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3D 프린터, 인류의 꿈을 출력하라

2013.07.18 10:38

 

“Everything that can be invented has been invented.”
19세기 말 미국의 특허청장을 지냈던 Charlse Holland Duell이 1899년에 한 말입니다. 하지만 다들 아시는 것처럼 인류는 그 이후에도 플라스틱, 컴퓨터, 로봇, 인터넷 등 진보를 거듭해 왔습니다. Duell과 달리 동시대의 프랑스 화가들은 계속 기술이 발전할 것으로 생각하였습니다. 당시 프랑스에서 나온 우편엽서 그림을 보면 2000년 파리지앵의 생활을 상상한 모습들이 표현되어 있습니다.


<그림 1> Drive…. 아니 Fly-in café


<그림 2> 라듐을 이용한 벽난로 (퀴리부인은 라듐 방사선에 노출되어 죽었다고 알려져 있죠)


<그림 3> 옷가게

(※ 더 많은 그림은 여기를 참조하세요.)

2000년 하고도 13년이 지났지만, 아직 상용화되지 못한 것들이 대부분인데요. 이 중 세 번째 그림은 조만간 더 나은 모습으로 가능해질 전망입니다.

이를 가능하게 해 주는 것이 오늘 소개해 드리고자 하는 3D 프린터입니다. 미래학자 레이먼드 커즈와일은 지난달 열린 2013 미래창조과학 국제콘퍼런스 기조연설에서 “7년 뒤엔 옷도 3D 프린터로 인쇄할 수 있어져서 완제품 옷이 무게당 몇 원밖에 안 할 겁니다.”라고 전망하였습니다. 원하는 옷의 디자인 도면만 갖고 있다면 누구나 집에서 3D 프린터를 통해 옷을 만들어 입을 수 있게 되는 세상이 다가오고 있는 것이죠.


<그림 4> 3D 프린터의 작동원리(출처: 연합뉴스 www.yonhapnews.co.kr)

 

3D 프린터의 원리는 간단합니다. 우선 CAD와 같은 소프트웨어로 3차원 설계도를 제작한 뒤 프린터로 전송하면 포토폴리머와 같은 합성수지 원료를 활용하여 등고선을 그리듯 층층이 원료를 분사하여 물체를 만들어 냅니다. 원료는 파우더나 액체, 녹인 실 등의 형태로 분사되며 한 층의 두께는 0.01mm~0.08mm 정도입니다.


<그림 5> 3D 프린터 오브제

3D 프린터가 주목받는 이유로 여러 가지를 들 수 있을 것입니다. 우선으로 생각할 수 있는 것은 다양한 산업에 활용할 수 있다는 점인데요. 오바마 미국 대통령은 연두 국정연설에서 3D 프린팅 기술을 ‘제3의 산업혁명’이라고 평가할 만큼 가전, 우주항공, 자동차, 완구를 비롯해 의료분야에 이르기까지 다양한 분야에서 점점 활용 범위가 넓어지고 있습니다. 실제로 나이키에서는 지난달 6일 3D 프린팅 기법을 활용하여 밑창을 제작한 축구화를 발표하기도 하였는데요. 3D 프린터를 활용하여 12단계의 원형 제작 과정을 6개월 만에 마칠 수 있었다고 합니다. 아디다스에서도 3D 프린터를 적극 도입하기 시작하였는데요. 그 결과 12명의 기술자가 투입되어 수작업으로 4~6주 걸리던 시제품 제작과정이 1~2일로 줄어들었다고 합니다.


<그림 6> 3D 프린터를 이용해 개발된 Nike Vapor Laser Talon (출처: www.nike.com)

3D 프린터는 지구 상에서도 많은 가능성을 갖고 있지만, 우주에서도 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다. 현재 우주에서 사용되는 모든 장비는 지상에서 제작한 뒤 우주로 실어 나르는 형태인데요. 장비도 장비지만 고장이 났을 때 그 부품의 수급에도 큰 어려움이 있습니다. 또한, 우주정거장이 아닌 앞으로 달이나 화성 등 장거리 미션에서 발생할 수 있는 고장을 대비하여 여러 부품을 싣는 것보다는 3D 프린터를 설치한다면 매우 효율적일 것입니다. 그래서 NASA에서는 ‘메이드 인 스페이스사와 제휴하여 내년을 목표로 ISS(국제 우주정거장)에 3D 프린터를 설치하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 지난 19일에 Microgravity Test를 통과하였고, 30% 정도의 부품을 우주에서 조달할 수 있을 것으로 예상됩니다.


<그림 7> Microgravity Test 모습으로, 벽면에 현재 중력(0.02g)이 표시되어 있음 (출처: www.madeinspace.us)

 

우주 하면 우주식량을 빼놓을 수 없는데요. 부품 조달을 위한 3D 프린터와 함께 NASA에서는 우주 식량을 위한 연구도 진행하고 있습니다.


<그림 8> 영화 “하늘에서 음식이 내린다면”

NASA는 지난달 말 Anjan Contractor라는 SMRC 기계공학자의 ‘음식을 만드는 3D 프린터 연구’에 12만 5천 달러를 투자하기로 하였습니다. 쿠키에 초콜릿을 입히는 3D 프린터를 개발하기도 한 안잔은 쿼츠사이트와의 인터뷰를 통해 모든 탄소, 단백질 등의 크고 작은 영양분을 수분을 제거한 가루 형태로 넣을 것이며 이는 30년 정도의 유통기한을 가질 것이라고 주장했습니다.


<그림 9> 3D 음식 프린터의 작동 원리

먼저 출력(?)하고자 하는 음식은 피자인데요. 이는 겹겹이 쌓여 있는 구조로 되어 있는 피자의 특성상 프린터로 제작하기가 용이하기 때문이라고 합니다. 현재 기술로 화성에 가는 데 5개월 정도 걸린다고 하니 2023년을 목표로 마스원이라는 민간업체가 계획 중인 화성 정착촌 건설 프로젝트에 참여하게 될 화성행 유인 우주선에 탑승한 우주인들은 따끈한 피자를 먹을 수도 있을 것 같습니다.

지구 안팎에서 주목받고 있는 3D 프린팅에 관한 관심은 산업계를 넘어 대중화도 빠른 속도로 진행되고 있습니다. 아마존에서는 벌써 가정용 3D 프린터 섹션을 선보이고 있으며, 우리나라에도 1천여 대 정도의 가정용 3D 프린터가 보급되었다고 합니다. 아직은 유통망이 제대로 갖춰지지는 않아 실제 구매하기는 쉽지 않다고 하지만, 가격대도 100만 원대까지 떨어졌다고 하니 집집마다 3D 프린터를 갖추게 될 날도 그리 멀지 않아 보입니다.

여러분은 3D 프린터가 생기면 무엇을 제일 먼저 출력하고 싶으신가요?

 

 

l 글 하지수 선임 컨설턴트 l LG CNS 엔트루컨설팅사업부문

Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS

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