3D프린팅은 2013년을 뜨겁게 달군 신기술 가운데 하나다. 주식시장에서도 3D프린터 테마주 인기는 하늘을 찔렀다. 3D프린터가 주목받는 이유는 응용·발전 가능성이 무한히 열려있다는 점이다. 국외뿐 아니라 국내에서 3D프린터는 차츰 산업과 접목되기 시작했다. 하지만 과도한 예찬에 대한 우려가 없는 것은 아니다. 산업계에서 예의주시하고 있는 3D프린터을 두차례에 걸쳐 조명한다.[편집자]
# 독일 지멘스는 올해부터 정기적으로 발전기 예비부품을 3D 프린팅을 통해 생산하기로 했다. 제조업체가 3D 프린터로 특정부품을 정기적으로 만드는 것은 이번이 처음이다.
# 올해 미국 바이오 프린팅업체인 오가노보는 3D 프린팅을 통해 만든 이식용 간 장기를 처음으로 선보일 예정이다. 이들이 성공을 거둔다면 간 이식을 받지 못해 하루 평균18명이 사망하는 의료계에서 3D 프린터가 획기적인 선을 긋게 될 전망이다.
영화 '미션 임파서블'에서 주인공 톰 크루즈가 다른 사람의 얼굴과 똑같은 가면을 만들어 쓰고 임무를 완수하는 장면은 말 그대로 영화 속에서나 볼 법한 일이었다. 하지만 이제는 꿈이 현실이 됐다. 영화에서처럼 즉석에서 '뚝딱' 만들 수 있는 것은 아니지만 이제 웬만한 시간 안에 원하는 물체와 동일한 모양과 형체로 만들어낼 수 있다. 3D 프린터의 마법이다.
3D 프린터는 처음에는 여러 조형물들을 재현하며 사람들의 눈길을 사로잡았고 공작소나 디자인샵에서 더 잘 어울릴 법 했다. 하지만 서서히 제조업계로 침투하더니 최근에는 의학분야에서도 3D 프린터 기술이 더 활발히 쓰일 정도로 그 한계를 뛰어넘고 있다. 돈이 되는 산업용 3D프린터로서 주목받고 있는 것이다.
◇ 복잡한 형태도 OK..3D 프린터의 마법
3D 프린터의 역사는 근 30년에 육박하지만 세간의 눈길을 사로잡은 것은 바로 지난해다. 각종 미디어에서는 3D프린터의 정교함을 보여주기 위해 각종 공예품이나 조형물을 똑같이 만들어내는 모습이 자주 등장했다. 도면만 있으면 피규어 형태의 아이들 장난감이나 장식품을 손쉽게 만들 수 있고 부러진 선풍기 날개처럼 필요한 부속품도 마음만 먹으면 바꿀 수 있다.
여기에 그치는 것이 아니다. 구조가 복잡해 제조가 까다롭거나 시간이 오래 걸리는 부품과 부속품들을 3D프린터를 통해 상대적으로 더 짧은 시간에 손쉽게 제작할 수 있게 됐고 이런 기회를 기업들도 놓치지 않았다.
3D 프린터는 액체 형태의 소재를 분사해 층층이 쌓아올리는 방식으로 입체적인 물건을 만들고 레이저를 사용해서 이를 굳히는 과정으로 형태를 구현한다. 플라스틱 시작해 유리나 금속 등 갖가지 원료를 활용할 수 있다. 따라서 여러 재질로 된 상당히 복잡한 형태를 버튼 하나만으로 만드는 것이 가능하다. 거푸집을 활용하는 전통적인 제조과정으로는 거의 불가능했던 형태도 찍어낼 수 있다.
| ▲ 제너럴일렉트릭(GE)이 3D 프린터로 만드는 제트엔진 노즐 |
◇ 시제품 구현서 직접생산으로 반경 넓혀
그동안 대부분의 제조업체들은 3D 프린터를 시제품 구현이나 테스트에서 활용했다. 하지만 최근 들어 대량 제조를 위해 3D 프린터를 공장 안으로 들이는 곳도 생겨나고 있다. 제너럴일렉트릭(GE)나 지멘스가 이들 중 하나다.
이달부터 독일 지멘스는 발전기 내의 가스 터빈 예비부품과 각종 부속품을 만드는데 3D 프린터를 활용할 계획이다. 3D 프린터로 부속품을 정기적으로 생산하는 것은 처음이다. 지멘스는 이를 통해 100여개 이상의 개별 부품을 만들 수 있게 됐고 공정시간도 기존의 44주에서 4시간으로 대폭 줄어들 전망이다. 가스터빈 부품은 고열에도 견뎌야 하기 때문에 결코 쉬운 작업이 아니다. 소재 역시 값이 상당하다. 3D 프린터는 이런 한계를 뛰어넘었다.
3D프린터는 재고 걱정없이 필요할 때마다 금새 만들 수 있기 때문에 그만큼 제조업체들의 효율성을 높일 수 있다. 기존에는 예비부품을 대량 생산해 재고로 쌓아놨지만 3D프린터가 있으면 고객이 있는 근처에서 필요할 때마다 이를 공급할 수 있다. 티타늄처럼 기존에 원가가 상당히 높게 드는 고가의 원재료를 굳이 미리 예비용 부품으로 만들지 않고 필요할 때마다 곧바로 생산 가능하다. 또 원재료를 부품으로 만드는 과정에서 버려지는 재료의 양을 크게 줄일 수 있어 비용절감 효과도 누릴 수 있다.
| ▲ 3D 프린터 활용 산업 비중. 소비재와 자동차 관련 비중이 높다.(출처:홀러스리포트2013) |
◇ 고가 부속품 제조 활용..세포 복사도 가능
이미 3D프린터는 산업 곳곳으로 침투했다. 3D프린터는 우주항공산업에 각광받고 있고 심지어 장기조직을 만드는 데도 활용되고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 우주선 장비 부품을 우주에서 복사해 직접 활용할 수 있는 3D프린터를 도입할 계획이다.
영국 우주항공업체인 GKN은 현재 원재료 소비를 30%까지 줄이고 부품 제조시간도 4시간에서 40분까지 늦출 수 있는 3D 부품 제조 프린터를 개발 중에 있다. 롤스로이스 역시 3D 프린터를 활용해 제트엔진 부품을 생산할 계획이라고 밝혔다.
인간의 세포조직을 3D 프린팅하는 바이오 프린팅 기술 역시 엄청난 속도로 진보했다. 급기야 미국 샌디에고 소재의 바이오프린팅 기업 오가노보는 올해 안에 3D프린팅을 통해 만든 이식용 간을 선보일 예정이다.
바이오 3D프린팅도 기존의 3D 프린팅 기술 원리처럼 장기 세포의 층을 복사해 세포조직을 만들어낸다. 살아있는 세포나 단백질 등 생체재료를 3D 프린터의 잉크로 사용해 실제와 같은 인체 조직을 만들어내는 것이다. 이미 코나 귀, 뼈, 관절, 피부 등 인공 인체 시제품이 선보였고 심장과 간, 신장 등 복잡한 기능의 장기를 만들어내는 것도 눈앞으로 다가왔다.
국내의 경우 3D프린팅 관련 기업들이 테마주를 형성하며 상대적으로 주목받았지만 의학적으로 활용되고 있고 기업들도 3D프린팅 기술을 주목하고 있다. 현재 현대모비스는 자동차 부품을 만드는데, 두산인프라코어는 굴착기 모형 제작에 3D 프린팅 기술을 적용하고 있다. 신도리코는 지난 11월부터 3D프린터를 수입해 판매에 나섰다.
