술이 3D 프린팅이다. 투자전문회사인 홀러스 어쏘시에이츠(Wohlers Associates)는 3D 프린팅 시장이 현재 35억 달러에서 2019년 69억 달러 규모로 성장할 것으로 전망했다.

3D 프린팅에 대한 관심은 세계적인 현상이다. 지난해 말 이코노미스트지는 제3차 산업혁명을 가져올 기술 중 하나로 3D 프린팅을 꼽으며 극찬했다. 세계경제포럼(WEF)도 이 기술을 2013년 10대 유망기술로 선정한 바 있다.

올해 초 오바마 대통령은 국정 연설에서 3D 프린팅에 대해 “거의 모든 분야에서 제품 생산방식을 바꾸어놓을 수 있는 기술”이라고 언급하였다. 삼성경제연구소도 최근 ‘미래 산업을 바꾸어놓을 7대 파괴적 기술’을 발표하면서 3D 프린팅을 포함시켰다.

사람 모습 그대로 입체 복제해 판매

3D 프린팅이란 말 그대로 입체(3D) 모양의 인쇄를 할 수 있는 기술이다. 2차원 단면만 인쇄해온 기존 프린터와는 달리 층층이 인쇄를 쌓아올리는 적층가공(Additictive Manufacturing) 방식으로 입체 모양을 구현해 내고 있다.

▲ 3D 프린터 제조회사인 ‘스트라타시스(Stratasys)’의 홈페이지. 최근 레드아이(RedEye)란 이름의 3D 프린팅 대행서비스를 통해 갖가지 유형의 제품들을 대행 생산해주고 있다. ⓒhttp://www.stratasys.com/


3D 프린팅이 처음 선보인 것은 1984년이다. 미국의 찰스 헐(Chales W. Hull)이란 사람이 광조형법(Stereolithography) 방식으로 최초의 3D 프린터를 선보인 후 혁신을 거듭, 오늘날 직접 제품을 생산할 수 있는 단계에 이르렀다.

더구나 미국, 중국, EU 등 각국 정부에서 3D 프린팅을 차세대 생산 기술로 선정하고, 지원을 아끼지 않으면서 최근 가장 주목받는 기술 중의 하나로 부상했다. 3D 프린팅에 대한 관심이 이처럼 증폭되고 있는 가장 큰 이유는 산업측면에서 엄청난 파급효과가 예상되기 때문이다.

한국콘텐츠진흥원에 따르면, 지난해 11월 13일 일본 도쿄 하라주쿠에 ‘Omote 3D Shasin Kanand’라는 이름의 가게가 오픈했다. 이 가게에서 하는 일은 고객의 몸을 15분 정도 3D 스캐너로 스캔해 액션피겨(Action Figure) 형태로 제작해주는 일을 하고 있다.

10cm 크기는 264달러, 15cm 크기는 402달러, 20cm 크기는 528달러를 받았다. 싸지 않은 가격임에도 불구하고 많은 고객들로부터 큰 관심을 불러일으켰다. 이 가게의 사례는 3D 프린팅 기술로 더 세밀하고 신속한 모델링 작업이 가능해질 수 있다는 것을 말해준다.

실제로 세계 곳곳에서는 3D 프린팅을 활용한 새로운 비즈니스 모델들이 생겨나고 있다. 사이언스 뉴스는 지난 3월 9일자 기사를 통해 “3D 모형 데이터 파일을 거래하거나, 3D 프린터를 여러 대 갖추어놓고 개인이나 소규모 기업으로부터 생산주문을 받는 새로운 비즈니스 모델이 등장하고 있다”는 기사를 실었다.

베타뉴스는 4월 3일자 보도를 통해 ‘셰이프웨이(Shapeways)’란 업체를 소개했다. 이 회사에서는 개인이 디자인한 제품을 3D 프린팅으로 생산해, 배송해 줄 뿐 아니라, 고객이 만든 디자인 파일을 다른 고객에게 판매할 수 있도록 알선해주는 등 다양한 종류의 온라인 마케팅을 하고 있다는 것.

또 3D 프린터 제조회사인 ‘스트라타시스(Stratasys)’는 3D 프린팅 대행서비스를 시작했다고 전했다. ’레드아이(RedEye)’란 이름을 붙인 이 대행서비스는 개인 혹은 기업이 요청하면 ABS플라스틱, 폴리카보네이트, 나일론 등 15개 원료를 사용해 갖가지 형태의 제품을 간접 생산할 수 있다.

스포츠카, 에어버스 제작에 3D 공정 투입

최근의 3D 프린팅 기술은 금형이나 틀 없이도 프로토 타입의 시제품을 신속히 제작해 낼 수 있다. 제품이 마음에 들지 않으면 설계도를 바꾸면 된다. 짧은 시간에 단점을 보완할 수 있다. 제조업체 입장에서 시간과 비용을 줄일 수 있는 요건을 갖추고 있다.

베타뉴스는 고급 스포츠카 업체인 ‘람보르기니(Lamborghini)’에서 스포츠카 ’아벤타도르(Aventador)’를 제작하면서 3D 프린팅을 통해 큰 이익을 보았다고 전했다. 시제품을 제작하는 데 이전 같으면 네 달 동안 4만 달러가 들었지만 3D 프린팅 도입으로 20일 동안 3천 달러로 줄일 수 있었다고 전했다.

BMW는 지금 3D 프린팅 제조회사인 ‘스트라타시스(Stratasys)’를 통해 모형과 부품을 만들어 생산라인에 투입하고 있는 것으로 알려졌다. 유럽항공방위산업체(EADS)에서는 3D 프린터로 ’에어바이크(Airbike)’라는 이름의 자전거를 제작 중이다. 또 ‘에어버스’ 생산라인에 3D 프린팅을 도입할 계획을 세워놓고 있다.

덴마크의 보청기 회사인 ‘와이덱스(Widex)’는 개인마다 다른 귀 모양을 3D 스캐너로 촬영해 정확하게 맞춤화된 귓본을 제작, 생산하고 있다. 치아, 의족 등 다른 의료기기 회사들도 환자 개개인에 맞춘 제작방법을 개발하기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 것으로 알려졌다.

연구현장에서도 이 3D 프린팅 기술을 적절히 활용하고 있다. 일본 도야마(富山) 대학에서는 살아 있는 세포를 3D 프린터로 본뜬 후 집적시켜 나가는 연구를 진행 중이다. 이 실험이 성공할 경우 인공장기를 만들 수 있다는 것이 연구자들의 복안이다.

독일의 ‘프라운 호퍼(Fraunhofer)’ 연구소에서는 3D 프린터를 활용해 인공혈관을 만드는 데 성공했다.

산업계 관계자들은 3D 프린팅 기술이 향후 제조업 등 각 산업 분야에서 생산공정을 크게 바꾸어 놓으면서 신산업 창출의 촉매제로 작용할 것이라는 전망을 내놓고 있다. 특히 디자인 혁신, 생산시스템과 재고관리의 변화, 제품 3D 설계디자인의 유통, 맞춤형 DIY 생산 활성화, 의료 및 생명공학 발전에 크게 기여할 것으로 보고 있다.

최근 3D 프린터 가격은 계속 내려가고 있는 상황이다. 벤처기업인 ‘메이커봇(Makerbot)’은 소매가 2천200 달러의 ’레플리케이터(Replicator)’ 모델을 출시했으며, 이와 함께 가정용 스캐너도 함께 선보였다. 이 같은 가격인하는 3D 프린터 확산을 촉진하고, 산업계 전반에 더큰 영향을 미칠 전망이다.

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