3d printer 산업이 제조업에 어떤 영향을 줄 것인가?
과 목  정보사회와컴퓨터  담당교수  학 과  학 번  이름  

최초의 3d 프린터는 1984년에 미국에서 처음 개발되었지만 개발 초기에는 높은 가격과 긴 생산 시간 때문에 기업에서 실물 모형을 만드는 등의 한정된 분야에만 사용되었다. 하지만 6~7년 전부터 다른 방식에 비해 상대적으로 제작 시간이 적게 걸리고 생산 비용이 저렴한 fdm(fused deposition modeling) 방식이 상용화되면서 3d 프린터의 가격이 하락하고, 일반인들 또한 3d 프린터를 쉽게 사용할 수 있게 되었다

동시에 3d 프린터 기술도 발달하여 2015년 전 세계 3d 프린팅 시장 규모는 20억 달러(약 2조 2, 억원)을 넘어섰고 2020년에는 지금의 5배 규모로 성장할 전망이라고 한다.
3d 프린터가 사용되는 분야는 원래 용도였던 산업용 샘플 외에도 아주 다양하다.미국의 로컬 모터스는 자동차의 프레임, 바디, 차대를 한 덩어리로 3d 프린트하여 세계 최초의 3d 프린팅 자동차 ‘스트라티(strati)’를 만들어냈고, 드론의 본체, 뼈대를 3d 프린트하여 만드는 기술은 일반인들도 집에서 쉽게 만들 수 있는 기술이 되었다.
제조업뿐만 아니라 건축 분야에서도 3d 프린팅 기술이사용되고 있는데, 3d 프린터를 이용하면 진흙이나 점토 등 현지에서 구하기 쉬운 소재로 작은 집을 지을 수 있고, 인간이 하기 힘든 공정을 쉽게 만들 수 있으며 콘크리트의 경우 속을 다 채우지 않아도 뼈대 조형이 가능해 재료를 아낄 수 있다는 장점이 있다.중국의 건설사 윈선(winsun)은 3d 프린터로 x층 주택과 2층 고급빌라를 건설했다.

의료 분야에서도 3d 프린팅 기술이 큰 활약을 하고 있다. 임플란트, 브리지 등의 보철물을 개인의 입 모양에 맞추어 3d 프린터로 제작하거나, 수술할 때 다른 부위에서 조금씩 떼서 썼던 뼈를 3d 프린터로 만들어 쓰고 있다

국내에서도 뇌부종으로 수술받은 환자의 두개골을 3d 프린터로 만들어내 이식하는 수술에 성공한 사례가 있다. 의료 분야에서의 3d 프린팅 기술은 환자 개인에게 꼭 맞는 정밀한 모양을 구현할 수 있고 필요한 부분을 빠른 시간 내에 찍어낼 수 있어 위급한 환자에게 곧바로 시술할 수 있다는 장점이 있다


우주에서도 3d 프린터의 필요성이 대두되고 있다. 우주에서의 가장 큰 어려움 중 하나가 옷, 도구, 음식 같은 물품들을 실어 보내서 저장, 유지하는 것인데 3d 프린터를 이용해 우주비행사들이 물품을 필요에 따라 만들어 쓴다면 3d 프린터의 재료만 실어 보내면 돼 불편함이사라지고 효율성도 증가한다

우주에서의 식량 문제도 식재료를 3d 프린터를 통해 프린트해 음식을 만들어 해결할 수 있다.

원래 3d 프린팅에 사용되는 재료는 플라스틱에 머물러 있어 프린트된 제품의 내구도가 좋지 않았고 열에도 약했다. 하지만 현재는 금속도 사용 가능해 보다 내구성이 뛰어난 결과물을 얻을 수 있고 석고, 나일론, 종이, 왁스 등의 재료도 사용할 수 있게 되었다

최근에는 전기 도금법을 이용한 전자 부품을 프린트하는 기술도 개발되어 초소형 전자 회로, 센서를 프린트하는 것도 가능해졌으며, mit에서는 고체와 액체를 동시에 사용할 수 있는 3d 프린터를 개발해 수압식 로봇을 한 번에 프린트해 만들기도 했다. 심지어 식재료로 음식을 프린트할 수도 있다고 하니 3d프린터 재료의 한계가 점점 극복되어 가고 있다고 볼 수도 있다

3d 프린터의 방식이 개량되고 일반인들에게도 널리 알려지며 사용할 수 있는 재료의 폭이 넓어짐에 따라 더 많은 종류와 복잡한 제품을 만들어낼 수 있게 되었다. 또한 3d 프린터를 이용하면 제품 제작에 드는 시간과 비용을 줄일 수 있으며 온라인을 통해 물건을 구매한다면 3d 프린터를 통해 그 자리에서 물건을 바로 받아볼 수 있다

그리고 부품제조 인건비, 조립 비용, 물류 비용을 줄일 수도 있다. 매번 다른 모양, 다른 색상의 물건을 생산해도 새로운 조립 라인이 필요하지 않아 추가적인 생산 비용이 거의 발생하지 않을 것이다

이로 인해 제조업에서 3d 프린터가 차지하는 비중은 높아질 것이다. 그리고 실제 제품을 들여오기 힘든 외진 지역에서도 3d 프린팅을 통해 물건을 직접 만들어 사용할 수도 있다


하지만 3d 프린터가 장점만을 가지고 있는 것은 아니다. 우선 가장 큰 문제점으로 여겨지는 것이 제조업과 운송업에 종사하는 근로자들의 실업 문제이다   (이하 생략)