3d 프린팅 활용 분야 및 발전 전망

1. 주간기술동향 2014. 10. 8.
www.iitp.kr
44
3D 프린팅 활용 분야 및 발전 전망*
1. 성장 동력으로 주목 받는 3D 프린팅
◈ 3D 프린팅 산업은 기존 산업의 패러다임을 변화시켜 주력산업의 고부가가치화, 제조업
혁신 및 신시장 창출을 이끌어낼 수 있는 차세대 성장 동력으로 주목
○ 기존 산업의 제조공정 고도화 및 제품개발에 소요되는 시간ㆍ비용을 획기적으로 절감
- 이미 성숙기에 접어들기 시작한 미국ㆍ서유럽 등 선진국 시장과 달리 전체 스마트폰
시장성장률(12.0 억 대, 21.2%↑)을 5.2%p 상회하며 견인차 역할을 지속
※ 3D 프린팅: 각종 소재(플라스틱, 금속, 생체소재 등)를 사용하여 디자인 아이디어를 단기간
에 3 차원 실물로 구현할 수 있는 기술과 기기를 포함하는 개념(산업연구원, 2014. 2.)
○ 일반인 누구나 스스로 제조(설계ㆍ생산)부터 서비스 제공까지 가능하여 창업의 진입
장벽을 낮추고 신시장 및 일자리 창출
◈ 3D 프린터의 개인화 및 소규모 사업장에서 고객이 원하는 제품을 직접 현장 생산으로
제공해주는 서비스가 확대되면서 3D 프린팅 대중화론 부각
○ 이미 1980 년대에 존재했고, 실제 생산현장에서 활용되어 왔던 3D 프린팅 기술은 고
가의 3D 프린터 가격이 하락하며 개인이 3D 프린터를 소장하게 되는 대중화를 실현
○ 3D 모델링 파일의 업로드와 소재만 선택하면 해당 제품을 제작, 판매까지 중개해주는
‘쉐이프웨이즈(Shapeways)’가 2013 년에만 220 만 개의 제품을 3D 프린터로 생산
○ 아마존은 3D 프린터로 제작할 수 있는 장신구, 주방용품, 인형 등 200 여종의 상품을
판매할 수 있는 온라인 장터 개설(2014. 7. 28.)
◈ 폭발적으로 성장하는 3D 프린팅 산업
○ 2013 년 25 억 달러 수준의 3D 프린팅 산업 규모는 2018 년 162 억 달러로 전망되며,
2013 년 이후 5 년 간 CAGR 은 45.7%에 달할 것으로 예상(Canalys, 2014.)
* 본 내용과 관련된 사항은 산업분석팀(☎ 042-612-3149, yshin@iitp.kr)으로 문의하시기 바랍니다.
** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP 의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.
ICT Report

2. ICT Report
45
정보통신기술진흥센터
○ 초기단계이나 장비성능 향상, 가격하락 및 관련 서비스 산업 발전에 힘입어 2012 년
22 억 달러에서 2021 년 108 억 달러로 고속성장 전망(Wohlers Associates, Inc., 2013.)
○ 2017 년까지 시장 규모는 60 억 달러까지 성장할 것으로 전망되며, 현재는 기업 활용
도가 높겠으나 2015 년 이후 일반 소비자의 활용도 향상이 예측됨(Gartner, 2013.)
2. 3D 프린팅의 주요 활용 분야
◈ 다양한 기술(소재, 컬러 및 마감 등) 간 배합 역량이 강화되고, 프린팅 속도와 비용 효
용이 향상되며 다양한 분야로 확대 중
○ (산업연구원) 기존 제조업 분야(시제품, 목업, 콘셉트디자인 등) 외에도 바이오ㆍ의료,
생활용품 등 분야로 확장추세
- (일반 제조) 전체 제조업 분야에서 고루 활용되어 온 시제품 제조(쾌속 조형, RP) 외
에도 목업(Mock up), 콘셉트디자인 제품 구현과 함께 사출금형용 몰드 제조에 사용
- (바이오ㆍ의료) 디자인 변경이 용이한 3D 프린팅의 장점을 극대화 할 수 있는 분야
로, 환자 맞춤형 제품과 서비스를 적기에 제공 가능
- (생활용품ㆍ기타) 구매자의 주문에 맞추는 디자인의 공예품(인테리어 용품 등)과 각
종 생활용품, 장난감에 활발히 활용 중
○ (Wohler Associates) 2013 년에는 소비재 및 전자장치, 의료/치과, 자동차사업, 산업용
기계 산업 순으로 활용되며, 목업(Mock-up)에서 최종제품 생산으로 활용범위 확대
<자료>: Canalys, 2014. 3. <자료>: Gartner, 2013. 10.
(그림 1) 전세계 3D 프린팅 산업 시장규모

3. 주간기술동향 2014. 10. 8.
www.iitp.kr
46
- 현재 3D 프린터 시장은 초기 단계로 향후 3D 프린터의 항공, 건축, 바이오, 엔터테인
먼트 등 실생활에서의 적용 범위는 더욱 넓어질 전망
○ (Gartner) 초기 3D 프린터의 단순한 입체 모형 제작 활용에서 제조, 의류, 식료, 의류
등 다양한 산업군에서 활용 가능
- 영향력 크기: 소비재 및 제조업 > 건설, 교육, 에너지, 정부, 의약품, 군, 소비, 통신,
교통 및 유틸리티산업 > 은행 및 금융, 보험산업
○ (맥킨지) 3D 프린팅 산업은 1 차적으로는 개도국 보다는 선진국에 영향을 미치며, 소비
패턴 변화, 창업 활성화, 신제품ㆍ서비스 창출 및 생산성 증가를 야기
3. 주요국의 3D 프린팅 주도권 확보 경쟁
◈ (미국) 3D 프린팅 시장 선점을 위한 업계 내 기업 M&A 경쟁 치열
○ 최근 미국 및 세계 시장 선두 기업인 3D Systems 사와 Stratasys 사가 중소형 기업의
M&A 를 발표하며 시장점유율 확대
○ 미국 3D 프린터 업체들은 인수합병을 통해 단순한 규모 확장뿐만 아니라 판매량 통합,
연구개발 능력 공유, 신규 사업 모델 개발 등 비즈니스 전략을 추진
◈ (독일) 산업계 전반 3D 프린팅에 대한 높은 기대감과 3D 기술 응용사업 활기
○ 시장 적응이 뛰어나 주요 산업 분야에 막대한 영향을 미치며, 인더스트리 4.0 과 함께
산업 공급망에 커다란 변화를 초래(독일정보통신기술협회장 Dieter Kempf)
○ 아직은 높은 가격 때문에 보편적 상용화는 미흡하나, 향후 일반산업, 의료 분야 뿐만
아니라 일반 소비자 대상 미니어처 제작 등 활용 범위가 점차 확대될 것으로 예상
○ 이미 산업설계에 있어 시제품 제작에 활용되어 온 3D 프린터, 소재 개발과 서비스 확
대로 관련 산업 매출 증가
◈ (영국) 3D 프린터를 2014 년 교육 커리큘럼에 포함함으로써 5 년 내 영국 대부분 학교
가 3D 프린터를 보유할 것으로 전망
○ 디자인 산업에 강세를 보이는 영국의 경우 3D 프린팅 기술개발에 정부 차원의 지원
확대 중

4. ICT Report
47
정보통신기술진흥센터
◈ (일본) 제조업의 차세대 중점 3 대 신기술으로서 미래 ‘모노즈쿠리’로 부상
○ 일본 정부는 3D 프린팅 산업 발전을 위해 2014 년 총 40 억 엔의 예산을 투입하여
3D 프린터용 조형기와 원재료 개발 가속화 방침
○ 향후 시장선점을 위해 완성차 및 항공기 부품 조달이 가능한 금속 조형기술 개발에 정
부 지원이 집중될 것으로 예상
◈ (중국) 3D 프린터 관련 핵심기술 및 설비 부족으로 소규모 산업에 그치고 있음
○ 그러나 기술 및 설비가 지속적으로 개선되고 있으며, 제품설계, 쾌속 조형생산, 주조,
의료 등의 방면에서 기술 설비의 응용이 확대되고 있음
◈ (한국) 국내 3D 프린팅 시장 규모는 2012 년 기준 약 300 억 원 규모로 추정되며, 판
매 중인 프린터의 90%가 수입품으로 구성(IRS Global)
○ 최근 가장 활발하게 3D 프린팅 수요가 발생하는 분야는 의료 분야이며, 병원 수술에
필요한 환자 맞춤형 수술가이드와 임플란트 제조에 활용
○ 3D 프린팅 관련 프린터, 저작 SW, 프린팅 서비스까지 외국산이 장악
◈ 3D 프린팅 산업 육성을 위한 주요국 정책
○ 미국을 중심으로 독일, 영국, 일본 등 선진국과 중국 등 아시아 신흥국이 3D 프린팅
및 첨삭제조 관련 기술확보를 위해 투자 중
- 선진국은 금융 및 재정위기를 거치며 제조업 기반의 직접 보유가 국가 경제 회복과
고용창출에 효과적임을 인식하고 3D 프린팅 관련 기업에 대한 지원 활발
○ 미국과 유럽은 3D 프린팅 시장을 선도하며 기술 우위 확보를 위한 R&D 및 시장 수요
창출에 주력. 후발주자인 일본은 특허 리스크 관리에 집중
4. 3D 프린팅의 기회와 위협
◈ (3D 프린팅의 현 좌표) 가트너의 Hype Cycle 에서 2014 년 Consumer 3D 프린팅 기
술은 과도한 관심이 집중되는 ‘버블기’를 지나 “현실적인 재조명기” 초입에 직면
○ 3D 프린팅 시장은 초기 단계로 산업용 3D 프린터는 대형 제조업계에서 먼저 도입하여
사용 중이며, 개인용 3D 프린터는 일부 early adopter 들이 구매하여 사용

5. 주간기술동향 2014. 10. 8.
www.iitp.kr
48
○ 3D 프린팅 관련 많은 공급기업이 발생하나, 비즈니스 모델로서 확산되지 않은 상태이
며, 실제 기술 능력보다 과도한 관심이 집중되는 단계
- 일부 기업은 R&D 등 구체적인 사업 활동을 수행하나 그렇지 않은 경우가 더 많음
○ 향후 3D 프린팅은 상용화 실패 등에 따른 시장의 기대 급감이 발생하고, 제품ㆍ서비스
상용화 실패 기업의 시장 퇴출이 이루어지는 “현실적인 재조명기”에 진입
- 3D 프린팅이 상품화에 대한 실패를 경험하고 지속적인 투자가 가능하기 위해서는
early adopter 를 만족시킬 수 있는 상품으로 발전을 시켜야 함
○ Enterprise 3D Printing 의 경우엔 생산성의 안정기에 접어들어 광범위한 산업이 태동
되는 ‘안정기’를 거치고 있으며 기업별 생존 능력에 대한 평가가 명확해짐
- 초기 상품보다 개선된 2,3 세대의 상품들이 탄생 나타나기도 하며, 보수적인 기업들
은 여전히 향후 어떻게 진행이 될지 주시
◈ (3D 프린팅의 기회) 규모의 경제와 범위의 경제의 경계를 허물어버림으로써 성장 또는
혁신할 수 있는 기회를 기업에 제공
○ 단순 아이디어 상품이나 시제품 생산에 그치고 있지만 자동차와 같이 제조업체 생산라
인에 폭넓게 확산 적용될 것
- “현재 3D 프린터 70%가 단순 상품 제작에 활용되고, 30%만 제조업체 생산에 적용되
나 제조업 비중이 70%까지 상승”(토드 그림 T.A.그림 & 어소시에이츠 회장, 2014. 8.)
○ 전자, 항공, 자동차, 의료, 교육 등 전통 산업에 재도약 기회를 제공할 것이고, 기술집
약형 산업구조화에 기여
○ 제조업과 정보통신기술(ICT)의 융합 등 새로운 산업 형태 창출
- 개인맞춤형 생산ㆍ거래의 확산으로 혁신을 이끌고, 디지털데이터 중심의 제품 설계,
시제품 제작, 제조ㆍ생산, 유통 등이 통합되는 디지털시대 개막(제조업의 민주화)
○ 아이디어 제품, 부품, 취미활동용 장식품 등을 직접 제작, 생산, 소비하는 프로슈머의
촉진과 함께 책상 위 프린터에서 물건을 뽑아내는 데스크톱(Desktop) 공장 실현
◈ (3D 프린팅의 위협) 일각에서는 3D 프린팅 기술의 대중화에 의구심 표명
○ 투자 업체 모건 스탠리(Morgan Stanley)는 3D 프린팅이 혁신적인 기술이긴 하나 전통
적인 제조 방식을 위협하지는 못할 것이라고 분석(Financial Times, 2013. 12.)

6. ICT Report
49
정보통신기술진흥센터
- 복잡한 형태의 부품은 3D 프린터 제작이 효과적일 수 있으나, 대량 생산의 단순 부
품은 현재 기술 수준을 고려했을 때 비용이나 제작 시간 측면에서 오히려 비효율적
- 실제 3D 프린터 도입 기업 중 현재 제품 생산에 활용하는 기업은 전체의 1/4 가량에
불과하며, 나머지는 시제품 생산에만 3D 프린터를 활용하고 있는 실정
○ 일부 전문가들은 ’80 년대에 소개된 3D 프린팅이 최근에 각광받는 현상을 일종의 유행
으로 생각하며 3D 프린팅이 가진 한계를 지적
- 3D 프린터에 대한 관심 폭발로 모든 가정에 한 대씩 들어설 것이라는 전망도 있지만
이것은 거품으로 봐야 함(토드 그림 T.A.그림 & 어소시에이츠 회장, 2014. 8.)
<표 1> 3D 프린팅의 기회와 위협
기회 위협
- 전자, 항공, 자동차, 의료, 교육 등 전통 산업에 재도
약 기회 제공
- 누구나 설계와 디자인, 서비스를 활용해 개인맞춤형
생산 및 거래가 확산되어 혁신에 기여
- 아이디어 제품, 부품, 취미활동용 장식품 등을 3D
프린팅으로 직접 제작, 생산, 소비하는 프로슈머(생
산적 소비자) 촉진
- 3D 프린팅으로 인해 제조업과 정보통신기술(ICT)의
융합 등 새로운 산업 창출
- 전통적인 기획, 생산, 유통 단계에서 기획, 유통, 생
산 방식으로 변화
- 조형속도가 매우 느리고 규모가 큰 물체의 프린팅에
한계
- 광경화성 수지, 레이저 소결 수지, ABS 필라멘트 및
금속소재 일부만 활용 가능하고 가공재료에 한계
- 높은 디자인 해상도로 인하여 상당한 컴퓨팅 능력을
요구하며 이러한 능력을 가진 전문인력 부족
- 소멸된 특허권 등이 있기는 하나, 성격상 특허의 경
계가 모호하고 이로 인한 지적재산권분쟁의 소지가
잠재되어 있음
- 적층방식제조로 단층방향의 힘에 약하고 조형물 강
도가 약함
<자료>: 각종 언론 자료
5. 맺음말
◈ 3D 프린터 기술은 도입기로서 시장 선점을 위한 R&D 정책의 “선택과 집중” 필요
○ 영국은 항공우주, 독일은 3D 바이오프린팅 등 주요국은 3D 프린팅 육성 정책에 방향
성을 가지고 집중함으로써 시너지 효과 극대화 추구
○ 3D 프린팅 적용 분야 발굴 및 산업별 응용 방안 마련을 위해 산ㆍ학협력을 통한 주력
분야 도출 및 집중 육성 정책 수립ㆍ추진
◈ 후발주자로서 단기간에 추격(catch-up) 및 산업 경쟁력을 확보할 수 있도록 우수한 제
조 경쟁력과 ICT 인프라를 활용한 3D 프린팅 산업 생태계 조성
○ 3D 프린팅은 미국과 유럽을 중심으로 기술 개발이 이루어지고 있으며, 일본과 우리나
라는 기술개발 및 정책 수립 초기단계

7. 주간기술동향 2014. 10. 8.
www.iitp.kr
50
○ 개인용 3D 프린팅 서비스, 3D 디자인 등을 거래하는 온라인 마켓플레이스 개발 등 다
양한 비즈니스 모델 창출 지원
◈ 체계적인 교육시스템 구축 및 전문 인력 양성
○ 입체 인지 능력 향상이나 3 차원에서의 창조성 육성을 위한 교육 프로그램을 도입함으
로써 미래 수요와 숙련인력 발굴
○ 제조기술과 함께 설계ㆍ디자인ㆍ디지털 정보나 데이터 등의 기술을 모두 이해할 수 있
는 인재 육성
◈ 3D 프린팅 기술의 대중화로 야기될 수 있는 사회적 이슈와 역기능, 제품 디자인의 저
작권 침해와 같은 윤리문제에 대한 대응방안 마련 시급