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3D 프린터가 바꾸는 미래세상
  • 김천황악신문
  • 승인 2019.03.30 17:27
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                     서형석 (Kahn 미래연구소 소장 )


3D 프린터는 디지털 데이터(3D CAD, 3D CG)를 기반으로, 플라스틱, 실리콘, 금속 등 소재
를 적층식으로 쌓아서 3차원 모형이나 구조물을 제작 하는 것을 말한다.

2012년 Times는 최고의 발명품 26선 중 하나로 3D 프린터를 꼽았고, 2013년 미국 정부는
3D프린팅을 미국 제조업 부흥을 위한 10대 핵심 제조기술로 선정 하였다.
2015년 중국은 3D 프린터로 만든 6층 건물을 공개하여 세상을 놀라고 했고, 앞으로 3D
바이오 프린터는 인공장기도 제작이 가능 하다. 매일 13명이 신장이식을 못해서 사망하는
안타까운 현실을 해결하고 인간의 생명을 살리는 3D 프린터로 진화 한다면 인류에게 큰
기여를 하는 기술이 될 것 임에는 분명하다.

3D 프린터의 역사
1984년 미국 3D시스템즈에서 세계 최초로 플라스틱 액체를 굳혀 입체 물품을 만드는 SLA
(광경화수지 조형) 방식의 프린터를 개발 하였고, 1992년 세계 최초로 SLA방식의 3D 프린터
를 생산하기 시작했다.
미국 Stratasys도 1991년 세계 최초로 FDM(압출적층 조형) 방식의 3D프린터를 생산하기 시작
했다.
이들 선두 두 업체는 끊임없는 기술개발로 현재 전세계 3D프린터 시장의 2/3를 차지할 정도
의 세계 최대 프린터 제조회사로 발전 했다.
2008년에는 3D 프린터로 의족이 생산 되었고, 2011년에는 음식을 만드는 3D프린터가 개발이
되고, 2013년에는 3D프린터로 만든 플라스틱 하이브리드 자동차가 등장 하기도 했다.
우리나라는 1세대라 할 수 있는 FDM 방식의 개인용 프린터에서, 이제 2세대인 SLA, DLP(마스
크 투영이미지 경화) 방식의 산업용 고정밀 프린터로 이동을 시작 했다고 볼 수 있다.
그러나 국내업체들은 대부분 영세업체들로서 부품을 수입하여 조립하는 형태가 대부분이며,
매출 규모도 적고 이익을 내는 기업도 아직은 많지가 않다.

3D 프린터의 장.단점
3D 프린터는 금형이 없어도 프로토타입(Prototype)을 신속하게 제작하기 때문에 시간과 비용
을 크게 줄일수 있어 다품종 소량생산에 적합하며, 개인 맞춤형 제작도 가능하고, 디지털 도면
만 있으면 언제 어디서든지 출력이 가능하여 제조업 외 다양한 분야에서 혁신을 할 수 있을
것으로 기대하고 있다. 특히 기계, 의료, 건축, 전자, 생활용품, 식품, 엔터테인먼트 등 에서도
응용이 가능하다.
그러나 지적재산권(특허권), 제작시간, 정밀도, 고가의 프린터 가격, 후처리 프로세스, 소재의
다양성 부족 등의 사유로 시장의 활성화가 지연이 되고 있다.

3D 프린팅산업의 미래와 방향
지적재산권 기간이 만료되고 기술이 대중화 되고, 프린터 가격이 떨어지고, 다양한 분야에
활용이 시작 되면서 프린팅 산업이 성장을 거듭했고, 이제는 4차 산업혁명의 핵심기술로 부상
하고 있다.


3D프린팅 산업은 크게 프린터 장비, 소재 그리고 서비스로 구별할 수 있으며, 전방산업은 전
자, 항공, 자동차, 의료 등이며, 후방산업은 S/W, 소재산업 등이다.
현재 미국, 유럽, 중국 등 3D 프린팅 선도국가는 속도, 정밀도, 기능, 소재 등과 바이오 프린팅
등 미래 핵심산업으로의 성장을 위해 R&D 투자와 정책 지원에 치열한 경쟁을 하고 있다.


3D Systems 글로벌 소프트웨어사업부를 총괄하고 있는 한국인 하정훈 부사장은 “3차원 프린
팅의 미래 성공요소 중 하나는 재료 개발”이라며 수백가지 소재가 범용화 된다면 사업성이 있
다고 하면서 소재 특성상 프린터 하드웨어 업체와 공동으로 개발해야 시너지가 있다고 했다.
최근에는 여러 소재를 융합하여 새로운 소재를 만들어 사용자가 원하는 제품을 만드는 방식도
개발이 이루어 지고 있다. 


또한 전세계 수백개 업체가 경쟁을 하고 있는 FDM 방식으로는 승산이 어렵고, 메탈 프린터는
아직 시작 단계이므로, 적층과 가공을 동시에 수행하는 “하이브리드” 방식이 나아갈 방향 이
라고 주장 하면서 현재의 3차원 프린터 방식과 전혀 다른 방식을 개발하고 품질을 향상하고
속도도 높일수 있다면 가장 좋은 모델이 될 것이라고 했다.
건축용 3D 프린터를 국내 최초로 개발한 코로나(대표 신동원) 처럼 새로운 방식의 프린터를
개발하고 친환경 소재를 활용하여 저렴하면서도 디자인을 혁신하여 공급한다면 승산이 있다
고 본다.


우리나라는 3D 프린팅 기술을 타 산업과 융합을 통한 파급효과가 큰 미래 제조핵심 기술로
선정 하였고, 3D 프린팅 산업 발전전략을 수립하여 기술개발과 산업발전을 지원하고 있다.
2016년 3D 프린팅 글로벌 시장 규모는 전년보다 17.4% 증가한 61억달러(약 6.66조원)로
집계 되었고, 2022년까지 매년 27.6% 고속 성장 하면서 262억달러(약 29조원)로 전망을 했고,
국내시장도 2017년 3,469억원으로 2022년까지 평균 24.1% 성장 하면서 1조원 규모로 성장
할 것으로 예측하고 있다. 이렇게 고성장하는 3D 프린팅 시장은 미국(1위, 39.3%)이 원천기술
보유와 압도적 시장 점유율을 차지하고 있으며, 독일(2위, 9.2%)이 그 다음이며, 한국은 1.8%
의 점유율로 세계 11위 수준에 머물고 있다.


3D 프린팅의 활용 분야는 기계(18.8%), 항공.우주(18.2%), 자동차(14.8%), 소비재/가전(12.8%),
의료/치과(11.0%)를 중심으로 발전을 하고 있다. 
특히 우리나라는 제조업으로 성장한 나라이며, 제조업이 기간산업으로 중요성의 더욱 부상
되고 있으며, 3D 프린팅 산업을 통해서 제조업을 한 단계 도약하는 기회로 활용해야 하겠다.
또한 3D 프린팅 산업에도 누구나 독창적인 아이디어로 디자인, 생산, 유통을 통합하는 새로
운 프로슈머(생산적 소비자) 가 나올 수 있는 세상이 되었다.


3D 스캐너로 스캔하고 래피드폼(3D 이미지 S/W)에서 데이터를 만든 후 3D프린터로 출력을
하는 방식의 3D 스캐너와 3D 프린트가 함께 성장을 추구 한다면 더 빠르고 더 큰 성장도
가능 하리라 사료된다.
또한 저렴한 비용으로 출력만 전문으로 하는 기업과 기관도 등장해서 자신만의 독특한 제품
을 직접 생산이 가능한 디지털 시대에 개인과 기업과 국가에서도 상생하는 생태계를 만들어
동반성장을 추진 한다면 새로운 사업 모델이 되고 3D 프린팅 산업도 도약할 것으로 확신한다.

#김천황악신문 # 서형석 (Kahn 미래연구소 소장 ) #  3D 프린터가 바꾸는 미래세상

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