우리 생활에서 쾌속조형방식이 어떻게 사용되고 있는지 3D프린터 활용 분야에 대해 포스팅하고자 한다.
3D프린팅은 재료를 쌓아 올려 입체 형상을 제작하는 기술로 1980년대부터 개발되었지만 특허가 만료되면서 최근 사람들의 관심이 급증했는데요, 제품디자인만 바꾼 후 모델링만 수정하면 바로 새로운 제품을 제작할 수 있기 때문에 효율성이 굉장히 크다.
그래서 최근 우주항공, 자동차, 가전제품, 의료, 의류, 음식 등 다양한 분야에서 시제품제작에 이 기술을 폭넓게 사용하고 있는데 각 분야별로 어떻게 사용되고 있는지 3D프린터 활용 분야에 대해 알아보도록 하겠다.
1. 의료분야
의료산업은 다품종소량생산에 적합하고 맞춤형 제작이 가능한 3D프린팅 기술의 장점을 활용해 가장 빠른 속도로 사업화가 진행되고 있는 분야로 모든 사람의 몸체가 각기 다른 특징 및 형상을 갖기 때문에 의족과 의수, 두개골 모양, 인공 관절과 인공 치아의 형태를 제작하기 때문에 맞춤형 기술인 이 기술은 이 분야에서 최적의 기술로 꼽힌다.
환자의 신체 특성에 맞는 치아 및 관절, 뼈 등의 형상을 3D모델링하여 데이터로 만들고, 크기 및 절단면과 일치하는 디자인을 스캐닝하여 출력하는 것이 가능해져서 환자 특성에 맞는 구조물을 제작해 활용할 수 있다.
2. 항공, 우주분야
미국항공우주국(NASA)에서는 미국 메이드인스페이스가 만든 무중력 3D프린터로 우주정거장에서 우주비행사들이 필요로 하는 소형 부품을 스스로 생산할 수 있도록 하는데 지상에서 우주로 필요한 물건을 쏘아 올리기 위해서는 1kg당 1만 달러의 비용이 든다고 한다.
만약 우주에서 필요한 물건을 우주에서 바로 생산할 수 있다면, 이 비용을 크게 아낄 수 있지 않을까. 하는 아이디어에서 시작됐는데 우주 3D프린터는 3D프린터에 필요한 부품을 스스로 뽑아낼 수도 있기 때문에 수리나 개조에 별도의 부품이 필요하지 않도록 간단하고, 쉽게 설계된 것이 특징이며 앞으로는 3D프린팅 기술이 더 먼 우주를 탐험하는 데 없어서는 안 될 기술이 될 것으로 기대하고 있다고 한다.
이 기술을 사용한다면 비용도 줄이고, 다른 어떠한 분야에서도 활용될 수 있다는 확신이 든다.
3. 자동차산업 분야
자동차산업은 가장 먼저 3D프린팅 기술을 도입한 산업 연역으로 알려져 있는데 자동차 대시보드와 바디패널 및 부품의 시제품 등을 제작할 때 활용하고 있다.
자동차에는 수 만개의 부품이 들어가는데 일부는 공용되는 부품을 사용하기도 하지만 자동차를 새로 개발하게 되면 대부분의 부품들을 개발해야 한다.
그래서 개발기간동안 여러 항목에 걸친 테스트를 수행해야하기 때문에 많은 시제 차량이 필요한데 차페, 엔진뿐 아니라 자동차 부품 대부분이 금속으로 이루어져 있어 주조나 절삭 가공을 통해 제작해야 하기 때문에 시제품 만드는데만 해도 많은 비용과 시간이 들기 때문에 3D프린터 기술을 적극적으로 활용하기 애써왔으며 현재는 대부분의 자동차 업체들이 많이 활용하고 있다.
4. 패션분야
패션분야에서도 RP(Rapid prototype)을 활용한 의상 및 쥬얼리 생산이 활발하게 이루어져 있어서 수년 후에는 우리가 원하는 디자인과 소재의 의상을 출력하여 착용하는 시대가 오지 않을까? 현재 의류, 속옷, 하이힐, 운동화 등 다양한 분야에 활용되고 있다.
5. 건축분야
건축용 3D프린터는 크게 두 가지 방향에서 접근할 수 있는데 하나는 건축물을 처음부터 끝까지 이 기술로 완성하는 것이고, 다른 하나는 건축에 쓰이는 자재를 인쇄해 건축물을 완성하는 방법이다.
실제로 건축물을 제작해서 그 안에서 생활도 가능하다고 하는데 이 분야에서의 3D프린터를 활용해서 제작한 건축물의 특징은 제작이 빠르고, 견고하기 때문에 앞으로 더 많은 가능성을 보고 연구중이라고 한다.
6. 식품분야
3D프린터 활용 분야의 한계는 어디까지인가? 음식을 만들어내는 장비도 개발되어 있다고 한다.
이탈리안 음식을 전문으로 개발하는 기업 바릴라(Barilla)는 AM(Additive Manufacturing) 기술을 파스타에 접목했다고 하는데 FDM방식에서 아이디어를 얻어 파스타 면 재료를 인쇄하는 기술이라고 한다.
또 다른 음식 3D프린터 푸디니(Foodini)를 개발한 스페인의 내추럴머신(Natural Machine)도 FDM 기술을 활용해 식재료를 인쇄하는 기술을 개발했다고 한다.
음식 재료를 만들고, 완성된 식품을 만드는데 3D프린팅 기술이 각광 받고 있으며 특히 사탕, 쿠키 등 비교적 단단한 완성형 식품을 만드는 것에서 3D프린터의 무한한 가능성이 열릴 것으로 예상된다.
그리고 일상생활과 가까운 주방뿐만 아니라 일상과 먼 것처럼 보이는 우주에서도 이 기술로 음식을 만드는 기술을 실험 중이다.
7. 교육분야
AM(Additive Manufacturing)을 이용한 수업은 학생들의 이해력과 창의력을 향상시킬 수 있으며 나아가 학생들이 직접 프린터를 제작하고, 출려할 제품을 모델링, 프린팅까지 다방면으로 참여할 수 있어 활용 분야가 굉장히 무궁무진하다.
지금까지 3D프린터 활용 분야에 대해 알아보았는데 3D프린터는 우리 생활에 있어 그 활용도가 무궁무진하고, 추후에는 없어서는 안 될 기술이 되지 않을까? 하는 생각이 든다.
여러 분야에서 시제품이나 목업 등 제작 시 단점보다는 장점이 많은 이 3D프린팅 기술을 활용해보시길 추천한다.
