3D 프린팅 / 3D 프린팅 활용 분야

앞서 이야기했던 인공지능을 비롯하여 데이터에 기반한 신기술들이 산업 구조를 완전히 변화시키고 있습니다. 과거의 산업혁명에서 그랬듯 4차 산업혁명에서 역시 기술의 진보는 물류, 제조 수단의 컨셉을 완전히 변화시킬 것입니다. 특히 전문가들은 인공지능, 드론, 자율주행 등의 물류·데이터 혁명과 3D 프린팅으로 대표되는 제조 공법에 큰 지각 변동이 있을 것으로 예측합니다. 

 

오늘은 제조업 혁신을 주도하는 3D 프린팅 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

3D 프린팅

3D 프린팅은 액체, 고체, 분말 형태의 물질을 쌓아올려 원하는 형태의 입체물을 3차원 인쇄하는 기술을 말합니다. 적층제조(AM, Additive Manufacturing)라고도 불리며, 구현하고자 하는 물체를 디지털 그래픽 설계한 후 프린터에 입력하면 매우 얇은 단면(약 0.015~0.10mm)을 한층씩 형상을 쌓아 물체를 제작하는 방식입니다.

 

 

원하는 입체물을 3D 프린팅하는 장면 (출처=Seoul Space)

 

대량의 획일화된 규격의 제품을 찍어내기에 적당했던 기존의 공장들과 달리 3D 프린팅은 개인의 환경과 필요, 기호에 따라 소량 생산이 가능한 환경을 구축하고 있습니다. 1개의 장비로 여러가지 구조의 제품이 생산이 가능해진 것입니다. 또 다른 장점은 기존에 불가했던 복잡한 구조를 다양하고 쉽게 구현이 가능해지며 제조 공정이 간소화된다는 것입니다. 또한 조립없이 한 번에 생산이 가능하며 여러 소재를 동시에 적용할 수 있습니다.

 

3D 프린팅은 1984년 최초로 개발된 이후 단순히 제품 모형 및 시제품 프로토타이핑에 이용되었으나, 최근 경제성이 확보됨에 따라 다양한 분야에 광범위한 영향력을 발휘하고 있습니다.

 

3D 프린팅의 활용 분야

3D 프린팅을 활용할 수 있는 분야는 의료, 패션, 자동차 산업, 우주 항공, 음식 등 그 폭이 상당히 넓습니다. 

 

의료

 

불과 몇 년 전만 하더라도 신체 부분을 인쇄하는 아이디어는 SF 영화 속에나 존재할 법한 이야기처럼 느껴졌는데요, 최근 쉽게 사용가능한 표준 3D 프린터를 사용하여 신체 일부의 프린팅이 가능해졌다고 합니다.

 

이미 치과에서는 3D 스캐너로 구강 구조를 촬영하고, 그에 맞는 구조물을 플라스틱이나 실리콘 등을 활용하여 찍어내고 있습니다. 해외에서는 혈관이나 뼈조직 등 인체 기관을 그려내는 기술 역시 상용화를 준비하고 있습니다. 미네소타 대학교에서는 유리로 된 반구에 인쇄된 고분자로 만들어진 반도체 광 검출기의 집합체를 이용하여 3D 생체 인식 눈을 인쇄하였으며, 실제 눈에 이식이 가능한 부드러운 반구형 소재를 인쇄하기 위한 연구를 진행 중입니다. 영국에서는 줄기세포를 통하여 인간의 각막을 3D 인쇄한 사례가 있습니다.

 

 

우주항공

 

미국 제너럴일렉트릭사(GE)는 2016년 세계 최초로 항공기 연료분사노즐(leap fuel nozzle)의 3D프린팅 생산에 성공했습니다. 당초 22개 부속품으로 구성되던 이 장비는 3D프린팅 절차를 거치며 단일 부품으로 제작이 가능해진 것입니다. GE 측은 “2020년까지 3D프린팅 기술로 만드는 항공용 엔진 부품 수를 10만 개까지 늘릴 계획”이라고 밝혔다고 하네요.

 

신발 3D 프린팅 (사진=아디다스 홈페이지)

패션

 

독일의 스포츠 용품 브랜드 아디다스는 실리콘밸리의 3D 프린팅 기업 카본과 손잡고 3D 프린터로 운동화를 제작하기 시작했습니다. 리퀴드 인터페이스 기술을 이용하여 복잡한 모양을 높은 정밀도로 찍어내는 것이 가능해졌기 때문입니다. 내년 내 10만 켤레 생산을 목표로 하고 있으며, 점차 상용화 해나갈 계획이라고 합니다.

 

 

3D 프린터로 4시간 만에 집을 짓는 것이 가능해졌다.

 

다음 시간에는 음식을 인쇄하는 Food 3D Printing 기술에 대하여 알아보도록 하겠습니다 :)