금나라와 뚝딱! 은나와라 뚝딱! 3D프린터
만약 집에서 자전거를 만들 수 있다면? 믿으시겠습니까?
만약 집에서 비행기를 만들 수 있다면? 믿으시겠습니까?
가능한 말일까요? 가능한 이야기입니다. 적어도 ‘3D프린터’로는요. 3D프린터는 2012년 세계경제포럼(WEF)에서 미래 10대 기술 발표에서 두 번째 순위로 꼽았으며, 제러미 리프킨은 “3차 산업혁명의 특징은 누구나 기업가가 돼 아이디어를 제품으로 만드는 것이며, 이때 필요한 3D 프린터는 3차 산업혁명의 주인공이다”라고 극찬했을 만큼 중요성이 높아지고 있습니다.
그렇다면, 미래 10대 기술에서 2번째로 뽑힐 만큼 떠오르는 기술, ‘3D프린터’에 대해 한 번 알아볼까요?
▶ 3D프린터 (사진 출저 :google )
3D프린터란 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양 그대로 찍어내는 기계를 말합니다. 즉, 어떤 제품 아이디어든 3차원 도면만 있으면 플라스틱·고무·금속·세라믹 등 150여 개 소재로 원하는 제품을 만들 수 있습니다. 개발 초기에 플라스틱에 국한됐던 소재에서 현재는 나일론·금속까지 확장됐으며, 간단한 모형을 찍어내는 기술에서 현재는 시계·신발·휴대전화 케이스·자동차 부속품으로까지 발전했다고 합니다.
이처럼 다양하게 제품을 만들 수 있는 3D 프린터는 원래 실제 상품을 만들기 전에 모형을 만들기 위해서 만들어졌다고 합니다. 값싸고 만들기 쉬운 재료로 똑같이 생긴 축소판을 먼저 만들어서 실제 상품화를 하는 것에 대해 문제점이 있는지 쉽게 알 수 있기 때문이죠. 그래서 예전부터 대기업 공장에서는 3D 프린터를 사용하여 막대한 양의 상품을 만들기 전 모형을 만들어서 문제점을 해결하는 방안으로 사용했다고 하네요.
이렇게 여러 가지 재료로 원하는 제품을 만들 수 있는 3D프린터의 원리는 무엇일까요? 모형을 만들 때는 크게 2가지 방식 ( 쾌속조형방식과 컴퓨터 수치제어 조각방식)이 있다고 합니다.
쾌속 조형 방식
쾌속 조형 방식의 3D 프린터는 입체적으로 그려진 물건을 마치 슬라이스 하듯이 1만 개 이상 잘게 잘라 분석하여 아주 얇은 막을 한 층씩 쌓아 물건의 밑바닥부터 꼭대기까지 완성하는 방식의 프린터이며, 여기서 사용되는 막의 두께는 약 0.01~0.08mm로 종이 한 장보다도 얇다고 합니다.
▶ 대표적인 3D 프린팅의 쾌속 조형 방식을 보여주는 3D 이미지 (출저 : 위키피디아 – US)
컴퓨터 수치제어 조각방식
한 겹씩 쌓아 올리는 방식 말고도 커다란 덩어리를 둥근 날로 깎아 물건을 인쇄하는 컴퓨터 수치제어 조각방식. 이 방식은 곡선부분이 매끄럽다는 장점이 있지만 하나의 바가지처럼 움푹 파인 안쪽 면에는 날이 들어가지 못하기에 만들기 어렵다는 단점이 있습니다. 그래서 모양이 복잡한 물건은 쾌속조형방식으로만 인쇄할 수 있다고 합니다.
미래에 3D프린터는 앞으로 우리 삶에 어떤 영향을 줄까?
현재 많은 사람들이 3차원 프린터로 만들 수 있는 물건은 사실상 무궁무진하다고 할 수 있습니다. 현재 세계에서 3D 프린터로 이뤄내고 있는 사례들을 보시면 충분히 같은 생각을 할 수도 있을 거라고 생각해요. 아래의 사례들을 살펴보시죠!!
첫 번째 사례는 유럽항공방위산업체에서 3D 프린터를 이용해 인쇄한 자전거 ‘에어바이크’입니다. 특징은 바퀴와 페달, 안장, 몸체를 따로 만들어 조립한 것이 아니라 자전거 한 대를 완성품으로 인쇄했다는 점인데요. 실제로 페달을 밟으면 바퀴가 굴러가고 각 부품마다 조립한 것이 아니기 때문에 정기적인 수리를 하지 않아도 된다는 큰 장점이 있다고 합니다.
▶ 실제로 3D프린터로 제작한 일체형 자전거 ( 사진 출저 : Google )
다음으로 전해드릴 내용은 한 대학교에서 비행기를 3D프린터로 인쇄한 사례입니다. 일반적으로 비행기 제작과정에서 비행기의 날개는 공기마찰을 줄이고 양력을 받기에 적합한 타원형 모양으로 만듭니다. 하지만 이 모양은 한 번에 만들 수가 없어 여러 조각을 하나하나 이어야 해서 시간 및 여러 문제점이 있었습니다. 이러한 문제점을 영국 사우스 햄튼대학교 연구팀에서 나일론 가루를 쌓아 3차원 프린터로 비행기를 인쇄한 뒤 레이저로 수정하여 해결하였으며, 실제로 완성된 비행기는 배터리와 엔진을 달고 최고 시속160km로 날았다고도 합니다.
▶사우스햄튼대에서 공개한 무인비행기 <출처: Google>
위에서 알아본 사례들은 3D프린터를 활용한 사례 중 빙산의 일각 정도이며, 이 외에도 3D프린터로 총기 제작, 인공 장기와 같은 의료기기 등을 만드는 등 여러 가지 놀랄만한 일들이 세계 곳곳에서 벌어지고 있다고 합니다.
▶3D프린터로 피부까지 만드는 과정이 있다. <출저 : Google >
▶실제로 3D프린터를 이용하여 노인의 피부를 만들어 그에게 새로운 삶을 주었다고 한다.
현재까지 그는 정상적인 음식섭취가 가능하다고하니 3D프린터로 인해
새로운 삶을 찾은 경우라고 볼 수 있다. <출저 : http://disrupt3d.com/ >
앞으로 높은 수준으로 발전된 3D프린터가 일상화되면 가정에서 직접 기계장치의 구동 부품을 만드는 제조 혁신과 웬만한 물품은 아예 공장에서 생산하지 않고 ‘3차원 설계도면’만을 전송해버리는 물류 혁신, 그리고 의료현장에서 당장 필요한 인공장기나 의약품을 직접 조달하는 의료 혁신 등으로 이어질 가능성이 높습니다!
반면에 이러한 장점들 뒤에는 항상 오용으로 인한 단점들도 있습니다. 2013년에는 실제로 3D 총기 도면을 배포하여 미국에서 큰 문제가 되기도 했습니다. 이처럼 오용으로 인한 여러 문제점이 발생할 것으로 생각되어 이에 대한 규제대응책도 필요하다는 입장들도 늘어나고 있으므로 장점만을 활용할 수 있도록 하는 방안도 반드시 필요할 것 같습니다!
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