미래 신성장 동력 3D프린팅의 세계

아주경제 김봉철 기자 = 작년 연말부터 올해까지 최근 산업계에서 가장 많이 회자되는 단어는 아마도 3D프린팅일 것이다.

주식시장에서는 ‘3D프린터 테마주’라는 신조어가 생겼을 정도로 업계 전반에 걸쳐 그 파급력은 막강해졌다. 가히 ‘3D프린팅 바람’이라고 부를만하다.

3D프린팅은 버락 오바마 미국 대통령은 지난해 한 연설에서 “3D프린터 산업은 우리가 만드는 모든 제조 방법에 혁명을 가져올 것”이라고 평가하면서 유명세를 타기 시작했다.

정보통신산업진흥원(NIPA)에서 한국 IT 업계 종사자를 대상으로 한 조사에서 3D프린팅(3차 산업혁명을 이끄는 3D프린팅과 제조 로봇)은 ‘웨어러블 컴퓨팅(입는 컴퓨터) 시대의 개막’과 ‘빅데이터의 활용 사례 증가’에 이어 정보통신(ICT) 이슈 3위를 기록하기도 했다.

관련기사

• 한수원, 국내 최초 3D프린팅 기술 활용 원전 부품 개발
• 울산시, 3D프린팅 융합기술센터 개소…본격운영 들어가 外

그만큼 3D프린팅 기술은 제조업의 경쟁 판도를 바꿀 혁신적인 기술로 평가받고 있다.

3D프린터의 모습.[출처=오픈크리에이터]

◆금형·주조물 無…시간·비용 대폭 절감

3D프린터는 2차원의 종이 위에 글자를 찍어내는 것과는 차원이 다르다. 디지털 데이터에 의해 얇은 레이어들이 점차적으로 쌓여 3차원의 물건을 찍어내는 것이다.

이는 과거처럼 물건을 만들어내기 위해 재료를 잘라 내거나 금형을 만들어서 주조할 필요가 없음을 의미한다.

디자인 데이터와 재료만 확보되면 전통적인 제조방식으로는 만들 수 없었던 물건들을 3D프린터는 무궁무진하게 만들어 낼 수 있다.

또 금형이나 주조물이 필요 없다는 것은 시간과 비용 절감 문제로 연결된다.

3D프린팅 기술이 다양한 업계의 관심을 한 몸에 받고 있는 이유다.

일반적으로 제품 개발의 최종 단계는 금형을 통해 시제품을 만드는 것인데 외주 제작에 의존하면 보통 수주의 기간이 소요되는 것을 사내에 3D프린터 설치로 기간을 대폭 줄일 수 있다.

테스트 기간을 줄이면 제품 출시가 앞당겨지고 이는 곧 기업의 경쟁력을 좌우한다.

하지만 총기 제작 등 불법 복제의 도덕성 논란과 특허 소송 문제는 극복해야할 과제다.

아무런 준비 없이 3D프린터 시장에 진출했다가는 자칫 천문학적 액수의 글로벌 특허소송에 휘말릴 수 있다.

이밖에 3D프린터에 쓸 수 있는 소재 종류가 제한적이고 고가라는 것도 단점 중 하나다. 현재 3D프린터에 쓰이는 다양한 합금과 일부 세라믹 소재는 ㎏당 1000~3000달러에 달할 정도로 비싸다.

◆안경부터 우주항공 분야까지…불법 복제 걸림돌

3D프린팅 기술 적용의 범위는 일일이 열거할 수 없을 정도로 광범위하다.

안경, 자동차 등 일반 제조에서부터 인공장기, 최첨단 항공우주 부품까지 모든 분야에 걸쳐 적용이 가능하다고 해도 무방하다.

람보르기니는 자동차 시제품을 제작하면서 3D프린팅을 활용해 제작비용을 기존에 비해 10분의 1도 채 안 되는 수준으로 줄였고, 제작 기간도 4개월에서 20일로 크게 단축시켰다.

국내 현대자동차와 기아자동차에 자동차 부품을 공급하는 현대모비스도 디자인 확인, 기능성 테스트 등에 3D프린터를 활용하고 있다.

건축 분야에 3D프린터를 사용하면 노동력과 재료비용을 각각 80%, 60%씩 줄일 수 있을 뿐 아니라 공사시간을 70%나 단축한다는 장점을 가진다.

게다가 건축물 쓰레기가 나오지 않기 때문에 환경보호 측면에서도 긍정적인 효과를 얻어낼 수 있다는 게 전문가들의 설명이다.

의학에도 적용된다. 2차원적인 영상 대신 3D프린터 출력물을 통해 뼈와 장기가 어떤 모양으로 얼마나 손상됐는지 더 쉽고 정확하게 판단할 수 있기 때문이다.

일본의 한 병원에서는 티타늄을 이용해 3D프린터로 만든 뼈를 환자에게 적용하여 부작용을 최소화하고 있다.

앞으로는 미용을 위한 성형에도 적극 활용될 것으로 점쳐진다.

유명 영화 제작에 3D프린팅 기술이 쓰인 사례도 있다. 세계적인 3D프린팅 제조업체 스트라타시스는 자사의 복합재료 ‘오브제 코넥스’ 3D 프린팅 기술을 활용해 블록버스터 영화 로보캅의 주인공 수트를 제작하는 데 성공했다.

3D프린팅 기술에 가장 큰 관심을 보이고 있는 업계는 막대한 비용이 들어가는 항공우주 분야다.

우주개발의 최대 걸림돌인 천문학적인 물류비용과 발사비용을 획기적으로 낮출 수 있어서다.