안녕하세요. 안전하고 편리한 서비스를 제공하는 IT기업 Min&G 로그인 플러스입니다.여러분은 ‘산타클로스 머신’을 들어보셨나요? 산타클로스 머신은 4차 산업혁명의 핵심으로 꼽히는 3D 프린터 별명입니다. 지난 2013년 버락 오바마 미국 대통령이 국정연설에서 “3D 프린터 산업은 우리가 만드는 거의 모든 제조방법에 혁명을 가져올 것”이라고 말했고, 2018년 미국 매사추세츠공대(MIT)가 발행하는 ‘테크놀로지 리뷰(Technology Review)’는 생활에 영향을 미치는 10대 기술 중 하나로 ‘3D 금속 프린터’를 꼽았습니다. 오늘은 점점 상용화되고 있는 3D 프린터에 대해 알아보겠습니다. 3D 프린터란?
<출처: istockphoto.com/luca> 1984년 미국 발명가 찰스 헐(Charles W. Hull)이 3D 프린터를 발명하고 ‘3D 시스템즈’라는 회사를 설립했으며 1987년 FDM 방식의 3D 프린터를 상용화했습니다. 초기의 너무 비싼 가격과 플라스틱 소재에 한정되어 한정된 용도로만 사용되었으나 현재는 보급형 제품이 나올 정도로 일반적으로 확산되고 있습니다.2D프린터가 종이에 문자 또는 그림을 인쇄하듯 3D프린터는 모델링한 도면을 바탕으로 입체적으로 물건을 출력하는 것을 말합니다. 제품 형상 구현에 한계가 거의 없고 우리가 상상하는 어떤 형상도 출력할 수 있다는 점이 핵심입니다. 3D 프린터 원리
3차원 물체를 기존의 절삭 가공 방식이 아닌 바닥에서 위로 재료를 쌓아가는 방식으로 제품을 인쇄하는 원리입니다. 원하는 제품을 생성할 때까지 연속적으로 재료의 층을 쌓는 방식으로 2D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축)로만 운동하는데, 3D 프린터는 여기에 상하(z축) 운동을 더해 입력한 3D 도면을 바탕으로 아래 3가지 공정으로 입체 물품을 만듭니다. 모델링: CAD 또는 3차원 모델링 소프트웨어를 이용하여 3차원 데이터를 생성.➁프린팅: 기계가 모델링 과정에서 만들어진 도형을 이용하여 물체를 만들어내는 과정. ➀ 마무리: 완성된 제품의 마무리 공정. 3D 프린터 활용 사례
자동차 분야의 개발
3D프린터는 자동차 산업에서 약 20%이상을 차지하고 디자인 검증, 조립성 검증, 형상 점검 기능성 테스트. 쾌속 금형, End Part등 다양한 방법으로 사용되고 있습니다.2014년 9월 16일 영국 로컬 모터스사는 세계 최초의 3D프린터로 제작한 자동차를 선 보였습니다. 탄소 섬유와 ABS복합 소재를 사용하고 무엇보다 보통 자동차가 2만개의 부품을 사용합니다만, 이 자동차는 40개의 부품에 획기적으로 그 수를 줄였습니다.또 포드는 실린더를 3D프린터로 제작, 캐나다의 콜이코로짓크(Korecologic)은 미국의 스토라타시스사와 협력하고 세계 최초의 차량 전체를 3D프린팅한 Urbee2제품을 생산했습니다.한국의 경우 2020년에 3D프린터로 제작한 초소형 전기 자동차가 판매될 예정입니다. 제주도에 근거지를 둔 “제주 모터스”이 이탈리아의 3D프린팅 전기 자동차 메이커”XEV”와 기술 제휴를 맺고 초소형 생산 공장(마이크로 팩토리)을 통해서 초소형 전기 자동차를 만들어 판매합니다. 배터리와 전기 모터, 바퀴, 기본 뼈대를 제외한 나머지 부품은 모두 3D프린터로 뽑겠어요. 우주 항공 분야의 개발
3D 프린터 활용에 있어 우주, NASA가 빼놓을 수 없습니다. NASA에서는 3D 프린팅 기술을 적극 활용하고 있습니다.우주정거장에서는 문제가 발생했을 때 빨리 부품 또는 수리 공구를 공급받지 못하면 큰 위험에 처할 수 있습니다. 만약의 사태에 대비해 다양한 부품을 우주로 가져가야 하는데, 3D 프린팅이 있으면 필요할 때마다 우주에서 직접 부품을 만들어 사용할 수 있다고 판단돼서 적극 활용한다고 합니다. 또 3D 프린터와 로봇을 이용한 대형 안테나와 태양광 발전기를 우주공간에서 조립하는 플랫폼인 아키노트를 만들어 저궤도상에서 시연을 준비하고 있습니다. 로켓 엔진의 제조
뉴질랜드 민간 우주항공산업회사 로켓랩(Rocket Lab)이 3D 프린터로 제작한 부품을 탑재한 로켓일렉트론(Electron) 발사에 성공했습니다. NASA의 경우 70% 이상을 3D 프린터로 제작한 로켓 엔진이 섭씨 3,000도가 넘는 온도와 -200도에 달하는 온도에서 완벽하게 작동하는 데 성공했습니다. 우주 기지 건설
NASA의 원대한 계획은 3D 프린터를 이용하여 우주, 달 표면에 기지를 건설하는 것입니다. 유럽우주기구 ‘ESA’의 경우 3D 프린터 로봇과 달 표면 토양을 이용해 달 기지를 건설하는 획기적인 공법을 공개해 화제가 됐습니다. 의료 분야의 개발
<출처 : 3D스토리> 의수, 의족, 치아보철물 등을 3D프린트로 제작하는 것은 흔한 이야기가 되었습니다. 최근에는 리얼한 피부를 3D 프린팅하는 기술이 발전하고 있습니다. 기존 인공피부는 세포와 융합하지 않고 벗겨지는 고품질의 반창고와 같은 개념이었지만 인간의 내피세포와 원주상피세포 2종을 활용해 혈관에 영양이 제대로 흐르는 ‘바이오잉크’를 만들어 피부 모양의 구조를 인쇄하는 데 성공했습니다. 혈관에 영양이 잘 흘러 인공 피부를 계속 살아감으로써 욕창이나 당뇨병 환자의 상처에 효과적으로 치료할 수 있게 되었습니다.
3D 프린터로 복제된 심장 모형도 <Techshot> 또 살아있는 세포를 쌓아 장기를 만드는 ‘3D 바이오프린팅’이 주목받고 있습니다. 세계 각국에서 인공장기를 제작하려는 움직임이 활발해지고 있습니다. 우주에서도 3D 프린터를 이용해 장기 복제를 할 수 있는 기술을 연구하고 있습니다. 중력이 작용하지 않는 우주에서는 장기의 붕괴를 줄이기 위해 무중력 상태에서 장기를 제작한다는 것입니다. 아직 연구 단계지만 장기이식을 기다리는 환자들에게 막연한 대기시간에서 벗어날 수 있는 날이 점점 다가오고 있습니다. 기타 분야의 개발소형주택 위주로 건설하는 3D프린트~!! 중국에서는 3D프린트 기술을 사용해 원통형 집을 짓고 러시아에서도 높이 3M/길이 5M/3D프린터 기계를 설치해 24시간 만에 집 전체를 인쇄하는 방식에 성공했습니다. 3D 프린터의 특성상 기존에 번거로운 다양한 재료를 잘라 붙이는 방식이 아니라 한 번에 건물과 내부 구조의 형태를 쌓아 올리는 장점이 있습니다.<출처 : 3D 애니메이션 영화 “House of Monsters”> 3D 프린팅을 이용한 애니메이션 제작은 물론 입체감을 살린 3D 프린터 재료에 의한 옷을 패션쇼에 선보이고 있으며, 세계 최대 스미스소니언 박물관의 경우 장소의 한계로 1%밖에 전시하지 못했던 작품들을 디지털화 작업을 통해 대중에게 선보이고 있습니다. 작품을 원하시면 3D프린터를 통해 프린트 할 수 있도록 했습니다. 미국은 3D 프린터를 국가 전략 사업화 아이템으로 선정하고 3D 프린터를 핵심 제조 기반 기술로 활용하기 위해 전력투구하고 있습니다. 국내에서도 본격적으로 3D 프린터 제작 바람이 불어오고 있는 만큼 3D 프린터 대중화를 통해 다양한 창의적인 사업은 물론 다양한 분야에서의 발전을 기대합니다.<출처 : 3D 애니메이션 영화 “House of Monsters”> 3D 프린팅을 이용한 애니메이션 제작은 물론 입체감을 살린 3D 프린터 재료에 의한 옷을 패션쇼에 선보이고 있으며, 세계 최대 스미스소니언 박물관의 경우 장소의 한계로 1%밖에 전시하지 못했던 작품들을 디지털화 작업을 통해 대중에게 선보이고 있습니다. 작품을 원하시면 3D프린터를 통해 프린트 할 수 있도록 했습니다. 미국은 3D 프린터를 국가 전략 사업화 아이템으로 선정하고 3D 프린터를 핵심 제조 기반 기술로 활용하기 위해 전력투구하고 있습니다. 국내에서도 본격적으로 3D 프린터 제작 바람이 불어오고 있는 만큼 3D 프린터 대중화를 통해 다양한 창의적인 사업은 물론 다양한 분야에서의 발전을 기대합니다.<출처 : 3D 애니메이션 영화 “House of Monsters”> 3D 프린팅을 이용한 애니메이션 제작은 물론 입체감을 살린 3D 프린터 재료에 의한 옷을 패션쇼에 선보이고 있으며, 세계 최대 스미스소니언 박물관의 경우 장소의 한계로 1%밖에 전시하지 못했던 작품들을 디지털화 작업을 통해 대중에게 선보이고 있습니다. 작품을 원하시면 3D프린터를 통해 프린트 할 수 있도록 했습니다. 미국은 3D 프린터를 국가 전략 사업화 아이템으로 선정하고 3D 프린터를 핵심 제조 기반 기술로 활용하기 위해 전력투구하고 있습니다. 국내에서도 본격적으로 3D 프린터 제작 바람이 불어오고 있는 만큼 3D 프린터 대중화를 통해 다양한 창의적인 사업은 물론 다양한 분야에서의 발전을 기대합니다.