[삼성경제연구소:7대혁신기술] 3D 프린팅(3D Printing)

3D 프린팅은 3차원 설계도를 참고하여 한 층씩 소재를 쌓아올려 입체 형태로 만드는 기술입니다. 가공이나 주조작업이 아닌 설계도에 따라 적층하는 방식으로 수정이 용이하여 제품의 개발시간과 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 기술입니다. 람보르기니는 시제품 제작에 3D 프린터를 이용해 4만달러에 달하던 제작비용과 4개월에 달하던 제작기간을 3,000달러와 20일로 축소시켰습니다. 초기에는 소재가 플라스틱에 국한되었지만 최근 티타늄과 철강합금을 이용할 수 있는 기술이 개발되었습니다.

 

[ 3D Printer ]

 

가격하락과 생산속도와 제품의 내구성 향상이 필요

최근 가정용 3D 프린터가 낮은 가격에 출시되고 있으나, 산업용은 1,000만~10억원 수준으로 여전히 고가이며, 산업용 저가모델의 가격은2016년쯤에 2,000달러 이하로 하락할 전망입니다. 현재 1.5인치 정육면체 크기의 제품 생산에 평균 1시간가량 소용되고 있어 대량생산을 위해서는 생산속도 향상이 급선무이며, 제작 방식의 특성상 사출성형의 속도에는 못 미칠 것으로 예상되고 있습니다. 또한 층층이 쌓아올렸기 때문에 단층 방향의 충격에 취약한 특성도 보완이 필요합니다.

 

맞춤형 제조가 확대되고, 나노·의학·우주 분야에 활용

3D 프린팅은 맞춤형과 다양성이 중요한 분야에서 보급이 확대되고 있습니다. 시제품을 비롯한 소량의 맞춤형, 특수 목적의 제품 제작에 활용되고 있으며, 보잉은 항공기 소형부품 300여 종을 3D 프린터로 제작 중입니다. 프라모델을 비롯한 장난감, 취미제품 등 다양성이 중요하고 신속하게 제작해야 하는 분야에서도 보급이 확대될 전망입니다.

 

나노기술, 의학, 우주항공 등의 분야에서 기술혁신을 가속화

3D 프린팅 기술과 융합해서 새로운 문제해결 방식을 발굴해야 합니다. 다음은 3D 프린팅의 기술를 통한 혁신 촉발 사례입니다.

 

나노기술	고분자화합물에 금속, 탄소, 세라믹 등 다양한 나노입자를 주입하여 새로운 광학·열·전기·화학 특성을 갖는 제품을 제조 가능
의학	인공 귀, 코, 치아의 주물틀을 제작하거나, MRI 데이터를 이용하여 만든 내장과 뼈 모형을 샴쌍둥이 분리수술등의 사전연습에 활용
우주항공	미국항공우주국(NASA)은 우주정거장이나 우주선의 유지보수에 필요한 부품을 우주공간에서 직접 출력해주는 프린터를 개발 중

 

제조업의 진입장벽이 완화되고 지적재산권 관련 산업이 변화

설계도난 아이디어만으로 제품의 제작이 가능하여 제조업의 진입 장벽이 완화되고 벤처 창업도 활성화될 전망이며, 네덜란드의 셰이프웨이는 제품설계, 판매, 제조, 배송을 한꺼번에 지원하는 통합서비스를 제공하여 벤처 창업을 지원하고 있습니다.