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상상을 현실로 만드는 꿈의 기술
책상 위 나만의 공장, 3D 프린팅의 세계

‘마음먹고 구입한 운동화가 영 마음에 들지 않는다. 운동화 설계도를 완성하여 컴퓨터에 입력하고 버튼을 누르니 내 머릿속에 있던 멋진 운동화가 금세 모습을 드러낸다. 아침에 프린터에서 구워낸 바삭한 쿠키로 끼니를 해결하고 어제 제작한 기타로 쇼팽곡을 연주한다.’ 이 불가능할 것만 같은 일이 실현될 날도 멀지 않았다. 3D 프린터만 있다면 말이다. 기업에서 생산에 앞서 시제품을 만드는 한 방법이었던 3D 프린팅은 이제 훨씬 다양한 소재와 진보된 응용기술로 중무장한 채 ‘과연 이런 것도 가능할까?’ 싶은 물건들을 뚝딱 만들어내고 있다. 진화를 거듭하고 있는 3D 프린팅이 가져다줄 생활의 변화는 생각만 해도 우리의 가슴을 설레게 한다.

글| 편집부

미래학자 앨빈 토플러는 2006년 그가 펴낸 책 ‘부의 미래’에서 “3D 프린터는 상상 가능한, 아니 도저히 상상할 수 없었던 그 어떤 제품이라도 만들어 낼 것”이라고 전망했으며 버락 오바마 미국 대통령은 지난해 연두교서에서 “3D 프린터는 제조업에 혁명적 변화를 가져올 것”이라고 언급했다. 실제로 3D 프린터는 소재와 크기의 한계를 뛰어넘어 제3의 산업혁명을 예고하고 있다. 초기 실험이나 산업용으로 머물던 3D 프린터는 진화를 거듭하며 이제 개인의 취미용으로까지 이용될 만큼 어느새 우리 삶 깊숙이 들어와 있다.

원하는 모든 것을 버튼 하나로

얼마 전 독일의 한 미술관에 유명 화가인 고흐의 귀가 전시되어 화재가 된 적이 있다. 그는 생전에 왼쪽 귀를 잘라냈는데 백여 년의 시간이 흐른 뒤 그의 귀가 부활한 것이다. 비밀은 3D 프린터에 있었다. 고흐의 자손에게서 DNA를 추출한 뒤 3D 프린터를 이용해 고흐의 귀를 재생한 것이다. 복제 귀에는 고흐의 유전자가 약 16분의 1이 포함되어 있다고 하니 고흐의 귀라고 해도 무방한 셈이다.

상상 이상의 것을 실현시켜주는 3D 프린터에 대한 관심이 뜨겁다. 3D 프린터는 3차원 설계 모델링 데이터를 바탕으로 고체, 액체, 분말형 등 성형 가능한 소재를 이용하여 3차원의 물건을 형상화하는 기계다. 여러 가지 방식이 있지만 대체로 재료를 층층이 쌓아 올려 형상을 만드는 방식을 많이 이용하고 있다. 아직까지는 주재료가 플라스틱이지만 계속해서 재료의 범위가 넓어지고 있어 창조해낼 수 있는 제품은 그야말로 무궁무진하다.

30년 전쯤 시제품을 만들기 위한 용도로 시작됐을 때만해도 3D 프린팅이 새로운 산업혁명을 이끌 차세대 기술의 대표적 주자가 되리라곤 미처 생각하지 못했다. 하지만 지금은 그 산업적 가능성을 인정받으며 미래 유망기술로 승승장구하고 있다.

현재 3D 프린팅은 산업용 시장에서는 주로 금형제작을 위한 MOCK-UP 용도, 디자인 검증용, 일부 기능성 부품 용도로 이용되고 있으며 취미, 엔터테인먼트, 교육 분야 등에도 그 폭을 넓혀 나가고 있다. 특히 3D 프린팅은 다품종 소량 생산 분야에 매우 적합하여 우주항공 분야, 군사·의학 분야에서도 그 활용도가 높아지고 있다.

특히 일선 산업현장의 연구개발 분야에서는 시제품 제작이나 간단한 지그 등의 제작에 활용되는 사례가 빈번하며 의료 분야의 경우에는 최근 어려운 수술환자의 장기를 스캔하여 출력 후 사전 연습용으로 활용하여 수술 성공률을 높이는 의료기술에도 적용되고 있다. 한마디로 3D 프린팅은 어떻게 설계하고 어떤 아웃풋을 원하느냐에 따라 그 수요가 얼마든지 늘어날 수 있다.
3D 프린터는 미래 먹거리

국내 3D 프린터 산업은 아직 걸음마 수준이다. 소규모의 영세업체들이 주류를 이루고 있으며 정부 지원도 미흡한 편이다. 이런 가운데 3D 프린터의 원천 기술을 보유한 한 기업이 3D 프린터 산업의 선구자를 자처하며 과감히 시장에 뛰어들어 눈길을 끌고 있다.

TPC메카트로닉스(대표이사 엄재윤)는 3D 프린터의 성장성을 일찌감치 눈여겨보고 3D 프린터 시장에 진출했다. 1973년 창립하여 40년이 넘는 세월동안 종합 자동화 시스템 분야 등에서 꾸준히 성장을 거듭해오며 자동화의 핵심부품인 공기압기기 국내 최대 생산업체로 우뚝 선 이 회사가 불모지인 국내 3D 프린팅산업의 문을 두드린 이유는 무엇일까.

해답은 창업주인 엄주섭 회장의 이념에서 찾을 수 있다. 엄 회장은 늘 기업의 책임을 강조해왔다. 열악한 분야를 외면하는 대신 새로운 산업에 진출하여 적극 투자하고 성장시키는 것이 바로 기업이 이윤을 추구하는 길인 동시에 국가발전에도 기여하는 길이라는 게 그의 생각이었다. 이에 TPC메카트로닉스는 신성장동력 찾기에 나섰고 마침내 3D 프린터를 미래 먹거리로 낙점했다. 시장조사 결과 3D 프린터 시장은 2014년 기준으로 국내서 700억 원 이상 규모에 이르고 매년 30% 이상 고속 성장을 할 것으로 전망됐다.

M&A를 통해 신규시장을 개척하기로 한 TPC메카트로닉스는 즉시 3D 프린터 제조업체인 애니웍스의 지분을 인수해 제품 개발에 나섰다. 올 초에는 미국 프린터업체인 3D 시스템즈와 대리점 판권계약을 체결하며 3D 프린터 사업에 진출할 준비를 완벽히 마쳤다.

얼마 전 출시한 ‘파인봇(FINEBOT)’은 이 회사의 대표 3D 프린터로, 제1회 3D 프린터 경진대회에서 대상을 수상할 만큼 뛰어난 내구성과 정밀한 설계 구조를 자랑한다. 이용우 상무이사는 “0.01mm의 놀라운 포지셔닝 정밀도로 최상급의 해상도와 부드러운 표면을 표현하며 최대 0.05mm의 적층기능으로 작고 세밀한 출력이 가능하다”며 “진동에 강한 구조와 듀얼쿨링팬 마운트로 쾌속출력이 가능하고 출력 테이블을 탈부착할 수 있어 높은 편의성을 자랑한다”고 설명했다.

TPC메카트로닉스는 지속적인 제품개발은 물론, 기존 사업의 전국적인 영업 네트워크망 활용, 온라인 마케팅 및 콘텐츠 서비스, 교육지원 등의 토털 솔루션을 제공하여 시장을 선도하겠다는 계획이다. 출시된 지 얼마 안됐지만 반응이 뜨거워 회사는 3D 프린터의 매출을 올해는 45억 원, 2015년에는 105억 원, 2016년에는 180억 원으로 전망하고 있다.

나도 3D 프린터 전문가 돼볼까?

3D 프린팅을 하려면 우선 3차원 모델링 데이터가 있어야 하는데 이는 사용자가 직접 디자인(설계)할 수도 있고 다양한 3D 모델링 데이터를 제공하는 웹페이지에서 얻을 수도 있다. 또는 3D 스캐너를 이용하여 실물을 스캔한 데이터를 모델링 파일로 이용할 수도 있다. 자신의 번뜩이는 아이디어를 직접 디자인하여 3D로 실현하고 싶지만 설계 능력이 없어 고민이라면 기업에서 실시하는 고객 교육 서비스를 이용하는 것도 좋겠다.

TPC메카트로닉스는 자회사인 기술포털 사이트 ‘메카피아’에서 운영하는 ‘3D허브(www.3dhub.co.kr)’ 사이트를 통해 체계적이고 전문화된 산업현장 맞춤형 기술교육을 실시하고 있다. 특히 국내 최고의 교육시설과 인적자원을 바탕으로 3D 프린팅 기술에 더욱 전문화된 3D 모델링, 디자인, 3D 프린팅 실무 기술교육을 선도하고 있다.

TPC메카트로닉스의 3D 프린팅 교육 프로그램은 3D CAD를 이용한 제품 모델링 및 기계 설계 테크닉을 체계적이고 수준 높은 교육 커리큘럼과 첨단 교육 시스템으로 교육하여 현장 실무에 활용할 수 있도록 하는 데 중점을 두고 있다. 또한 3D 프린터 전용 실습장을 통해 교육생들에게 실제 출력을 해볼 수 있도록 실기에 중점을 두어 교육하고 있다.

현장 실무에 더욱 빠르게 접근할 수 있고 지속적인 교육 실시로 교육 성취도가 높아 교육 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이 상무는 “기업에서 바로 실무에 적용할 수 있도록 현장 맞춤형 교육을 실시하는 데 중점을 두고 있으며 특히 실업자의 취업과 재직자의 직무능력 향상에 중점을 두고 있다”며 “업무와 관계된 프로그램을 구성하여 업무 효율성을 높여줄 뿐 아니라 일반 학원 등에서 배우기 힘든 실무 적용 노하우와 팁 등을 배울 수 있어 교육의 질에 대한 만족도가 매우 높다”고 말했다.

아직까지는 주 교육대상이 연구소 및 기업의 엔지니어들이 주류를 이루지만 향후 3D 수요가 커지면 학생, 예비 1인 창업자, 일반인으로까지 그 폭이 확대될 것으로 보인다. TPC메카트로닉스는 앞으로도 지속적인 교육 프로그램을 개발하고 첨단 교육 시스템과 최신 장비 및 소프트웨어를 완비하여 3D 프린터 전문 교육 및 인재양성에 앞장서겠다는 계획이다.

상상이 현실이 되는 미래 세상

현재 3D 프린터의 발전속도는 우리가 상상하는 것 이상으로 빠르다. 이 상무는 “머지않아 우주 탐사에 필요한 것은 오직 우주인과 3D 프린터 한 대뿐일 것”이라고 단언한다.

3D 프린팅의 앞길은 탄탄대로가 예상된다. 해외 유력 언론이나 분석기관들은 향후 5~6년 이내 폭발적인 성장세를 이어갈 것으로 예측하고 있으며 국내 시장의 경우 정확한 시장데이터가 부족하여 구체적인 분석이 어렵기는 하나 세계적 추세와 맞물려 대폭적인 신장이 예상된다. 세계적인 컨설팅 업체인 홀러스 어소시에이츠(Wohlers Associates)에 따르면 2021년까지 세계시장은 현재의 20~30억 달러 수준에서 108억 달러 규모로 성장할 것으로 예측하고 있다.

이에 발맞춰 우리나라에서도 3D 프린터의 상용화를 위한 다양한 방안이 추진 중에 있다. 이미 3D 프린팅을 위한 주요과제로 ▲3D프린팅 인력 양성 ▲3D 프린팅 국민 참여 인프라 구축 ▲3D 프린팅 콘텐츠 유통 활성화 ▲비즈니스 모델 발굴 및 사업화 지원 ▲3D 프린팅 기술개발 ▲창업 및 글로벌 진출 지원 ▲육성 및 진흥을 위한 법 제도 마련 등을 계획해놓은 상태다.
특히 학교를 중심으로 3D 프린터 교육에 투자가 이루어질 전망이어서 앞으로 초중고에 3D 프린팅 교과과정이 설립되고 과학관 및 학교에 3D 프린터가 보급될 예정이다. 이제 누구나 쉽게 3D 프린터를 이용하여 자신이 직접 창의적으로 개발한 사물을 제작할 수 있는 시대가 온 것이다. 필요한 물품을 직접 설계하고 만들어 사용하는 것은 물론, 아이디어가 뛰어나다면 본인만의 독특하고 차별화된 제품 판매를 바탕으로 1인 창업도 가능하다. 3D 프린팅이 발전을 거듭하며 우리의 생활과 산업 패러다임에 의미 있는 변화를 가져다주길 기대해 본다.