3D 프린팅의 미래 예측

1. 현재 세계 3D프린팅 시장은 미국의 스트라타시스(Stratasys)와 3D시스템즈가 주도하고 있다. 그러나 앞으로 이들 두 회사의 독점구도가 깨질 수도 있다.

2. 앞으로는 3D프린팅에 이어 4D 프린팅이 보급될 것이다. 2013년 4월 미국 MIT의 스카일러 티비츠 교수는 ‘4D 프린팅’이라는 제목의 TED강연을 통해 4D 프린팅을 세상에 알렸다. 이 강연회에서 획기적인 영상을 소개했는데 1차원의 선들이 3차원 정육면체로 변화하는 과정을 보여주었다. 4D 프린팅은 물리적, 생물학적 물질들이 모양과 특성을 바뀔 수 있다는 것이다. 예를 들면, 4D 프린팅을 통해 형상기억합금과 같은 신소재를 프린터로 출력할 수 있다. 출력된 물체는 시간 등 환경이 변하면 다른 모양으로 변화한다. 이 기술에 4D라는 이름이 붙은 것은 기존의 3차원 입체(3D)에 시간이라는 1차원(1D)이 추가되었기 때문이다. 어떤 조건에서 어떤 모양으로 변화할지 그 재료 안에 프로그램이 입력되어 있다. 실제로 4D프린터로 찍어낸 물체는 인간의 개입 없이 열이나 진동, 중력, 공기 등 다양한 환경이나 에너지원의 자극을 받아 변화할 수 있다. 4D프린터가 이용될 수 있는 분야는 매우 다양하다. 소재산업, 항공우주, 자동차, 의류, 건설, 국방, 헬스케어 등에 이르기까지 광범위한 분야에서 이 기술이 적용될 수 있을 것이다.

3. 3D 프린팅은 여러 분야에서 이용될 수 있고 새로운 산업을 창출할 수 있으므로 일자리가지 늘릴 수 있다. 미국은 3D프린팅을 차세대 제조업 혁명을 일으킬 원동력으로 내다보고 10억 달러를 투자하기로 했으며, 미국 전역에 3D프린팅 연구시설을 만들 계획을 세웠다. 그리고 최근에는 3D프린팅으로 골반 수술에 성공했다.

4. 앞으로 3D프린터의 가격은 내릴 것이다. 3D프린터를 제조하는 기업들은 보다 저렴한 맞춤형 제품을, 그것도 쉽고 편하게 이용할 수 있도록 해줄 것이다. 이로 인해 노동자들에게는 더 많은 일자리를, 소비자들에게는 더 많은 선택을, 그리고 국가에서는 더 큰 부를 가져다 줄 것이다.

5. 3D프린터는 개발도상국에서 소규모 제조업의 시대를 열러줄 것 같다. 이들 국가에서 3D프린터를 보유한 소규모 상공업자가 이웃들의 필요에 따라 제품을 제작할 수 있다. 외국에서 수입하는 것보다 더 저렴한 비용의 3D프린팅 기술로 보다 광범위하게 쓰이는 제품을 생산하기 위해 약간 더 큰 공장을 계획할 수도 있다.

6. 3D프린팅 기술은 고객 맞춤형 제품을 생산하는 의료와 의류 등의 분야에 강한 영향력을 끼칠 것 같다. 이 기술은 투명 치아 보철뿐만 아니라 각 사용자에게 맞춤화된 보청기 등의 의료기구나 인공장기 등을 제작하는 데도 이상적이다.

7. 그럼에도 불구하고 앞으로 10년 후까지 소품종 대량생산을 하는 데는 3D프린팅이 이용되지는 않을 것이다. 일반적인 대량생산 방식에 필요한 산업 인프라를 이미 갖춘 국가에서는 3D프린팅으로 제품을 제작하는 비용이 기존의 방식으로 제작하는 비용보다 저렴하지는 않을 것이기 때문이다.

8. 3D프린팅 기술은 보다 발전해 상당한 진보를 이뤄낼 것이다. 앞으로는 아주 작은 크기의 제품을 만드는 제품을 디자인할 때 사용되는 분말 재료도 개발되고 있다는 것이다. 앞으로 3D프린팅은 집을 짓거나 음식을 요리하는 데도 이용될 수 있다. 그런 후에는 3D프린터는 가정에서도 유용하게 쓰일 것이다.

9. 3D프린팅 생태계의 참여자들은 프린팅 장비 생산자나 기술을 이용하는 사람들보다 더 큰 성공을 누릴 것이다. 3D프린팅 생태계에서는 사람들과 제품 디자인 소스를 연계시키거나 제품 디자이너와 제조업자를 연계시키는 네트워크 구축해 승자가 될 수도 있다는 것이다. 또 다른 기회는 3D프린터의 가능성을 넓혀주는 프린팅 재료를 개발하는 데 있을 것이다. 또한 3D대상을 디자인하는데 사용하는 간편한 소프트웨어를 개발하는 것도 기회가 될 것이다. 3D프린팅산업은 PC가 어느 순간의 패러다임을 바꿨듯이, 우리가 사는 세상을 급격하게 변화시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 3D프린팅 산업에서 성공하려면 장비에서 소재, 네트워크에 이르기까지 개척할 과제가 많이 존재하기 때문에 깊은 관심을 갖을 필요가 있을 것이다.

자료 : 미래전략정책연구원, 『10년후 4차 산업혁명의 미래』 (서울:일상이상,2017), pp.202∼212에서 발췌.