3D프린팅 소재, 부품, 제조혁신의 미래를 이끌 기술특허!
3D프린팅은 3차원 모델 데이터로부터 복잡한 형상을 가진 구조물을 만들어내기 위한 적층 제조(Additive manufacturing) 공법입니다.
1986년 최초로 광조형 공정이 개발된 이후로 꾸준이 여러 재료와 장비, 새로운 작업 방법 등의 도입을 통해 점차 적층 공법의 발전을 꾀해왔습니다.
3D 프린팅 기술의 출원율은 2013년부터 대폭 늘어나기 시작해 2017년에 정점을 찍으며 이후 조금씩 상승세는 정체되고 있습니다.
그러나 3D 프린팅의 개념조차 희박했던 2010년에 비해 연평균 출원 증가율은 56.8%에 이르고 있습니다.
국가별 3D 프린터 시장 점유율은?
전 세계 3D 프린팅 시장규모는 120억 달러를 훌쩍 넘겨, 2023년에는 무려 270억 달러에 이른다고 합니다.
미국에서는 국내에서 이제 갓 3D 프린팅 기술이 알려지던 2012년에 벌써 15개의 제조업혁신센터를 건립, 네트워크 구축에 나섰고,
Industry 4.0을 발표한 독일은 스마트 팩토리 구현의 생산 방식으로써 3D 프린팅을 지정, 함부르크를 거점 도시로 활성화에 나섰습니다.
가까운 일본과 중국의 경우, 스마트 제조혁신의 수단으로써 3D프린팅 기술보급을 국가차원의 프로젝트로 발동했고, 각 도와 현에 연구개발과 생산시범을 위한 종합기지를 구축하고 있습니다.
이러한 세계시장 흐름 속에서 국내 3D프린팅 산업의 경우, 민간에서의 혁신보다는
국가사업과 정책이 만들어낸 기술 보급형 수요가 대부분의 시장을 차지하고 있습니다. 이는 기술 선진국과의 기술격차를 의미하는데요,
실제로 미국과는 약 3.3년 가량 기술면에서 뒤쳐지고 있다고 합니다. 국내 3D프린팅 시장의 글로벌 점유율은 3.7%에 그치고 있을 정도니,
‘제조업 강국’이라든가 ‘IT강국’ 등 한국에 붙이는 수식어가 다소 무색할 정도입니다.
3D프린팅이 각광받는 이유는?
3D프린팅을 이용한 적층 제조는 프로토타입의 제조, 건설 등에 두루 사용되고 있습니다.
이 외에도 생체역학과 결합이 되면서 바이오 분야에서의 거대한 혁신 또한 점쳐지는 분야입니다.
토목공사에 한 번 들어가면 기본 10년 프로젝트로 불릴 만큼 소요되는 시간과 투입 인력, 자금이 상당합니다.
3D 프린팅은 토목이나 건설분야에서의 프로젝트 기간을 대폭 단축시켜주고, 고도의 숙련공이 필요한 까다로운 시공일수록 디테일하고 정확한 적층 구조물 산출에 대한 기대가 커지고 있어 각광받고 있습니다.
외에도 복잡한 형상의 부품과 시제품 제작에 있어서 상당한 정밀도를 자랑하며, 재료의 낭비를 줄여주고,
커스터마이징이 가능하다는 숱한 장점들을 지니고 있어 상용화에 대한 기대를 모았습니다.
특히 우주항공, 자율주행 등의 자동차산업, 첨단 전자 산업 등 미래의 먹거리로 불리는 각광 산업을 가능케하는 기반 기술이 바로 3D 프린팅입니다.
이미 유럽우주국 ESA에서는 3D 프린터로 우주기지 건설을 하게하는 프로젝트를 진행 중입니다.
사람없이 3D프린터만 우주에 내보내 각 행성의 토양에서 건설 자재를 마련, 적합한 기지를 세우는 것을 골자로 두고 있습니다.
기술의 선발주자들은 특허를 선점합니다. 늘 후발주자들이 어려운 이유는, 쌓아온 데이터의 양과 경험치의 부재도 있지만
그런 것들을 다 뛰어넘을 만큼의 기술을 만들어내도 관련되어있는 선행 특허들로부터 자유로울 수 없기 때문입니다.
소재 부품의 강국, 첨단바이오분야의 선두주자 도약 등, 미래사회로 나아가기 위한 기대 기술은 다양합니다.
그러나 모든 기술의 바탕에는 그것을 양산화할 수 있는 제조기술의 혁신이 반드시 필요합니다.
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