(사진제공: 스트라시스)

 

기술은 때때로 세상을 바꾸어놓는다. 겨우 몇 년 전에 나온 스마트폰은 짧은 시간에 우리 삶은 완전히 변화시켰다. 이제 우리는 일을 하거나 여가시간을 즐길 때는 물론이고, 걸어 다닐 때나 밥을 먹을 때도 스마트폰을 이용한다. 이렇게 빠른 변화는 발표회장에서 손바닥 위에 아이폰을 올려놓은 스티브 잡스도 예상하지 못했을 것이다. 우리는 이것을 혁신이라 부르며 열광했다.

그런데 어쩌면 또 하나의 혁신이 될 지 모를 기술이 기다리고 있다. 3차원 프린팅 기술이 바로 그것이다. 프린터를 이용해 컵이나 기계부품 같은 입체물을 만들 수 있는 프린터가 실용화되어 나왔다. 기존 프린터로는 문서나 사진 밖에 만들 수 없지만 3차원 프린터는 활용범위가 무한에 가깝다. 더구나 큰 부담 없이 구입할 수 있는 소비자용 모델도 출시되었다. 과연 3D 프린팅은 무엇이며 우리 삶을 어떻게 바꿀 것인가?

 

 

1. 어떻게 3차원 물건을 프린트할 수 있을까?

우리가 현실에서 쓰는 일상용품은 대부분 입체적인 모양을 하고 있다. 망치나 드라이버 같은 공구류, 핸드폰 케이스, 장난감 자동차 같은 일상용품을 예로 들어보자. 이런 물건들을 공장에서 생산할 때는 재료 덩어리를 커터로 깎아내든가 원료를 녹여서는 금형에 부어 굳혀서 만든다.

그런데 3D프린터는 물건을 만드는 방식이 약간 다르다. 적층방식 프린터는 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 설계도에 따라 물체의 모양을 천천히 쌓아나간다. 마치 등고선을 만드는 것처럼 프린터 노즐에서 잉크 대신 합성 수지 등을 분사해서 바닥부터 위로 재료를 쌓아 올라간다.  이 외에도 원 재료를 레이저 커터로 잘라서 프린트하는 방식도 있다.

 

재료는 플라스틱, 고무, 금속, 종이, 나무 다양한 선택이 가능하다. 한 가지 제품을 대량으로 찍어내는 환경으로는 약간 부족하지만 다양한 종류를 소량 생산하는 데는 유리하다. 재료배합만 입력한 모양뿐만 아니라 색깔까지 그대로 구현할 수도 있다.

 

 3D프린터는 어떤 모양이든 쉽게 구현할 수 있다. 개인이 손으로 직접 깎고 가공해서 만들어야 하는 물건을 기계가 훨씬 정확하고 빠르게 만들어준다. 컴퓨터 도면을 이용하기 때문에 직접 설계도를 그리거나 고칠 필요도 없다. 마치 문서파일을 받아 프린터에서 인쇄하듯 설계도면을 받아 3차원 프린터를 통해 출력하면 된다.

 

다만 아직까지는 결과물의 내구성이 약하다. 연질 플라스틱을 뿜어내서 가공하는 적층방식 프린터로 만든 출력물은 강도가 중요한 기계부품이나 생활용품으로 쓸 수 없다. 레이저커터를 이용하는 산업용 3D프린터를 이용하면 강도는 어느 정도 얻을 수 있지만, 가격이 너무 비싸서 개인이 쓰기 힘들다. 장식품이나 취미용품 등으로 용도가 한정되고 있다.

 

 

2. 출시된 3D 프린터 제품은?

 

현재 여러 업체에서 3D 프린터 제품을 내놓고 있다. 3D 프린터는 출력물의 최대 크기와 정밀도 같은 성능 차이에 따라 가격에 상당한 차이가 있다. 제품군에 따라 소개한다.

 

1) 산업용 - 스트라타시스 오브젝트(Objet)1000

산업용 제품의 프로토 타입을 제작할 때 쓰는 제품이다. 일반 플리스틱에서부터 ABS급 엔지니어링 플라스틱에 이르기까지 100여개 이상의 재료를 지원한다. 출력물은 가로 1m x 세로 80 cm x 높이50 cm 까지 만들 수 있다.  따라서 1:1 스케일의 산업용 제품을 곧바로 만들 수 있다. 또한 제작된 프로토타입은 드릴로 뚫거나, 조립 및 나사로 연결이 가능할 만큼 뛰어난 내구성을 가진다.

 

 

2) 연구용 - 3D System 큐브(Cube)

 

학교나 개인 연구실에서 사용할 수 있는 프린터이다. 가정에서도 쉽게 다룰 수 있도록 쉬운 사용자 인터페이스를 채택했다. 프린터 크기는 26Cm*26Cm*36Cm이며 무게는 4.3kg으로 옮기기 쉽고 디자인도 귀여운 편이다. 2013년 CES에서 BEST OF WINNER 로 선정되었다.

 

(사진 : 3d_17.jpg ,)

원재료를 녹인 다음 압력을 가해 뿜어내서 출력물을 만든다. 샘플용 제작파일 25개가 제공되어 즉시 써볼 수 있다.  출력물 최대크기는 140mm*140mm*140mm이며 정밀도는 0.2mm이다. 가격은1299달러.

 

3) 가정용 - 파이럿 3D 버커니어

 

 

미국 스타트업 기업인 피이럿 3D가 판매할 예정인 가정용 프린터이다. 가정용 고급 가전제품같은 외관을 가지고 있다. 금속재질의 사각형 상자모양으로 아래쪽은 투명하게 되어있다. 프린팅이 완료되면 투명한 박스에서 완성된 물건을 꺼낼 수 있다. 도면을 입력 할 수 있는 간단한 소프트웨어도 제공되며 PC와 모바일 양쪽에서 이용할 수 있다. 가격은 447달러 예정이며 3D 프린터 카트리지 5개가 함께 제공된다.

 

 

3. 3D 프린터, 다가오는 또 하나의 혁신.

 

 

미국 항공우주국(NASA)은 내년 6월에 우주선에 3D프린터를 탑재해서 국제우주정거장(ISS)에 보낼 계획이다. 부품과 장비를 필요할 때마다 직접 만들어 사용하기 위해서다. 필요하게 될 지도 모를 모든 부품을 잔뜩 싣는 것보다 원재료와 3D프린터만 있으면 훨씬 효율적으로 부품을 공급할 수 있다. 나사 계획에 따르면 우주비행사들은 과거 지구에서 조달해야만 했던 장비 수리용 부품, 클립이나 버클 3D 프린터로 공급받게 된다.

 

마찬가지로 월면기지를 건설할 때도 3D프린터가 유용하다. 복잡한 프레임을 전부 싣고 가는 것보다는 현장에서 바로 자재를 출력해서 만드는 편이 편리하기 때문이다. 이미 사막 모래를 활용해 건축물을 만드는 3D프린터도 나와 있다.

 

 

이런 전문영역에서 검증을 거친 3D 프린터가 우리 생활에는 어떻게 쓰일 수 있을까? 예를 들어 선풍기 날개가 오래되어 부러졌다. 이런 경우는 AS를 받거나 선풍기를 새로 구입하게 된다. 하지만 플라스틱으로 된 선풍기 날개의 설계도를 제조사 홈페이지에서 다운로드 받고는 가정용 3D프린터를 이용해서 출력한다면 간단히 해당부분을 교체해서 수리할 수 있다.

 

취미생활 영역에서 3D 프린터는 더욱 혁신적인 변화를 품고 있다. 집에 앉아서 간단히 최신형 전투기, 거북선 모형, 건담, 캐릭터 피규어 등을 출력해서 가질 수 있기 때문이다. 아이들 장난감을 부모가 직접 데이터를 받아 출력해서 만들어주는 시스템이 가능하다. 일상적으로는 간단한 휴대폰 케이스부터 시작해서 필름 카메라와 생활 자전거 등도 만들 수 있게 된다. 데이터를 개인이 출력하므로 사이즈는 변경하거나 이름을 새겨넣는 것도 매우 간단하다.

 

 

이에 따라 마치 스마트폰 앱 시장처럼 3D프린터를 이용해서 만들 수 있는 데이터를 거래하는 등 3D프린터 생태계가 만들어 질 수 있다. 소비자가 해외 업체의 물건을 보고는 즉석에서 결제하고 다운로드 받아 바로 내 집 프린터로 출력해서 가질 수 있다. SF영화에서나 가능했던 이런 세상이 3D 프린터를 통해 실현될 전망이다.

베타뉴스 안병도 (catchrod@betanews.net)
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