기존에 우리가 익히 알고 있는 잉크젯프린터는 디지털화된 파일이 전송되면 잉크를 종이 표면에 분사하여 활자나 그림을 앞뒤(x축), 좌우(y축)을 이용하여 인쇄하는 방식이라면, 3D프린터는 여기에 상하(z축) 운동을 더하여 프린터에 입력된 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어 내는 형태이다. 사실 3D 프린터는 본래 기업에서 어떤 물건을 제품화하기 전에 시제품을 만들기 위한 용도로 개발되었다. 1980년대 초에 미국의 ‘3D Systems’라는 회사에서 플라스틱 액체를 굳혀 입체 물품을 만들어내는 프린터를 처음으로 개발한 것으로 알려져 있다. 4차 산업혁명의 핵심으로 부상한 3D 프린터는 기존의 플라스틱 소재에 국한되었던 초기 단계에서 발전하여 나일론과 금속 등의 소재로 범위가 확정되었으며 현재는 여러 방면에서 실용화 단계로 진입하였다.
어느덧 실용화 단계에 들어선 미래를 이끌 3D 프린터의 주요 활용 분야와 기업에 대하여 알아보겠다.
- 의료분야에서 3D 프린팅은 보철 및 여러 의료 도구를 제작하는 분야에서 활발히 이용되고 있다. 특히 인공관절 등의 분야에서는 기존의 제조 방식보다 저렴하여 환자들의 부담을 덜어주고 있다. 영국의 ‘Open Bionics’라는 기업은 생체 공학 개발을 주도하고 있는 기업 중 하나이다. 특히나 마블 캐릭터 아이언맨을 착안하여 만들어진 의수는 굉장히 저렴한 가격으로 환자들에게 거부감 없이 제공되고 있다.
- 많은 저명한 건축가들은 조만간 3D 프린팅 주택이 대세가 되리라 예측한다. 중국의 ‘Build Print’라는 기업은 이미 높이 7미터, 너비 15미터의 세계 최대 규모 건축용 3D 프린터를 개발하였고 이 프린터로 300평방미터 면적의 3층 규모 별장을 24시간 만에 지었다. 1:1 사이즈 세계 최대 크기의 이 3D 프린터는 특별한 조립 없이 한 채를 완성할 수 있다. 이러한 건축물의 장점을 나열하자면, 환경보호에 유리, 벽의 이음 공간 최소화로 방음효과 우수, 기존 방식의 건축물에 비교하여 3~5배 뛰어난 견고성, 평면과 곡면의 자유로운 구현을 통한 획기적인 디자인 등이다.
- LA 오토쇼에도 참여한 ‘Divergent3d’ 라는 미국 실리콘벨리에 자리 잡고 있는 이 회사는 차대에 필요한 탄소막대를 알루미늄 접합 부분으로 연결하는 Node라는 3D 프린팅 기술을 개발하였다. 이 기술로 개발된 Blade라는 슈퍼카는 기존의 슈퍼카보다 내구성이 강하고 무게 또한 90% 가벼운 635kg 정도이다. Blade에는 압축 천연가스나 휘발유를 사용할 수 있는 700마력의 엔진을 장착하였고 제로백은 2초 정도이다. 거대한 자본투자와 대량생산을 통한 규모의 경제를 특징으로 하는 전통적인 차량 제조방식 대신 허름한 창고에서도 차량생산이 가능한 3D 프린팅 자동차는 과히 혁신적이다.
- 의류와 패션 분야에서도 3D 프린팅 기술의 응용이 이루어지고 있다. 글로벌 신발 기업인 ‘Adidas’는 실리콘벨리의 ‘Carbon3d’라는 회사와 협업하여 이미 올 한 해에만 10만 켤레 이상을 3D 프린팅 기술로 만들었다. 빛을 이용하여 액체 수지 모양으로 만들고 열을 이용하여 굳히는 Digital Light Synthesis라는 이 3D 프린팅 기술은 신발 제조에 혁신을 가져왔다. 라이벌인 Nike와 New Balance 사 역시 3D 프린팅 기술을 실험하여 현재 시제품을 개발 중인 것으로 알려졌다.
3차 산업의 대량생산 방식은 붕괴되어 가고 있다. 3D 프린터는 4차 산업혁명의 시작점이고 기존의 제조 및 유통 방식에 엄청난 변화를 야기할 것이다. 변화에 민감하게 대처하지 못하면 사람은 사회에 적응하지 못하고 기업은 시장에서 도태되기 마련이다. ‘개인에게 3D 프린터, 도면, 재료의 접근과 사용이 자유롭다면’이라고 가정 해보자. 이 글을 통해 과연 우리는 어떠한 모습으로 4차 산업혁명의 시대 속에서 살아가고 있을지 한 번쯤 생각해 볼 수 있는 계기가 되었으면 좋겠다.
안현수 학생기자
