3d 프린팅의 도약

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Korea Evaluation Institute of Industrial Technology
SUMMARY
목적
3D 프린팅 기술의 영향력을 소개하기 위함
주요현황
3D 프린팅 기술이 각 산업에 커다란 변화를 불러일으킬 것으로 보임
3D 프린터의 접근성이 높아지며 활용도가 점차 증가할 것으로 보임
시사점 및 정책제안
각 산업에서 3D 프린팅 기술을 활용할 비즈니스 모델을 구축해야함
다가올 4D 프린팅 기술을 활용할 수 있는 대책 마련이 요구됨
ｌ저자ｌ 최재호 팀장 / 프로스트 앤 설리번
(jaeho.choi@frost.com, 02)6710-2035)
이미옥 대리 / 프로스트 앤 설리번
(miok.lee@frost.com, 02)6710-2033)
3D 프린팅의 도약

2. KEIT PD Issue Report
126 한국산업기술평가관리원
PD ISSUE REPORT APRIL 2014 VOL 14-4
1. 3D 프린팅의 출현
영화 ‘스타트랙’을 보면 간단한 음성 명령만으로 음식을 만들어 내는 마법같은 복제기가 나오는 장면이 나옴. 이 장면은
영화에서나 있을 법한, 현실에서는 이뤄질 수 없는 장면으로만 여겨졌지만, 3D 프린터의 개발로 인해 현실에서 직접
만나볼 수 있다는 희망에 한걸음 다가섬.
1986년 첫 상업용 모델이 출시된 3D 프린터는 1990년대부터 본격적으로 기업들이 자신들의 제품 성능 검증 단계에서
소형 제품 생산을 위해 활용돼, 혁신성을 인정받음.
2. 3D 프린팅의 진화
어떠한 형태의 사물이라도 생산할 수 있는 3D 프린팅, 혹은 ‘적층가공’이라 불리는 이 기술은 수지와 같은 물질로 층을
쌓아 형태를 완성시킴.
3D 프린터 도입으로 얻을 수 있는 장점들이 부각되면서, 이에 관심을 가지는 기업들이 늘어나고 있음. 이에 부응하듯 3D
프린터 업체들이 자신들의 제품 가격을 꾸준히 낮춰, 3D 프린터 접근성이 꾸준히 높아질 것으로 기대됨.
또한 유리나 강철 등 3D 프린터로 프린팅할 수 있는 자재들이 많아지면서 다양한 제품 생산이 가능해짐. 이로 인한
파급효과가 매우 커 향후 다양한 산업들에 영향을 끼칠 것으로 보임.
3D 프린팅 기술이 진화하면서 효율성과 성능이 향상돼 초기 원형 생산 목적에서 벗어나 헤드폰이나 바이올린, 기타,
휴대폰 케이스 등 완제품까지 생산하는데 이름
기업들은 신제품 개발 단계에서 3D 프린팅 기술을 산업화 도구로 활용할 것으로 보임.
3D 프린터 기술 발전과 규모의 경제 축소로 가격 하락은 계속됨. HP 3D systems와 같은 3D 프린터 제조업체들이 3D
기술과 제품 프린팅에 사용되는 자재 개발에도 꾸준히 힘써, 3D 프린터 가격이 크게 하락했고 향후에도 가격 하락세는
지속될 전망임.
가격 하락은 3D 프린터를 대중화로 이어졌고, 이는 다시 더욱 창의적인 디자인과 아이디어를 도출해 낼 수 있는
기반으로 자리 잡음.
3D 프린터를 구매하지 않고 필요할 때만 이용할 수 있는 3D 프린팅 서비스 제공 업체도 생겨남. Shapeways같은
업체들은 저렴하게 고객들이 직접 디자인한 아이디어를 3D 사물로 제조해 주는 서비스를 제공하고 있음.
쾌속 조형방식을 활용한 3D 프린터는 비용 효율적이며 원형 제작에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있음.
제조업체들이 생산 라인과 공급 체인에도 3D 프린터를 활용한 하이브리드 제조공정이 등장할 것으로 보임. 이러한
과정은 제조업을 보다 더 효율적이고 생산 시간도 절반으로 줄여 더 나은 품질의 상품을 소비자에게 제공할 수 있게 됨.
3D 프린터의 결과물을 “지능화”를 통해 원하는 모양으로 조립하는 4D 프린터의 개발이 논의되고 있음.
4D 프린팅이 미칠 영향은 3D 프린팅보다 커서 미래에는 스스로 조립하는 가구나 필요에 따라 외형을 변화시키는
건물이 나올 것으로 보임.

3. 특집 3 3D 프린팅의 도약
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3. 3D 프린팅의 상업화
3D 프린팅이 원형 제작에 국한되어 활용되었던 것과 달리 미래에는 주요 산업 도구로 활용될 것으로 보임.
Cubify는 최근 디자이너 Janne Kyttanen이 고안한 신발 제조용 3D 프린터 서비스를 개시함. 신발 디자인들은 무료로
온라인에서 다운 받을 수 있으며, 다운 받은 신발을 프린트해 바로 신어볼 수 있음.
2013년 6월 영국에서는 Maplin이 가정용 3D 프린터를 최초로 판매했음. 사용자들은 가정용 3D 프린터를 통해 직접
스마트폰 커버나 장신구 디자인 제작을 할 수 있음.
3D 프린팅 기술의 활용도가 높아지면서 프린터 기종이나 프린터 소재들이 다양해져, 소비자들 선택의 폭이 넓어질
것으로 보임.
과거 3D 프린터 한대 가격은 $175,000-$250,000 사이로 가격이 다소 높아 소수 기업들만이 활용할 수 있었음.
현재 Cube 3D printers, Afinia 3D printer 등 일반 3D 프린터의 가격은 대략 $1,500, 고급기종은 $10,000-$35,000
수준으로 10년 전에 비해 많이 저렴해짐.
2020년에 3D 프린팅 시장 크기는 $52억에 육박할 것으로 보임.
3D 프린팅 기술은 다양한 산업에서 기존의 생산방식에 비해 비용 효율적인 생산을 가능케 해, 많은 이점을 안겨줄
것으로 보임.
중국은 적층가공 티타늄 부품을 항공 산업에 접목해 글로벌 리더로 발돋움할 계획을 가지고 있음. 3D 프린팅을 통해
경량화시킨 제품 생산으로 부품 내구성을 높히는 동시에 생산 비용을 절감할 수 있음.
3D 프린팅은 제조업과 물류 등 다양한 산업에 많은 영향을 미침. 특히 의료 산업 및 자동차 산업에서 3D 프린팅을
활용해 개개인들의 요구에 따라 맞춤형 제품을 생산하고 있음.
이에HP나 Stratasys 같은 주요 3D 프린터 제조업체들은 바이오 프린팅 전문 기업인 Organovo나 SLM Solutions들과
경쟁에 나섰으며, 관련 업체들이 점차 늘어나면서, 경쟁 구도는 더욱 치열해질 것임.

4. KEIT PD Issue Report
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3.1 3D 프린팅 핵심 산업
3.1.1 의료 산업
3D 프린팅을 통해 개개인의 체형에 정확히 들어맞는 제품 생산이 가능해져 현재 의수족이나 치아 교정 장비 생산에
활용되고 있음.
3D 프린터는 조직이나 나노의학, 제약, 장기 제조 등 다양한 의료 산업 분야에 미치는 영향은 거대할 것으로 보임.
3D 프린팅 기술 발전으로 향후에는 맞춤형 약제 생산은 물론, 장기 기증 부족 문제 해결에도 활용될 수 있을 것으로
보임.
Organovo는 2009년 의료용 바이오 3D 프린터를 처음 개발해 많은 조직들을 복제 하였음.
3D 프린팅 기술은 제약이 많이 따랐던 기존 의료 절차에서 벗어나 일반 의료진 및 외과 의료진들이 더 많은 환자들의
건강을 증진시킬 수 있도록 돕고 있음.

5. 특집 3 3D 프린팅의 도약
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3D 프린팅을 활용한 복제 장기로 외과 의료진들이 실습이 가능해, 실제 복잡한 수술 과정에서 발생할 수 있는 위급 상황
발생률을 낮출 수 있을 것으로 기대됨.
실제로 합병증을 앓던 갓난아기를 3D 프린팅을 활용한 응급 조치로 생명을 구한 사례가 있음.
3D 프린팅을 통해 환자 맞춤형 장비를 생산해 더 나은 의료 환경을 제공할 수가 있음.
3.1.2 자동차 산업
자동차 산업에서 3D 프린팅은 디자인 및 자동차 부품 제조 등 활용 범위가 매우 넓어 잠재력이 무궁무진함.
Ford나 KOR EcoLogic 등의 자동차 제조업체들은 이미 3D 프린팅을 활용해 자동차 디자인을 고안하고 있음.
또한 자동차 소유자들도 자동차 부품이 단종됐다해도 3D 프린터를 통해 예비 부품들을 다운받고 맞춤 제조를 할 수
있어, 비용 절감 효과가 예상됨.
기존의 자동차 생산 공장이 아닌, 쇼케이스 현장에서 3D 프린팅을 통해 고객이 주문한 자동차를 만들고 맞춤 시트까지
제작이 가능해 질 거라 기대됨.
3.1.3 제조 산업
3D 프린터 가격 하락세에 가속도가 붙으면서 온디멘드 제조업이 점차 현실로 다가오고 있음.
혁신적인 중소기업들 사이에선 3D 프린팅 기술이 규모 경제를 축소시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 여겨짐.
과거 3D 프린팅은 기술 도입할 여력이 되는 거대 기업들에서만 국한돼 활용 되었으나, 기기 및 자재 비용이 낮아지면서
주류로 편승할 수 있는 정점에 놓인 것으로 보임.
이에 3D 프린팅 기술이 대중화되면서 제조업에 미치는 영향력도 커짐.
현재 제조업체들은 많은 부품 생산을 외주업체에 맡기고, 그 부품들을 모아 조립해 완제품을 만들었기 때문에 비용은
물론, 많은 시간이 소비됨.
하지만 3D 프린팅은 부품의 생산이 최종 제품 생산과 맞물려 이루워져 한 장소에서 모든 생산 과정이 진행되기 때문에,
외주업체에 아웃소싱을 줄 필요없이 제조 과정을 원활하게 진행시킬 수 있어 비용과 시간을 많이 절약하게 됨.
4. 3D 프린팅이 공급 체인에 미치는 영향
3D 프린팅으로 현지 생산이 가능해지면서 공급 체인에 다양한 영향을 미칠 것으로 보임.
3D 프린팅은 생산에 필요한 시간을 단축시켜 더욱 빠른 제품 배송을 가능케 함.
원재료 → 제조 → 도매 → 소매 → 구매 단계로 기존 공급 체인에서 도소매 단계를 거치지 않고 제조업체들이 소비자에
직접 제품을 배송하여 공급 체인을 단순화시키고 비용 효율성을 높힐 것으로 보임.

6. KEIT PD Issue Report
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배송 비용 및 탄소 배출량을 현저히 감소시켜 배송의 효율성을 더욱 증대시킴.
과거 공급 체인은 제품을 대량 생산한 후에 창고에 보관하고 운송이 이뤄졌으나, 3D 프린팅을 도입한 후에는 주문량에
따라 제품 생산량이 결정돼, 재고 및 물류 흐름에 영향을 미침.
이로 인해 공급 사슬은 더욱 단순화되고 생산과 유통이 원활해지며 폐기물을 줄이고 조립 공정을 단축할 수 있음.
창고업은 기존 공급 체인 모델의 필수 요소 중 하나로, 제조업체가 운송이나 도소매 판매가 이뤄질 때까지 제품 보관을
위해 쓰여졌으나, 3D 프린팅과 온디맨드 제조업의 도래, 국지적 유통 등으로 인해 제품 보관 수요가 줄어들 것으로 보임.
3D 프린팅은 부지 문제, 단계별 생산과정, 비용, 고집약적 노동력 등 기존 공급 체인이 가진 취약점을 개선할 수 있음.
제조업체들은 3D 프린팅의 파급효과를 인지하고 변화된 공급 체인에 알맞게 비즈니스 모델을 다시 구상해야 함.
5. 결론과 시사점
3D 프린팅으로 맞춤 제작이 표준화가 되고 고객들은 본인이 원하는 제품들을 자세한 설명을 덧붙여 주문하여 프린트된
제품을 배송 받을 수 있는 시대가 올 것으로 보임.
기업들은 이러한 동향을 파악하고 그에 따른 판매나 유통, 마케팅 전략들 수정해 고객 맞춤 제품을 제공하는 것이야 말로
경쟁적 우위를 점할 수 있음.
아주 고가이거나 생산이 까다롭던 제품들까지도 3D 프린팅을 통해 저렴하고 쉽게 생산할 수 있게 돼, 새로운 사업
기회들과 사업 모델들을 창출해 낼 것으로 기대됨.
중국이나 인도뿐만 아니라, 다른 선진국들에서도 저렴하게 제품을 생산할 수 있게 되어 공급 체인은 현지에 국한되고
3D 프린팅은 세계적으로 영향력을 행사할 수 있을 것으로 보임.
새로운 자동차 모델과 의료 장비 등 새로운 제품 혁신이 더욱 가속화 될 것으로 기대됨.
6. 3D 프린팅의 기회
1986년 3D 프린팅의 개념이 처음 소개되었을 당시 혹평이 쏟아졌음.
하지만 3D 프린팅은 기존의 산업 모델을 변화시켜 또 한 번의 산업 혁명을 불러일으킬 주요 와해성 기술로 자리 잡음.
4D 프린팅에 대한 초기 반응도 이와 비슷하지만 환경에 따른 변화에 대한 빠른 적응력을 가진 4D 프린팅의 도입이
기대됨.
현재 4D 프린팅은 이론적 개념에 불과하지만 MIT에서는 이를 현실화하려는 연구가 진행 중에 있음.
앞으로 기업들이 3D 프린팅 활용 방안에 어떤 변화를 주고 4D 프린팅에는 어떤 역할을 줄지 기대됨.