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제조업 혁신, 3D 프린팅 산업과 융합에 답 있다
2017.12.13



소비자가 소비결정권을 넘어 제작·생산에 대한 결정권까지 갖게 된 시대다. 3D프린팅 기술이 개인 맞춤 제작 욕구를 충족시켜줄 대응기술로 부상하고 있다. 3D프린팅 기술은 전통 제조기술의 +α기술로 제조업 혁신을 위해서는 융합이 중요하다는 이낙규 센터장을 만나봤다.


■눈부신 소재 발전, 세계 3D프린팅 기술 시장의 현주소


지난 11월 14일 독일 프랑크푸르트에서는 세계 3D프린터 시장의 현주소를 엿볼 수 있는 '폼넥스트 2017(FORMNEXT 2017)'이 개최됐다. 세계 각국 470여 개 기업이 참여해 전년 대비 2배 가까운 규모로 성황을 이뤘다. ‘프랑크푸르트 국제 금형전(Euro Mold)'의 한 섹션으로 출발해 2015년부터는 분리·독립한 전시회로, 3D프린터 시장의 성장세를 다시금 확인시켜 줬다.


국내에서도 지난 9월, ‘2017 3D프린팅 갈라 인 울산’이 개최됐다. 눈에 띄는 것은 제조업과의 융합을 위한 산업용 3D프린터의 대형화 추세였다. 금속 프린터 분야를 선도하는 EOS, SLM, 컨셉레이저에 이어 미국의 3D시스템스 등이 대형화 시장에 가세했다. 3D프린터로 찍어낸 대형 자동차 및 항공기 부품은 물론 선박까지 등장했다.


한편에서는 각종 전시회에 참가한 국내기업의 기술력이 세계 수준에 비해 많이 뒤처진다는  우려의 목소리도 나오고 있다. 중국이 콘크리트 소재의 집을 짓는 초대형 3D프린터까지 선보이며 선도 기업을 바짝 추격해오자 위기감도 더해졌다.


이처럼 하루가 다르게 진화하고 있는 세계 3D프린터 시장에서 국내 기업이 경쟁력을 갖기 위한 방법은 무엇일까?


[인터뷰]

6대 뿌리기술+α로서의 3D프린팅 기술
이낙규 3D프린팅제조혁신센터장



Q. 3D프린팅 기술은 80년대에 등장한 연륜 있는 기술이지만, 대중에게 알려진 것은 최근이다. 계기가 있나?

2013년 오바마 미국 전 대통령이 국정 연설에서 3D프린팅 기술을 미래 제조업 혁명의 대표주자로 언급하여 붐이 일기 시작했다. 마침 그 즈음 3D프린팅 원천기술의 특허도 만료돼 일반에 공개됐다. 특허를 보유한 몇몇 기업의 전유물이던 3D프린팅 기술이 다양한 사람들의 아이디어로 구현되면서 파급력이 커진 것이다.



Q. 3D프린팅 기술의 보급으로 실생활에는 어떤 변화가 일고 있나?


이미 개인맞춤형 제품들이 제조서비스와 연계해 출시되고 있다. 3D스캐너를 이용해 1초 만에 치수를 재고 맞춤 제작되는 의류, 얼굴 골격 데이터를 수집해 맞춤 제작되는 안경 등이 그것이다. 또한 유명 스포츠 브랜드 ‘아디다스’는 2015년 3D프린팅을 이용한 맞춤 운동화 ‘퓨처크래프트 3D’를 공개하기도 했다. 맞춤 제작 서비스라는 개인화 바람이 불면서 그 활용 영역이 빠르게 확대되고 있다.



Q. 맥킨지는 2025년 3D프린팅 기술이 전통 제조기술을 앞설 것으로 전망했다. 미래 제조업에서 3D프린팅의 역할을 무엇인가?


기존 사출성형 등과 비교해 가장 큰 장점은 금형 제작과정의 생략이 가능해짐에 따라  비용절감 및 시간단축이 가능하다는 점이다. 시제품 제작에 몇 개월이 소요됐다면 이제는 단 며칠로 단축됐고, 수정사항도 즉각 반영할 수 있다. 이러한 장점덕분에 실제 현장에서는 시제품의 23%, 약 1/4이 3D프린터로 제작되는 상황이다.


제조공정에서 사용되는 도구를 제작하는 툴링(Tooling) 및 공구시장에도 빠르게 적용되고 있다. 맞춤형 공구생산으로 더 좋은 성능의 제품을 만들어 낼 수 있게 됐다. 이처럼 미래 시장에서는 개별 맞춤형제품 분야에서 3D프린팅 기술이 강세를 보일 것으로 전망된다.


Q. 전통 제조공정이 3D프린팅 기술로 대체된다고 보는가?


그렇지는 않다고 본다. 3D프린팅 기술을 이용한 제조공정은 앞서 언급한 것처럼 다품종 소량생산에 유리하다. 대량생산에는 적합하지 않다. 따라서 금형 같은 전통 제조공정을 완전히 대체할 수는 없다. 기존의 6대 뿌리기술 공정에 플러스 알파로서 3D프린팅 기술이 더해진다고 보는 것이 맞을 것 같다. ‘대체’ 혹은 ‘사장’이 아닌 ‘공생’이다. 여기에 소재와 응용분야가 어떻게 융합되느냐에 따라 다양한 고부가가치 제품들이 나올 것으로 예상된다.



Q. 3D프린팅 기술의 세계 동향도 궁금하다.

시장 규모는 연평균 약 20%의 성장세를 보이고 있다. 글로벌 시장 트렌드를 잘 보여주는 Wohler’s Report에 따르면 3D프린터 장비는 물론 2, 3차 서비스시장까지 눈에 띄게 성장하고 있다. 현재 미국의 스트라타시스, 3D시스템즈가 플라스틱 프린터 시장을 선도하고 있고, 유럽의 EOS 등은 레이저와 같은 핵심 부품기술을 토대로 금속 프린터 시장을 장악하고 있다. 국내는 정부에서 기술 개발 및 인프라 조성을 주도하며 시장이 점차 확대되고 있는 상황이다.



Q. 국내 기술 수준은 어느 정도인가?

국내 3D프린터 시장이 해외 주요 선진국 기술에 의존도가 높은 것이 현실이다. 장비와 소재, 소프트웨어까지 외산을 활용한다. 현재 국내 프린터 제조사 대부분이 2000년대 중반 오픈소스로 공개된 FDM기술에 기반하고 있어 고부가가치 산업으로 이어지는 데 한계가 있다.


산업 연계성이 높은 금속 3D프린팅 기술 개발은 초기 단계에 머물러있다. 금속 3D프린팅용 소재인 파우더 역시 전량 수입하고 있으며, 국산 금속 제작 제품은 아직 상용화 되지 않은 실정이다. 독자적 SW를 개발한 국내 기업도 ‘캐리마’ 정도를 꼽을 수 있다.


국내 시장자체가 작으니 3D프린터 생산기술 경쟁력이 낮다. 때문에 장비, 소재, 소프트웨어 관련 기술 확보가 우선적으로 이뤄져야 하고, 3D프린팅 서비스 시장으로 방향을 넓히는 것도 좋은 대안이 될 수 있다.


Q. 지난 2014년 ‘3D프린팅제조혁신지원센터’가 우리 원 주관으로 설립됐다.


정부가 2014년 3D프린팅 기술 산업발전전략을 내놓으면서 다양한 정책이 기획됐다. 가장 먼저 산업통상자원부에서 3D프린팅 기술 성장기반조성을 목적으로 ‘3D프린팅 기술기반 제조혁신지원센터 구축사업’을 추진했고, 생기원이 주관기관으로 선정됐다. 주 업무는 3D프린팅제조혁신지원센터 운영을 통한 제조기술지원이라 할 수 있다.



센터는 허브센터인 시흥센터 외에 전국의 주요 거점별 5개 권역 거점센터가 있다. 제조업이 밀집된 수도권에 자리한 시흥센터는 거점 센터와 연계해 통합 기술지원을 수행하고 있다. 각 거점센터에서는 지역 특화 산업을 지원하는데 충청권은 국방/ICT, 동남권은 엔지니어링 플랜트, 호남권은 경량소재부품, 대경권은 스마트금형, 강원권은 비철금속 부품 지원에 주력한다. 전체 거점기관 협력을 통해 센터 설립 이래로 현재까지 약 400여 건의 3D프린팅 기술을 활용한 제조기술을 지원했다.



Q. 앞으로의 센터 운영 비전이 궁금하다.


R&D 측면에서 3D프린팅 기술을 체계적 생산기술로 발전시키기 위한 소재, 공정 기술 개발을 기관 내 타그룹 및 타기관과의 협업을 통해 수행해 나갈 계획을 갖고 있다. 또한, 시제품 생산을 넘어 제품을 직접 제조하거나 기존 생산방식으로는 어려운 소재, 형상 등을 보다 효율적으로 구현하기 위한 다각적 연구에도 집중할 생각이다. 이런 연구 결과가 기업지원 또는 기술실용화로 이어질 수 있도록 다양한 노력을 기울이는 것도 빼놓을 수 없다.