프리즘 랩

미국 애리조나주 피닉스에 있는 로컬모터스라는 자동차 회사 입구에는 ‘Printed, Polished, Painted’라고 쓰여 있다고 합니다.3D프린터로 뽑아낸 후 윤을 내고 페인트칠로 마무리해 자동차를 만든다는 의미입니다.

3D프린터로 제작한 세계 최초의 자동차

약 560평의 크지 않은 공장 한복판에는 큼지막한 3D프린터가 자리잡고 있는데요.프린터 한대는 플라스틱과 카본섬유를 혼합한 원재료를 사용해 자동차 외부 모형을 만드는 용도이고, 다른 프린터는 어느 정도 완성된 자동차 외부 모형을 깎고 다듬어 최종 모형을 완성하는 역할을 합니다.최근 로컬모터스는 자동차를 넘어 모터바이크, 모터사이클 개발에도 성공하면서 새로운 제조혁신 모델로 주목받고 있습니다.

3D프린터로 만든 음식

한편 영국 런던에서는 2016년 세계 최초의 ‘3D프린팅 레스토랑’이 선을 보였습니다.이 레스토랑에 있는 가구, 주방도구 등은 모두 3D프린터로 제작되었는데, 더 놀라운 것은 손님들에게 제공되는 음식까지 모두 3D프린터로 만들었다는 것입니다.바야흐로 3D프린터 한 대만 있으면 뭐든 만들 수 있을 것 같은 세상이 온 것 같네요.

3D프린터 제작 의족

척추부터 음식, 슈퍼카까지...무엇이든 ‘출력’하는 시대가 왔다3D프린터는 이제 꽤 친숙한 용어가 됐습니다.3D프린팅은 잉크젯 프린터가 물감을 종이에 쏘아 인쇄하는 것처럼 원료를 층층이 쌓아올리면서 입체적인 물체를 만드는 것을 말하는데요.기존에는 물체를 깎아서 원하는 형태로 만들었다면 3D프린팅은 그 반대인 것이죠.

3D프린터 제작 의수

3D프린팅의 활용범위는 갈수록 확대되고 있는데, 현재 가장 활발하게 사용되고 있는 분야는 제조업과 의료분야입니다.제조업의 경우 제조시간 단축, 가격경쟁력 강화, 정밀성 향상 등의 목적으로 3D프린팅 기술을 도입하고 있습니다.

일례로 프랑스의 대표 항공사인 에어버스는 항공기 부품 중 4만 5000~6만 개를 3D프린터로 제작하는 것으로 알려져 있습니다.경쟁사인 보잉도 10만 개 이상의 첨삭가공(AM, Additive Manufacturing) 부품을 사용하고 있다고 합니다.

영국에서는 3D프린팅 기술을 활용해 티타늄으로 항공기 부품을 제조하는 방법을 개발하는 중인데요.이는 티타늄 가루를 레이저나 전자빔으로 녹인 뒤 부품을 만들고 남는 티타늄 가루는 재활용하는 것입니다.

3D프린터로 제작한 슈퍼카 블레이드

3D프린터로 ‘슈퍼카’를 만든 사례도 있습니다. 미국의 벤처기업인 다이버전트 마이크로팩토리스는 3년 전 3D프린터를 사용해 슈퍼카의 차체를 만드는 데 성공했죠.차량 섀시에 사용되는 70개의 알루미늄 부품을 3D 프린터로 간단하게(?) 뽑아냈다고 합니다.‘블레이드(Blade)’라고 불리는 이 차량은 정지상태에서 시속 100km에 도달하는데 걸리는 시간이 2.2초에 불과한데, 3D프린터를 사용해 자동차의 무게를 획기적으로 줄일 수 있었습니다.

3D프린터 제작 드론

요즘 많이 사용되고 있는 드론 역시 제작단계에서 3D프린터의 힘을 빌리고 있습니다.미국 존스홉킨스대학 응용물리학연구소가 APL이 개발한 ‘크래캔스(Cracuns)’라는 드론은 본체 재질을 가벼운 3D프린터로 뽑은 합성수지로 만들었는데요.이 연구소가 ‘미래형 드론’으로 고안한 크래캔스는 수중과 공중 양쪽에서 사용할 수 있도록 설계되었는데, 3D프린팅을 활용해 제작비용을 대폭 낮췄다고 하는군요.

3D프린터로 만든 손떨림 억제 장갑

의료분야에서도 3D프린팅의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 우리나라에서도 최근 3D프린터로 출력한 ‘전자 의수(義手)’가 개발돼 화제를 모았는데요.무게가 가볍고 관절의 미세한 움직임도 기존 제품보다 뛰어날 뿐만 아니라 제작비 역시 최대 10분의1 가량 줄일 수 있다고 하니, 장애로 일상생활이 불편한 많은 사람들에게 머지않아 희소식이 될 수 있겠죠?

2016년에는 호주의 프린스오브웨일즈 병원이 의료장비업체 아나토믹스와 협력해 3D프린터로 티타늄 재질의 척추 뼈를 제작한 뒤, 척색종을 앓고 있는 환자에게 이식해 세계를 깜짝 놀라게 했습니다.또 갈비뼈, 치과용 임플란트, 생체조직, 혈관, 유방 등을 3D프린팅 기술로 만드는데 성공했다고 하니, 앞으로 고가의 의료보조장비나 수술비 등을 낮추는데도 톡톡히 기여를 할 것으로 보입니다.이 외에도 3D프린팅 기술은 음식, 문화재복원, 건축, 패션 등 다방면으로 활용되고 있는 상황입니다.

한편 3D프린팅은 4D프린팅으로 진화하고 있습니다.현재의 3D 프린팅 기술이 고체나 액체, 가루로 된 재료를 겹으로 쌓아올려 고정된 형태의 물체를 만들어 낸다면 4D프린팅은 온도나 빛, 물 등 외부요인에 따라 탄력적으로 변형되는 물체를 만드는 것입니다.

즉, 4D프린팅은 형상이 변하는 소재를 사용한다는 점에서 차이가 있죠.3D프린팅보다 정교한 기술과 민감한 소재가 사용되기 때문에 기술개발이 완료되면 부가가치가 훨씬 높은 물건을 만들어낼 수 있습니다.4D프린팅은 해외 유수 대학이나 정부 산하 연구기관 등에서 초기연구가 진행되고 있는데, 앞으로 어떤 깜짝 놀랄만한 물건을 만들어 낼지 정말 궁금해집니다.

3D프린터로 만든 음식

3D/4D프린터 모델링, 소재, 서비스 분야 전문가 ‘귀하신 몸’ 된다시장조사업체인 월러스 어소시에이츠(Wohlers Associates)가 추정한 자료에 따르면, 전 세계 3D프린팅 시장은 2014년 40억 6500만 달러 규모에서 연 평균 31.3% 성장해 2020년에는 210억 달러 규모까지 급증할 것으로 예상되고 있습니다.우리 정부도 3D프린터를 미래 성장동력으로 선정했는데, 전체 시장규모가 2025년에 약 11조원으로 확대될 것으로 내다봤습니다.

이처럼 3D/4D 프린팅 기술발전과 응용범위 확산 속도를 볼 때, 앞으로 이 분야 전문가들은 지금보다 훨씬 높은 ‘대접’을 받을 것으로 보입니다.특히 활동분야가 특정 산업군이 아닌 거의 전 산업을 망라하기 때문에 수요도 더욱 늘어날 가능성이 있습니다.

일례로 3D/4D프린터에 사용되는 디자인을 설계하고 모델링하는 ‘프린팅 모델러’는 미래에 각광받을 직업이 될 수 있습니다.또 3D/4D프린팅과 관련한 이미지나 콘텐츠를 유료로 제공하는 기업들이 점점 늘어날 것으로 예상되는데, 관련 콘텐츠를 전문적으로 가공하고 편집하는 ‘프린팅 아티스트’ 같은 직업도 등장할 수 있겠죠.이밖에 프린터 제조업체, 프린팅 소프트웨어 개발자, 프린터 설치 및 정비 전문가들에 대한 수요가 늘어날 뿐만 아니라 각 기업이나 기관, 개인들을 상대로 3D/4D프린터 활용법이나 관리방법을 교육하는 강사들도 더욱 자주 보게 될 것입니다.

프린터에 주입하는 소재분야도 주목할 필요가 있는데요.예를 들어 임플란트에 쓰이는 생체친환경 소재, 3D프린팅용 그래핀 소재, 인공장기 프린팅을 위한 생체적합 및 생분해 소재, 4D프린팅에 사용될 형상기억고분자 및 다공성소재 등 3D/4D프린팅용 소재를 연구ㆍ개발하는 전문가들은 매우 중요한 역할을 하게 될 것입니다.