[일간투데이 정우교 기자] 지난 3월, 정부는 관계부처 합동으로 '2017년 3D프린팅산업 진흥 시행계획'을 발표했습니다. 자료에서는 국내 시장은 지난 2014년 1815억원에서 2015년 2230억원으로 증가했고 오는 2019년까지 5082억원 규모로 성장할 전망이라고 내다봤습니다.

국외 시장의 경우, 지난 2015년에는 51억불, 오는 2019년 약 158억불 규모로 성장할 것이라고 분석했습니다. 국가별 시장점유율을 살펴보면 우리나라는 약 4%로 프랑스에 이어 8위 수준입니다.

시장에서는 장비·소재 등 제품과 출력 대행 등 서비스로 구분되고 최근 서비스 비중이 높아지는 추세라고 합니다. 4차산업혁명의 시대, 우리는 고성장이 계속되고 있는 3D프린터 대해 얼마나 알고 있을까요?

■ 3D프린터의 시작

3D프린터는 1980년대에 일본에서 개발됐습니다. 1981년 일본 나고야시립공업연구소의 고다마 히데오 박사의 논문에 의해 오늘날 3D프린터의 기초가 마련됐죠.

그 후, 찰스 헐 박사가 1984년 고다마 박사의 아이디어를 토대로 특허를 받았습니다. 3D프린터 방식 중 오늘날 광경화 적층 방식이라 부르는 SLA 방식을 이용한 것이죠. 헐 박사는 그 후, 3D시스템스를 창업하게 됩니다.

1988년 미국의 스콧 크럼프는 오늘날 용융 적층 모델링 방식이라고 부르는 FDM방식을 만들었습니다. 이 방식으로 1989년 특허를 획득하고 스트라타시스를 창업해 헐 박사의 3D시스템스와 함께 3D프린터 시장을 양분했습니다.

■ SLA? FDM? 도대체 무엇인가요?

3D 프린터는 입체 도안에 따라 한 층씩 쌓아올리는 적층형, 큰 덩어리를 깎아가는 절삭형으로 구분됩니다. 이중 앞서 설명한 SLA(Stereolithography Apparatus)와 FDM(Fused Deposition Modeling)은 적층형입니다. 액체 원료에 레이저를 분사해 원하는 형상으로 고체화시켜 3차원 결과물을 만들어 내는 것이죠.

현재 가장 많이 쓰이고 있는 것은 개인용 3D프린터로 FDM입니다. 압출기가 원료를 얇게 짜내면서 층층이 쌓아 올리는 방식이죠.

반면, 절삭형의 경우, 비교적 완성품이 정밀하다는 장점이 있지만 재료가 많이 소모되고 컵처럼 안쪽이 파인 모양은 제작하기 어려우며 작업을 따로 해야 하는 것이 단점으로 꼽히죠.

■ 3D프린터? 어디에 쓰는 물건인고?

그렇다면 복잡해 보이는 이 물건은 어디에 쓰는 걸까요?? 쓰임새는 다양합니다만 대표적인 사례를 소개합니다.

첫째는 의료분야입니다. 4차 산업혁명에 대한 다양한 이야기를 담은 [4차 산업혁명과 미래직업 / 이종호 지음]에서는 지난 2002년 캘리포니아주립대학교에서 22시간 만에 성공적으로 실시한 샴쌍둥이 분리수술을 예로 들었습니다.

이 수술을 집도한 교수는 샴쌍둥이가 붙어 있는 부분을 MRI로 찍은 뒤 3차원으로 인쇄했다고 합니다. 그 후, 이를 자르는 연습을 한 후 진짜 수술에 들어갔다고 하네요.

그 외 인공치아나 인공관절, 그리고 줄기세포를 쌓아올려 살아 있는 장기를 만들 수 있습니다.

둘째, 우주분야에서도 두각을 나타내고 있습니다. 현재 지구에서 우주로 물건을 쏘아보내는 데 1kg당 약 5000만원이 든다고 합니다. 3D프린터로 우주에서 직접 물건을 만들면 그에 따른 경비는 크게 줄게 되는 것이죠.

의류 및 신발도 3D프린터로 제작되고 있다고 합니다. 유명 브랜드인 A사는 지난 4월, 3D프린터로 제작한 신발을 시장에 내놨습니다.

이들 분야뿐만 아니라 앞으로 다양한 곳에서 3D 프린터를 활용한 기술의 진일보가 시작될것입니다.

세계 8위, 우리나라도 마찬가지입니다. '2017년 3D프린팅산업 진흥 시행계획’에 따르면 오는 2019년 3D프린팅 글로벌 선도국가 도약을 비전으로 ‘수요창출을 통한 시장 성장 지원’, ‘기술 경쟁력 강화’, ‘3D프린팅 산업 확산 기반 강화’, ‘산업 육성을 위한 제도적 기반 강화’ 등을 4대 추진전략으로 잡았다고 합니다.

이에 따라 3D프린팅 지역 특화산업 육성 기관인 지역 센터를 주관기관으로 3D프린팅 기술을 보유한 기업·연구소 등과 협력해 진행할 예정이라고 합니다.

제도적인 뒷받침과 함께 3D프린팅을 선도하는 기업의 기술력 및 시장성을 확보한다면 세계 3D프린팅 시장 점유율을 조금씩 높여갈 수 있을 것으로 보입니다.