닫기

기획특집

[3D Printing] 스마트 3D 프린팅 소재 및 응용기술

  • 등록 2014.07.02 15:45:10
URL복사

[3D Printing] 스마트 3D 프린팅 소재 및 응용기술




새로운 기술의 발달은 기존 기술에 혁신을 통한 부가가치가 더해져 가치를 상승시키는 방식으로 진행된다. 이때 기존의 것을 대체하는 것에 머무는 것이 아니라, 손실과 파괴를 줄이면서 부가가치를 얻어내야 한다. 2개의 산업이 만나는 ‘Cutting Edge’ 와 3개 산업이 만나는 ‘Blue Ocean’에서 부가가치를 창출해야 한다.
3D 프린팅으로 물건을 만들 때 작업을 10% 남겨놓고 기계가 고장나는 현상이 발생하는 경우가 있다. 문제의 원인이 소재인지 하드웨어인지 알 수 없기 때문에 3D 프린팅의 4가지 팩트, 즉 하드웨어·소재·소프트웨어·콘텐츠의 관점에서 문제를 해결해야 한다. 이 중 콘텐츠를 제외한 하드웨어, 소재, 소프트웨어의 솔루션을 만드는 것이 중요하다. 3D 프린팅은 하나하나 물건을 만들어내는 것이 아니라 새로운 Cutting Edge나 Blue Ocean을 만들어 부가가치를 창출하는 것이다.
3D 프린팅은 하나의 기계로 멀티 제작이 가능하고 기존보다 더 짧은 시간 안에 제품 생산이 가능하다. 반도체 레벨의 나노급 해상도로 정밀도를 높이고, 수십 m3 이상 크기의 제품도 제작할 수 있으면 3D 프린팅의 가능성은 더욱 커질 것이다. 아직은 제작 속도나 소재에 한계가 남아있다. 소재 업계 관점에서 소비자들이 제품을 구매하도록 유도하기 위해서는 디자인과의 접목이 필요하다. 건축과 건설 관점에서 디자인과의 접목은 기존 대기업이 해왔던 선택제한적인 디자인에서 벗어나는 길이다. 대량화되지 않기 때문에 개개인에게 의미를 가져다주며, 건축 방향의 변화를 불러일으킬 것이다. 집 안에 1~2m의 작은 공간을 새롭게 만들어 하우스 인 하우스를 실현하고, 나만의 공간을 만드는 것은 3D 프린팅만이 할 수 있다.
그래서 스마트 소재의 중요성이 대두되고 있다. 3D 프린팅은 단일 소재의 단일 애플리케이션으로 구현해 왔으나, 이제는 새로운 수요에 대응해야 한다. 서로 다른 소재, 제3의 소재가 출현해야 3D 프린팅의 확산이 가능하다. 소재의 다양성을 초래하고 커스터마이징 가능한 소재를 가져온다면 스마트 소재의 출현이 가능하다. 흔히 이 스마트 소재는 주위 환경 변화를 감지해 반응하는 것을 말한다. 예를 들어 감지 능력과 변형 능력을 동시에 갖고 있거나, 하나의 기능이 또 다른 기능과 복합돼 조화를 이루는 것이다. 3D 프린팅의 3세대는 멀티 기능으로 소재와 기능, 색이 다양해지고 이러한 것들이 조합되는 형태로 발전할 것이다. 
이러한 스마트 소재의 대표적인 예로 초물성 소재와 바이오 소재, 입체강성 소재와 복합 소재를 들 수 있다. 초물성 소재는 나노 구조의 소재를 마이크로 스케일로, 마이크로 구조를 메조 스케일로 확대해 적층하는 것이다. 이는 외부와 내부의 소재를 달리해 내구성을 강화하는 원리이다. 복합 소재 또한 2중 체계로 금형을 프린팅하는 것이다. 스마트 금형, 멀티 소재라고 할 수 있다. 바이오 소재는 메디컬 분야뿐만 아니라 IoT와 연관성이 있다. 다양한 재료와 멀티 기능을 프린팅할 수 있다는 것은 제품을 만들 때부터 센서와 접목해 원하는 기능을 삽입할 수 있다는 뜻이다. 이와 비슷하게 입체강성 소재는 인간의 욕구와 편리에 맞춰 변형되는 웨어러블 형식이다. 로보틱스는 손에 감각을 느끼기 위해 많은 센서와 전극이 필요하지만, 3D 프린팅을 이용하면 다양한 디자인으로 해결할 수 있다.
3D 프린팅이 각광받고 있는 이유는 나만의 소재로 나만의 디자인을 만들어 쓴다는 점 때문이다. 여태까지 우리는 대량화된 제품에 익숙해져 있었다. 자기가 원하는 것을 직접 만들어 쓸 때 가치와 의미가 생긴다. 앞으로 3D 프린팅을 통한 디자인 교육이 일어나지 않을까 기대한다.






주요파트너/추천기업