3D 프린팅, 제 3차 산업혁명으로 급부상

최근 3D 프린팅이 제 3차 산업혁명으로 일컫어질 만큼의 잠재력을 가진 기술로 급부상하고 있다. 지난 해 경제 전문 주간지 Economist에서는 3D 프린팅을 제 3차 산업혁명을 가져올 기술 중 하나로 소개했으며, 세계경제포럼(World Economic Forum)에서는 2013년 10대 유망기술 중 하나로 선정했다. 올해 초, 미국의 오바마 대통령은 국정연설에서 거의 모든 제품의 생산 방식을 바꿀 수 있는 잠재력을 가진 기술로 3D 프린팅을 언급했다. 

대중의 관심도 적지 않다. 이미 3D 프린팅으로 제작된 제품을 구매하려는 사람들도 생겨나고 있다. 오늘날 3D 프린팅은 시제품 제작을 넘어 직접 상품을 생산할 수 있는 기술로 주목받기 시작했다. 이미 3D 프린팅으로 생산된 액세서리, 휴대폰 케이스, 주방식기 등이 등장했으며, 다소 기술적 난이도가 높은 자동차, 항공기 등의 주요 부품을 생산하는데도 사용되기 시작했다. LG경제연구원은 3D 프린팅이 차세대 제조 혁명을 일으킬 기술로서 40년 뒤에는 엔진 전체를 생산할 수 있는 수준으로 발전할 것이라고 전망했다. 이에따라 미국, 중국 등 각국 정부의 지원으로 3D 프린팅의 성장에 새로운 활력을 불어넣고 있다. 특히 미국에서는 차세대 생산 기술 중 하나로 3D 프린팅이 주목받고 있다. 저임금 국가에서 자국으로 회귀하고 있는 제조업들이 R&D 역량과 기술력을 바탕으로 3D 프린팅에서 새로운 경쟁우위를 확보할 수 있기 때문이다.
또한 중국은 에너지 절약, 자원 절감, 생산성 향상을 위한 대안 중 하나로 3D 프린팅을 주목하고 있다. 기존 방식은 소재를 자르거나 깎는 방식이지만 3D 프린팅은 디자인대로 소재를 인쇄하는 방식이기 때문에 버려지는 양을 줄일 수 있기 때문이다.



3D 프린팅이란 ?

3D 프린팅은 제품을 제작하는 방식 중 하나로 소재를 층층이 쌓는 방식이다. 일반적인 프린터가 입력된 사진이나 문서에 따라 잉크를 분사하듯, 3D 프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 연속적으로 재구성하여 소재를 한 층씩 인쇄하면서 적층하는 방식이다. 때문에 재료를 자르거나 깎는 방식의 전통적인 생산방식을 Subtractive manufacturing(절삭가공)이라 하는 반면, 3D 프린팅은 새로운 층을 켜켜이 쌓는 방식이기 때문에 Additive manufacturing(적층가공)이라 한다.
지금까지 3D 프린팅은 주로 시제품 제작에 이용되어 왔다. 전통적인 시제품 제작 방식은 여러 단계를 거쳐야 하는 반면, 3D 프린팅은 디자인만 있으면 그 자리에서 시제품을 제작할 수 있기 때문이다. 오류를 발견한 경우에는 제품 디자인만 수정하면 손쉽게 다시 제작할 수 있다는 장점도 있다. 

별도의 금형을 제작하거나 여러 종류의 기기를 사용하는 일이 적어 초기 투자 규모 역시 줄일 수 있다. 신제품 개발 과정에서 시제품 제작이 예닐곱번 반복된다는 점을 감안하면 절감할 수 있는 시간과 비용이 적지 않다. 람보르기니는 4달 동안 40,000 달러의 비용이 소요되던 과정을 스포츠카 Aventador 시제품 제작시에는 3D 프린팅을 사용하여 20일 동안 3,000 달러 수준으로 줄일 수 있었다.

개인 맞춤형 제품 제조 시대로 

3D 프린팅은 개인 맞춤형 제품에 대한 니즈를 충족시켜 줄 수 있을 것이다. 오늘날 표준화된 제품을 대량 생산함으로써 비용을 낮추는 생산 시스템은 개인 맞춤형 제품을 생산하는데 한계가 있다. 소량 생산으로 인해 단가가 상승하거나, 다양한 부품으로 인해 관리가 어렵기 때문이다. 하지만 3D 프린팅의 경우 제품 디자인만 있다면 매번 다른 제품을 생산한다고 해도 추가 비용이 거의 발생하지 않는다. 

더군다나 현실 속의 물체를 3차원 디지털 파일로 옮겨줄 수 있는 3D 스캐너가 고도화되면서 제품 디자인 역시 쉬워지고 있다. 이미 보청기, 치아, 의족, 보철기기나 임플란트등 개인 맞춤형 제품이 반드시 필요한 일부 영역을 중심으로 3D 프린팅이 도입되기 시작했다. 덴마크의 보청기 회사 Widex는 3D 프린팅으로 보청기를 제작하는 기술인 CAMISHA를 개발해서 지난해 유럽특허청에서 특허를 받았다. CAMISHA는 귀 모양을 정확하게 파악하기 위해서 귓본을 제작하고 3D 스캐너로 인식하여 3D 프린팅으로 생산하는 방식이다. 

개인 맞춤형 제품을 기존 제품보다 정밀하게 제작할 수 있으며, 향후 저렴하게 생산할 수도 있다는 장점도 있다. 3D 프린팅은 사람들이 원하는 제품을 직접 디자인해서 생산할 수 있는 기회를 열어주고 있다. 디지털화된 제품 디자인만 있다면 전세계 어디서건 3D 프린터를 사용해서 제품을 생산할 수 있기 때문이다. 또한 별도의 맞춤형 생산 설비나 숙련도가 높은 작업이 요구되지 않아 개인이 제작한 디자인이라도 저렴한 가격에 생산할 수 있다는 장점이 있다. 

오히려 개인의 창의력이 대량 생산 시스템과 낮은 임금의 장벽을 넘어설 수 있는 기회가 될 것으로 전망된다. 아직까지 3D 프린팅은 태동단계에 불과하다. 진정한 생산 기술로서의 면모를 갖추기 위해서는 넘어야 할 산이 적지 않다. LG경제연구원 홍일선 선임연구원은 " 3D 프린팅은 기존 생산기술이 닿지 못했던 영역에서 이미 새로운 가능성을 보이고 있다. 앞으로 점점 더 제조업의 가치 창출 방식과 필요한 역량을 변화시킴으로써 제조업 패러다임을 바꿀 수 있을 것이다."고 전망했다.

유로저널 진병권 IT전문 기자 

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