무한한 가능성을 가진 3D프린터 분야

초기의 3D프린터는 제조 기업의 시제품 제작 속도를 높이는 데 쓰이는 정도였지만, 기존 생산 시스템으로는 디자인이 바뀔 때마다 금형 등 생산 설비를 교체하는 등 시간도 많이 걸릴뿐만 아니라 비용도 많이 들어가 부담스러웠지만 RP(Rapid prototype)는 제품 디자인과 모델링만 수정하면 새로운 제품을 제작할 수 있기 때문에 최근에는 제조업과 시제품 수준을 넘어 무척 다양한 곳에 쓰이고 있습니다.

개인적으로 만들고 싶은 작업물을 인쇄하는 취미 영역은 물론이고, 클라이언트가 원하는 흉상을 RP(Rapid prototype)로 뽑아 전달하는 비즈니스 영역까지 쓰임이 다양해지는 추인데요, 심지어는 우주선에서의 활용 가능성도 연구 중이며 주방의 조리 영역까지 이 기술을 도입하려는 움직임도 있다고 합니다.

 

그만큼 무한한 가능성을 가졌다고 하는 적층가공기술!

현재 건축부터 의료, 자동차 및 항공, 부품 그리고 교육까지 활용 가능한 3D프린터 분야가 아주 다양한데요, 오늘은 어떤 분야에서 어떻게 활용되는지 또 개선점에는 어떤 것이 있는지 알아보도록 하겠습니다.

3D프린터 분야중에서도 의료는 모든 사람들이 관심을 가지는 쪽이 아닌가 싶어요.

이 기술의 장점인 다품종 소량생산의 특징이 가장 뚜렷하게 나타나는 분야인데요, 신체는 사람들마다 다르기 때문에 인공 관절이나 치아, 뼈 등 그 형태 그대로 제작하는 것이 어렵기 때문에 그에 맞는 모형으로 제작을 해야 합니다.

 

하지만 지금까지는 그렇게 모형을 제작하는 것 자체가 어렵기도 하고, 효과를 볼 수 없었으나 AM(Additive Manufacturing)로 인공 뼈부터 피부, 장기까지 제작해서 신체 일부가 대체 가능할 것으로 예상하는데요, 환자의 특성에 맞는 관절, 뼈, 치아 등의 형상을 3D스캐너를 활용하거나 모델링을 해서 출력해서 모형을 만들 수 있게 되어 현재 의수나 의족의 경우 실제로 환자의 신체 특징을 살려 그대로 제작해서 사용하는 사례도 늘고 있습니다.

건축분야는 건축용 3D프린터는 크게 두 가지 방향에서 접근할 수 있는데 하나는 건축물을 처음부터 끝까지 이 기술로 완성하는 것이고, 다른 하나는 건축에 쓰이는 자재를 인쇄해 건축물을 완성하는 방법입니다.

 

실제로 건축물을 제작해서 그 안에서 생활도 가능하다고 하는데요, 이 분야에서의 3D프린터를 활용해서 제작한 건축물의 특징은 제작이 빠르고, 견고하기 때문에 앞으로 더 많은 가능성을 보고 연구중이라고 하네요~!

그리고 음식을 만드는데도 이 기술이 적용 가능하다고 합니다.

이탈리안 음식을 전문으로 개발하는 기업 바릴라(Barilla)는 AM(Additive Manufacturing) 기술을 파스타에 접목했다고 하는데요, 바로 FDM방식에서 아이디어를 얻어 파스타 면 재료를 인쇄하는 기술이라고 합니다.

 

또 다른 음식 3D프린터 푸디니(Foodini)를 개발한 스페인의 내추럴머신(Natural Machine)도 FDM 기술을 활용해 식재료를 인쇄하는 기술을 개발했다고 하는데 음식 재료를 만들고, 완성된 식품을 만드는 데 3D프린팅 기술이 각광 받고 있는 것입니다.

 

특히 사탕, 쿠키 등 비교적 단단한 완성형 식품을 만드는 것에서 3D프린터의 무한한 가능성이 열릴 것으로 예상되며, 일상생활과 가까운 주방뿐만 아니라 일상과 먼 것처럼 보이는 우주에서도 이 기술로 음식을 만드는 기술을 실험 중입니다.

미국항공우주국(NASA)에서는 미국 메이드인스페이스가 만든 무중력 3D프린터로 우주정거장에서 우주비행사들이 필요로 하는 소형 부품을 스스로 생산할 수 있도록 하는데요, 지상에서 우주로 필요한 물건을 쏘아 올리기 위해서는 1kg당 1만 달러의 비용이 든다고 합니다.

 

만약 우주에서 필요한 물건을 스스로 생산할 수 있다면, 이 비용을 크게 아낄 수 있지 않을까하는 아이디어에서 시작됐는데 우주 3D프린터는 3D프린터에 필요한 부품을 스스로 뽑아낼 수도 있기 때문에 수리나 개조에 별도의 부품이 필요하지 않도록 간단하고, 쉽게 설계된 것이 특징입니다.

 

앞으로는 3D프린팅 기술이 더 먼 우주를 탐험하는 데 없어서는 안 될 기술이 될 것으로 기대하고 있다고 하는데요, 이 기술을 사용한다면 비용도 줄이고, 다른 어떠한 분야에서도 활용될 수 있다는 확신이 들어 기대가 됩니다.

3D프린팅 기술은 아직까지 뚜렷한 기술적 한계를 가지고 있어 이러한 문제는 이 기술이 대중의 영역이나 산업계에 깊게 뿌리내리도록 하는 데 걸림돌이 될 수 있다고 볼 수 있는데요, 이 기술이 개선해야 할 과제는 크게 네 가지로 나눌 수 있는데 완성된 입체 모형의 품질이 기존 공산품과 비교해 떨어지고, 인쇄 속도가 느리며, 완성된 모형의 강도가 그리 높지 않다는 것! 마지막으로 지금보다 더 다양한 소재를 활용할 수 있는 기술 개발이 요구된다는 점입니다.

 

이러한 부분만 개선되도 우리가 활용할 수 있는 3d프린터 분야가 더 많아지지 않을까요?