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GE의 항공 부품, Made by 3D프린터

정영일 전자신문 전자자동차산업부 기자2017년 03월호

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3D프린팅은 제조산업 현장에서 이미 30년 가까이 사용돼온 ‘검증된’ 기술로 과거 산물을 빠르게 대체하고 있다. 산업 현장에서는 다품종 대량생산 시대는 3D프린팅이 주도할 것으로 내다보고 있다. 4차 산업혁명을 이끌어갈 3D프린팅은 지금 이 순간에도 눈부신 발전을 거듭하고 있다.


3D프린팅은 4차 산업혁명을 이야기할 때 빠지지 않는 단골 메뉴다. 그러나 아직까지는 일반 대중에게 미래를 대체할 기술로 자리 잡고 있지는 못하다. 많은 화제를 불러온 것은 사실이지만 아직은 시제품을 만드는 용도로 인식되고 있으며 특이한 시도를 하는 것으로만 여겨진다.


하지만 3D프린팅은 제조산업 현장에서 이미 30년 가까이 사용돼온 ‘검증된’ 기술로 과거 산물을 빠르게 대체하고 있다. 산업 현장에서는 다품종 대량생산 시대를 3D프린팅이 주도할 것으로 내다보고 있다. 4차 산업혁명을 이끌어갈 3D프린팅은 지금 이 순간에도 눈부신 발전을 거듭하고 있다.


개인 맞춤형 신발부터 요리까지 ‘의식주 3D프린팅 시대’
다양한 미래기술의 등장은 언제나 또 다른 기술의 쇠퇴를 의미한다. 과거 영국 노동자의 공장기계 파괴행위인 ‘러다이트 운동(luddite movement)’처럼 사람의 노동력을 언제나 기계가 대체할 수 있는 시대이기도 하다. 3D프린팅도 마찬가지다. 우리가 입는 것, 먹는 것, 사는 곳을 포함한 ‘의식주’ 모두를 대체하기 위한 준비가 시작됐으며 일부에서는 결과가 나타나고 있다.


지난해 12월 아디다스는 3D프린팅을 이용해 만든 런닝화 ‘3D러너’를 공개했다. 이미 지난 2013년 아디다스와 나이키 등은 3D프린팅을 이용해 시제품을 만들며 가능성을 발견했고, 이제는 제품을 만드는 데 이르렀다. 3D러너는 뉴욕, 도쿄, 런던에서 실제 구입할 수 있는 제품으로 가격은 333달러로 책정됐다.


아디다스의 이번 시도는 단순한 마케팅 일환으로 일축하기보다는 미래를 준비하는 것에 가깝다. 앞으로 개인맞춤형 신발이 가능해졌다는 것을 의미하며, 더 나아가 3D프린팅이 의류 영역에서 다품종 대량생산 시대의 막을 올린 것이다.


먹거리에서도 3D프린팅의 영역은 확대되고 있다. 나사가 지난 2013년 우주비행사를 위한 3D식품프린터 ‘다목적 식품 합성기’ 연구에 뛰어든 것을 시작으로 우주비행사, 환자, 군인 등 개인맞춤형 식품이 필요한 분야에서 연구가 활발하다. 뿐만 아니라 초콜릿으로 유명한 허쉬는 초콜릿을 출력하는 3D프린터 ‘코코젯’을 만들었으며 초기 스타트업을 중심으로 팬케이크를 만드는 3D프린터 등도 속속 나오고 있다. 물론 단순한 간식을 만드는 용도로만 끝나는 것은 아니다. 지난해 7월 영국 런던의 푸드잉크는 세계 최초 3D프린팅 레스토랑을 열었다. 3D프린팅으로 만든 요리는 모두 9개 코스로 구성됐으며 샐러드부터 메인요리, 디저트까지 풀코스로 제공한다. 물론 식기, 가구도 3D프린터로 제작했다.


의식주 중 가장 빠른 행보를 보이는 곳은 ‘주’ 분야다. 이미 건축 현장에서 3D프린팅은 중요한 부분을 차지하고 있다. 지난해 7월 두바이에는 17일 만에 건설된 3D프린팅 사무실이 관심을 모았다. 플라스틱과 시멘트 화합물로 만든 이 건물은 인건비를 50%나 줄이는 데 성공했다. 아랍에미리트(UAE)는 3D프린팅으로 만든 건축물을 2030년까지 전체 건물의 25%까지 채우겠다는 포부를 밝히기도 했다.


국내에서는 한국건설기술연구원이 2021년까지 135억원의 예산을 투입해 소형건축물의 골조나 비정형 건축물의 내외장재 등을 3D프린팅으로 찍어내는 기술을 연구한다. 한옥이나 동대문디자인플라자 같은 비정형 건축물 소재에 3D프린팅을 적극 활용한다는 계획이다.


빠르게 성장하는 금속 3D프린터
세계 3D프린팅시장은 아직 시제품 위주이기 때문에 ‘플라스틱’ 소재가 가장 많은 부분을 차지하고 있지만, 최근 ‘금속’을 소재로 한 특수 분야의 성장이 놀랍다.


금속 3D프린팅의 핵심기술인 선택적 레이저 용융(SLM; Selective Laser Melting) 특허가 지난해 12월 풀리면서 금속 분야 활성화는 더욱 빨라질 것으로 보인다. 개별 업체의 특허사용료 부담이 낮아지면서 기존 수억원대였던 금속 3D프린터 가격이 수천만원대로 낮아질 수 있기 때문이다.


실제 2009년 플라스틱 중심의 융합적층(FDM; Fused Deposition Modeling) 방식 특허가 풀리면서 1만달러를 상회하던 FDM 방식 3D프린터 가격이 1천달러 수준까지 떨어졌다.


GE가 금속 3D프린팅 기업을 인수하면서 대기업의 시선도 달라지고 있다. 지난해 GE는 14억달러에 금속 3D프린팅의 대표기업인 독일 콘셉트레이저와 아캄을 인수합병했다. GE는 이미 3D프린팅 기술을 이용해 비행기 엔진인 LEAP 제트엔진의 연료 노즐을 만드는 등 3D프린팅 활용에 적극적인 회사다. 무엇보다 GE가 이 두 회사를 인수하게 된 배경에는 항공 분야 부품을 서비스하는 GE 애비에이션이 앞으로 항공 분야의 부품을 적층제조(AM) 기술로 대체하겠다는 미래 비전이 숨어 있다. GE는 AM 분야에서 2020년까지 10억달러(약 1조930억원)의 매출을 기대하고 있다. 우리 기업들도 GE 발표에 고무돼 있다. 실제 국내 금속 3D프린팅 업체 센트롤은 미국에 지사를 설립하고, 이들 기업의 낙수효과를 기대하는 중이다. 이 외에도 미국의 보잉사는 이미 항공기에 들어가는 2만개 부품을 금속 3D프린팅으로 제작하고 있다. 에어버스도 3D프린팅을 이용한 부품 제작대열에 합류했다. 또 일론 머스크가 설립한 민간 우주 프로젝트 스페이스-X도 엔진의 연소실 부품을 금속 3D프린터로 제작하고 있다.


금속 3D프린팅 기술은 의료 분야에서도 활용되고 있다. 3D프린팅은 개개인의 맞춤형 제작이 가능하기 때문에 인체의 복잡한 뼈를 환자 개개인에 맞게 복원할 수 있으며, 치료도 가능하다. 이미 미국 식품의약국(FDA)은 3D프린팅 기술을 활용한 금속보형물 사용을 승인했으며 3D프린팅으로 만든 티타늄 소재 두개골과 흉곽이 인체 수술에 적용됐다.


국내 의료학회 움직임도 빠르다. 2016년 의료기기 제조업체인 메디쎄이는 국립암센터와 공동연구로 환자맞춤형 인공 발뒤꿈치뼈 개발에 성공했다. 환자의 컴퓨터단층촬영(CT) 영상자료를 기반으로 3차원 복원기술을 적용해 결손 부위를 해부학적으로 정확하게 디자인했다.

첨부파일 NOW-정영일.pdf

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