03. 3D 프린터의 미래

콘텐츠 산업으로의 파급력

 

  3D 프린터는 어떤 형상이든 그 형태를 복사해 만들어낼 수 있기 때문에, 기존의 캐릭터 산업에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 전망 됩니다.
  최근에는 일부 3D 프린터 사용자들이 Games Workshop에서 제작 판매하는 Warhammer 40,000의 캐릭터들을 3D 스캔하여 모델링 데이터를 공유하는 사례가 등장했습니다. 이로써 유저들은 3D 프린터를 통해 자신이 원하는 캐릭터 상품을 직접 출력 할 수 있습니다. 이러한 수요는 캐릭터 상품을 유통하던 기업들이 'DIY(Do it yourself)'가 가능한 모델링 데이터를 소비자들에게 판매하거나 소비자들의 요청에 따라 맞춤화된 캐릭터 상품을 제작 할 수 있는 가능성을 제시합니다.

Games Workshop의 Warhammer 게임캐릭터를 3D 프린터로 출력 한 모습

 

 일본 하라주쿠에서는 Omote 3D Shasin Kanand라는 이름의 3D 피규어 제작소가 오픈했습니다.(Discovery News, 2012. 11. 13) 사용자 자신의 몸을 15분 정도 3D 스캐너로 스캔 하여 3D 프린터를 통해 액션 피규어 형태로 제작해 판매하고 있습니다.
  3D 피규어 제작소는 3D 프린터의 콘텐츠 소재가 기존의 유명한 캐릭터 상품뿐만 아니라, 사용자 자신이 될 수 있다는 가능성을 보여주고 있습니다.

 

Omote 3D Shasin Kananddml 유저 셀프 피규어

 

 3D 프린터 시장이 활성화되면서 제품을 파는 것이 아닌 제품의 3D 모델링 데이터 를 거래하거나, 3D 프린터를 여러 대 갖춰 두고 개인 또는 소규모 기업의 주문을 받아 출력해주는 사업이 출현하는 등, 새로운 형태의 사업과 비즈니스 모델이 등장하고 있습니다.  Shapeways라는 업체는 개인이 디자인한 제품을 3D 프린터를 통해 출력, 배송해줄 뿐만 아니라, 자신이 만든 디자인 파일을 다른 사람에게 팔 수 있는 기회를 제공하는 일종의 온라인 마케팅 플레이스 서비스를 제공하고있습니다.
  이 같은 서비스를 통해 다양한 3D 프린터용 설계 도면이 자유롭게 유통 될 수 있으며, 일반 소비자가 제품의 생산자로 참여 할 수 있는 기회가 열리게 됩니다.

Shapeways 의 서비스 개념도

 

 3D 프린터 제조 회사인 스트라타시스는 레드아이(RedEye)라는 이름의 3D 프린팅 대행 서비스를 제공하고 있으며, 개인이나 기업은 이 서비스를 이용해 3D 설계 도면을 파일로 보내기만 하면 제품을 만들어 주는 서비스를 제공하고 있습니다.
레드아이 서비스는 FDM에서 SLA, SLS에 이르기까지 5개의 제조 방법과 ABS 플라스틱, 폴리카보네이트, 나일론 등을 포함하는 15개의 원료를 제공하고 있으며, 제조 방법에 따라 제품 제작에는 3~5일 가량이 소요됩니다.

 

 3D 프린터는 일반 기업의 제조업 분야에 혁신을 가져올 수 있을 것으로 기대됩니다. 3D 프린팅 기술은 금형이나 틀 없이도 프로토타입을 신속하게 만들 수 있고, 수정과 확인을 손쉽게 진행하는 것이 가능하기 때문에, 주로 시제품의 목업제작 과정에 사용되고 있습니다.
  신제품 개발 과정에서 시제품 제작이 수 차례 반복되기 때문에, 3D 프린터를 통해 소요시간과 비용을 크게 절감할수 있습니다. 또한 기존의 부품 제작과 조립을 거치는 과정이 아닌, 제품을 통째로 찍어내는 3D 프린터의 제작 방식을 통해 복잡하고 현란한 모양을 구현 할 수 있기 때문에 파격적인 디자인이 탄생 할 수 있는 가능성을 제공합니다.
  제조비용 면에서는 기존의 대량 생산 방식에 비해서는 오히려 생산 단가가 높지만, 소재 낭비가 거의 없기 때문에, 알루미늄과 같이 원료를 절삭하여 만드는 제품의 경우 소재비를 크게 절감 할 수 있다는 장점이 있습니다.
  개발 과정에서 시제품 제작이 빈번하게 요구되는 자동차 업계에서는 3D 프린터 활용 사례가 증가하고 있으며, 고급 스포츠카 제조업체인 Lamborghini는 스포츠카 Aventador 시제품 제작에 3D 프린터를 사용하여, 기존에는 4달 동안 40,000 달러의 비용이 소요되던 과정을 20일 동안 3,000 달러 수준으로 줄일 수 있었습니다. BMW는 스트라타시스의 3D 프린터를 사용해 모형과 부품을 만들어 생산 라인에 적용하는 등, 3D 프린팅 기술을 적극 활용하고 있습니다.
  유럽 항공 방위 산업체 EADS(European Aerospace and Defence Group)는 3D 프린터로 에어바이크(Airbike)라는 이름의 새로운 자전거를 만들었습니다. 에어바이크는 나일론 파우더를 원료로 하여 3D 프린터를 통해 각각의 부품을 따로 출력하여 조립하는 방식이 아닌, 한번에 출력하였습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 강철이나 알루미늄으로 만든 기존의 자전거보다 65% 이상 중량을 절감할 수 있었으면서도 대등한 강함을 가졌습니다.
  에어버스를 생산하고 있는 유럽항공방위산업체는 3D 프린터를 항공기 생산에 활용하고 있습니다. 일례로 2050년 에어버스의 컨셉은 커브가 크고 새의 뼈를 모방한 파격적인 디자인을 채택하고 있으며, 현재 비행기 부품을 만드는 수준의 3D 프린팅 기술이 발전해 2050년 즈음 비행기 격납고 크기로 대형화 될 경우 현재의 컨셉 디자인대로 구현하는 것도 가능할 전망입니다.

 

 

 소규모의 제조 기업들도 3D 프린터 사용을 통해 제조비용을 절감하고 다품종 소량 생산을 통해 사업 활성화를 노릴 수 있습니다. 예를 들어 장난감 25,000개를 초기 물량으로 생산해야 하는 기업은 제품이 팔리지 않을 경우 재고와 제품 제조 원가를 떠안아야 하지만, 3D 프린터로 제품을 생산하면 100개 정도만 생산해 시장의 반응을 본 후 100개 단위로 추가 물량을 공급할 수도 있습니다. 또한 기존에 3~4가지 디자인과 색상으로만 출시했던 제품들을 매우 다양한 디자인과 색상을 적용해 소량 생산하는 것도 가능합니다.

 

 

개인 맞춤형 물품 제작

  3D 프린터는 높은 단가 탓에 현재 주로 제조업에서 활용되고 있으나, 3D 프린터 생산 벤처기업인 Makerbot이 저가형 프린터를 출시하면서 개인이나 소기업에서의 활용사례가 늘고 있습니다. 1980년대부터 기업과 학교, 정부를 중심으로 도입되었던 3D 프린터는 초기 가격이 수 만 달러에 달했습니다. Makerbot은 소매가 2,200달러의 레플리케이터(Replicator) 모델을 출시했으며, 이와 함께 가정용 3D 스캐너도 발표했습니다. Makerbot의 3D 스캐너는 5~20cm2 크기의 물체를 스캔한 뒤, 이를 디지털 파일로 저장해 주며, 3D 프린터로 이 파일을 읽어 들이면 해당 물체와 동일한 형태의 복제품을 만들어내는 것도 가능합니다. 
  Makerbot은 3D 스캐너와 3D 프린터의 통합 시스템을 제공함으로써 전문 기술을 갖추지 않은 일반인들도 3D 프린팅을 활용할 수 있게했습니다. 3D 프린터는 세상에서 하나밖에 없는 나만의 물건을 만들 수 있게 해 줌으로써, 개인에게 맞춤화, 최적화된 물건 제작을 활성화시킬 전망입니다. 가장 기초적인 수준에서 일반인들은 엠블렘, 열쇠고리 동금, USB 스틱 커버를 인쇄하는 등 나만의 장난감이나 액세서리를 만드는 데 3D 프린터를 사용하고, 보청기, 치아, 의족 등 의료 분야에서 개인 맞춤형 제품이 반드시 필요한 영역을 중심으로 3D프린팅 기술이 사용되고 있습니다.
  덴마크의 보청기 회사인 Widex는 개인마다 다른 귀 모양을 3D 스캐너로 촬영해 정확하게 맞춤화된 귓본을 제작해 생산하고 있으며, 임플란트나 보철기기를 제작할 때도 이미 보급되어 있는 3차원 CT, 치과용 3D 스캐너 등과 연계해 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이해질 전망입니다. 또한 의료 분야에서 3D 프린터로 세포를 쌓아 올려 인공 장기를 만드는 것도 가능해질 것으로 기대됩니다.
  일본의 University of Toyama(富山大學)의 Nakamura Makoto교수는 살아 있는 세포를 3D 프린터로 출력하는 것을 성공했으며, 이 기술을 발전, 응용시키면 인공 장기를 만들 수도 있을 것으로 전망합니다.
인공장기나 인체조직을 만드는데 3D 프린팅을 사용하는 것을 바이오 프린팅 (Bioprinting) 이라고 부르는데, 독일의 Fraunhofer 연구소에서는 3D 프린팅 기술을 이용해 인공혈관을 만드는 것을 성공했습니다.