3D 프린팅의 기술현황
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.23 10:44:49 조회 : 647 키워드 : 4차산업혁명,3D프린팅,기술현황,제조업혁신
(질문배경)
현재 제조업에서 주로 이용되는 생산방식은 큰 원재료를 자르거나 다듬는 절삭가공방식이다. 그러나 고객들의 요구가 다양해지고 제품 생산 경향이 기존의 대량생산이 아닌 다품종 소량생산으로 변화됨에 따라서, 3D 프린팅기술의 산업적 응용을 넘어서 기계나 부품 생산뿐만 아니라 의료, 식품, 패션에 이르기까지 3D 프린팅기술을 이용한 시제품들이 언론상에 보도되고 있다. 이에 따라서 전 세계적으로 3D 프린팅기술은 4차 제조산업혁명을 주도할 기술로 주목받고 있다.
( 3D 프린팅기술의 시장성)
(3D 프린팅의 기술현황)
3D 프린팅 기술은 간략하게 정의하면 3차원의 입체물을 만들어내는 기술이다. 이 기술은 그 역사가 오래된 기술로서 30년 전인 1984년에 미국의 Charles W.Hull이 설립한 회사 3D systems에서 발명된 기술로, 이미 항공/자동차 산업에서 제품의 대량생산 전에 디자인 평가를 위해서 시제품을 만드는 용도로 사용되고 있었다. 그런 측면에서 쾌속 조형(Rapid Prototyping)을 의미하는 RP가 3D 프린팅기술 동의어로 종종 사용되기도 한다. 2013년 초에 미국 버락 오바마 대통령의 국정 연설에서 3D 프린팅을 미국 제조업을 부흥시키는 방법론으로 언급하고, 이에 따라 현재 전 세계적으로 3D 프린팅 기술에 대한 관심이 크게 고조되고 있다. 이와 동시에 이 기술에 관련 원천 특허권이 만료되고 IT 기술의 발달로 3차원 데이터의 제작과 보급 확산이 전 방위적으로 이루어지면서, 가정에까지 보급될 수 있는 저렴한 프린터가 만들어지고 있다. 현재 대부분의 가정 보급형 프린터는 200만 원 정도로 구입이 가능하며, 이러한 개인용 3D 프린터의 보급도 활발하게 진행되므로, 향후 본 기술로 인해서 제조업 패러다임이 바뀔 것으로 예상된다. 또한 현재의 공장 중심 공정 생산(Factory Manufacturing)에서 가정 생산(Home Manufacturing)으로 변화됨에 따라서 다품종 소량생산이 가능해지고 제품을 구매하는 것이 아니라 제품의 설계도를 구매하는 소비 혁명이 일어날 것이란 예측도 나오고 있는 실정이다. 최근 언론 매체를 통해서 소개된 3D 프린팅의 다양한 활용 사례를 보면 이러한 전망이 실현될 날은 멀지않아 보인다. 그림에서와 같이 전 세계 3D 프린터 시장에서 우위를 점하고 있는 미국은 기술의 적용 사례로 NASA(미국항공우주국) 엔진연료 분사장치 제작에 3D 프린터 기술을 이용하고 있다고 발표했다. 이러한 분야의 경우 이전에는 3D 프린팅기술이 적용할 수 없는 분야였지만 이와 같은 적용사례를 기반으로 볼 때 3D 프린팅기술이 정밀도와 제작 속도 측면에서도 다른 산업에 충분히 활용될 수 있는 수준으로 올라 왔다는 평가도 나오고 있다. 또한, 그림에 나타나 있듯이 명품 브랜드의 신발 디자인 시제품에서부터 자동차 대시보드의 시제품 제작, 치과 교정기 등에 폭넓게 활용되고 있다. 그렇지만 아직까지는 시제품 위주로 3D 프린팅기술이 이용되고 있으며, 향후 이 기술이 완성품이나 부품제작에 이용될 것으로 예상된다. 따라서, 3D 프린팅 시장은 향후 크게 성장 할 것으로 예상되며, 일반 프린터 시장보다 훨씬 더 큰 시장으로 자리잡을 것으로 생각된다. 부가적으로 다양한 제품과 산업에 적용될 수 있기 때문이다. Wohlers Associate는 세계 3D 프린터 시장이 2015년 37억 달러에서 2021년 108억 달러로 성장할 것이라고 예상하고 있다. 그러나 아직까지는 국내 3D 프린팅 관련 연구 개발 및 Test Bed 기반 구축이 전무하다.
( 3D 프린팅기술의 응용 분야)
Tip
3D printing 기술은 기존의 산업적 응용을 넘어서 현재 제조업의 혁명을 가져올 차세대 기술로 주목 받는 3D 프린팅의 기술현황에 대해 알아 두자.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
www.3dpkorea.co.kr/wp-content/uploads/2015/11/ksme-3dprinting.pdf
<전문용어>
3D printing 기술, 제조업 패러다임, 쾌속 조형