▲ 송낙웅 교수

하루가 다르게 3D프린터 시장이 변화하고 있다. 수억 원을 호가하던 산업용 3D프린터의 특허가 풀리고, 저가 보급형 3D프린터의 오픈소스(open-source) 전략으로 인해 가격은 떨어지는데 반해서 기능과 품질, 속도는 올라가고 있다. 또한 3D프린터 관련 주가가 오르락 내리락을 반복하면서 살아있는 장으로 변하고 있다.
그런가하면 대기업들이 3D프린터 시장으로 진입하고 관련 ‘3D융합산업협회’와 ‘3D프린팅연구조합’, ‘캐릭터디자이너협회’ 등이 속속들이 3D프린터시장에 등장하고 있다. 중국은 발빠르게 세계 최초로 기업과 교육기관 10곳의 주도로 ‘3D프린터기술산업연맹’을 조직하여 세계 시장을 끌어안으려고 하고 있다.

3D프린터로 집짓다

그러한 반증이 중국의 3D프린터 시장규모가 2012년 3억 위안(약 520억원)이었으나, 중국 산업정보부가 3D프린팅 기술개발을 지원하기 위하여 10개 연구센터에 2억 위안(약 350억원)을 지원함으로써 시장규모대비 지원금의 비율이 거의 차이가 없음으로써 2016년에는 100억 위안(약 1조7500억원)을 나타낼 것으로 내다보고 있다.

3D프린터는 3D프로그램(3DS MAX, Maya, CAD, 123D, Z-brush, Sketch-up, Blender, Adobe Photoshop 등)과 아이폰 등 주변기기를 이용하여 무형의 이미지를 디지털상의 유형의 이미지로 전환하고, 다시 오프라인상에서 3D프린터로 적층하여 형상을 얻어내는 기계를 말한다.

이러한 3D프린터는 크게 산업용과 교육용으로 나누어진다. 산업용 3D프린터는 어떤 측면에서 기존 산업의 제작 방식(과정)을 바꿀 것이다. 공장에서 제품을 제작하기 위해서는 금형이 필요한데 3D프린터는 금형 틀을 없앨 것이다.

또한, 우주선에 산업용 3D프린터를 탑재하고 도착지에서 얻어야 할 제품은 “출력을 통해 얻는다”라는 시나리오라든가, 가옥을 3D프린터를 이용하여 적층방식으로 출력을 한다든가, 건물의 입구에 세우는 대형조형물을 조각가가 직접 제작하기보다 3D프린터를 이용하여 “출력한다.”라는 것은 세상을 3D프린팅으로 바꾸고 있다는 것을 반증하는 것이다.

3D프린터의 종주국인 미국 다음으로 앞서고 있는 일본의 경우, 테리 월러스 리포트(Wohlers reports-2012년 발표) 2014년부터 5년간 약 100억엔의 예산을 3D프린터와 파워 반도체 분야에 투자하기로 하였다.

부산, 아직도 생소한 분야

이에 힘입어 저가 교육용 3D프린터의 다변화를 모색하고 있으며, 필라멘트와 조형 크기, 가격 등에서 결과를 얻어내고 있다.

또한, 산업용 3D프린터의 경우 국제 시장에서 경쟁력을 얻어내기 위하여 특허출원에 심혈을 기울이고 있다. 우리나라의 경우는 <신산업 창조 프로젝트> 신규과제를 2014년 미래창조과학부에서 융합기술 10개 분야에 3D프린팅을 포함하여 5개 사업단 내외 연간 사업단 별로 12억원을 2년간 지원하기로 하였다.

세상이 변화하고 있다. 서울의 경우 ‘Tide Institute’, ‘Gluck Lab’, ‘Truevine’, ‘경기지방 중소기업청의 셀프 제작소-Fab lab’ 등의 경우, 교육과 제품 및 모형 제작을 하고 있다. 그 외에도 여러 개인과 회사에서 3D프린터를 이용하여 하드웨어 사업을 하거나 제품 모형을 출력해주는 사업을 하고 있다.

그러나 부산의 경우, 아직 3D프린터를 생소한 분야로 인식하고 있다. 기업이 많음에도 불구하고 산업용으로도 활용이 저조한 실적이다.

3D프린터를 사용하는 곳은 대표적으로 ‘부산디자인센터’와 ‘부산테크노파크’, ‘스타트업 3D프린팅지원센터-(사)캐릭터디자이너협회 부산지회’가 있다.

그 중 부산디자인센터와 부산테크노파크의 경우는 산업용 3D프린터로 제품의 모형을 출력해주고 있으며, 스타트업 3D프린팅지원센터의 경우는 보급형(교육용)으로 제품 모형을 제작해 주고 있다.

최근 늘푸른바다의 고래사에 전시할 어묵 모형을 3D프린터를 이용하여 제작하고, 후 가공 처리하여 산업용 못지않은 고품질의 결과를 얻어냈다.

▲ 3D프린팅의 출력과 후가공 과정.

실업자 막을 수 있다

부산 실업자 수의 증가를 보급형 저가 3D프린터를 이용하여 막을 수 있다.

좋은 품질의 결과물을 얻기 위해서는 산업용 3D프린터가 있어야 한다. 그러나 그것도 제품의 모형을 출력하는 것이다.

다양한 재료를 사용하여 출력을 하기 에는 아직 이르다. 또, 재료가 있다고 하더라도 산업용 1대로 여러 재료를 소화하여 출력해 낼 수 없다. 재료를 다양하게 사용하기 위해서는 여러 대의 고가 3D프린터를 구매해야 한다.

그러나 고가 산업용 3D프린터의 경우 구매비용으로 1대당 약 3억 5000만원 정도의 금액이 든다(국가명: 이스라엘, 제품명: 에덴, 비고: 산업용 2009년). 이러한 금액으로 1대를 구매했다고 하더라도 머그컵 1개를 출력해 내는데 약 5시간정도가 소요된다.

부산디자인센터의 경우 머그컵 크기의 캐릭터를 출력해 낸다고 가정할 때 약 9만원을 실비로 받는다. 따라서 시간과 금액을 계산해보면 투자비를 회수할 수 없다는 결론이 나온다.

기계라는 것은 감가상각이 따르기 마련이다. 기계 1대로 하루에 머그컵을 5개 출력한다고 가정해볼 때, 45만원을 판매한 경우가 되는데, 재료비와 인건비만 뺀다고 하더라도 투자비에 대한 회수는 불가능하다. 그렇다고 “산업용 3D프린터를 구매해서는 안 된다”는 말은 아니다. 용도를 분명히 하면 된다.

보급형 저가 3D프린터의 경우를 살펴보자. 제품의 모형 결과물이 산업용에 비해 현저히 떨어진다. 오차의 범위가 클 뿐만 아니라 최소 적층할 수 있는 두께가 있다.

한도를 벗어나면 뭉개진다. 또 필라멘트의 경우 재료의 소재가 빈약하다. 계속적으로 재료(필라멘트)를 연구하고 있지만 현재 사용할 수 있는 재료는 몇 가지가 되지 않는다. 그럼에도 불구하고 저가형(보급형) 3D프린터의 경우는 부산의 미래를 밝게 할 수 있다.

학생(초등~ 대학생)들에게 3D프린터를 교육시킴으로써 3D프린터에 대한 기술과 재료의 특성, 성형과정에 대한 이해, 창의적인 아이디어 창출, 원가계산 등을 이해시킬 수 있다. 그러한 교육은 부산의 미래를 밝게 할 것이다.

그 한 예로 ‘스타트업 3D프린팅지원센터’는 늘푸른바다의 고래사 어묵모형을 제작하면서 신라대학교 시각디자인학과 학생들과 협업을 하였다.

3D프린팅을 출력하기 위해서는 디지털 모형을 제작하여야 하는데 출력과 후가공을 학생들과 함께 하였으며, 기획과 아이디어 스케치 등은 스타트업 3D프린팅지원센터에서 하였다. 그러한 결과는 저비용으로 제품을 만들 수 있었으며, 학생들에게 장학금을 줄 수 있었던 좋은 사례가 되었다.

또 학생들은 모델링과 출력 과정을 통해 3D프린팅의 결과를 예측할 수 있게 되었으며, 제품 생산에도 참여하게 되어 스펙을 쌓는 결과를 얻게 되었다. 그러나 부산은 앞에서도 밝혔듯이 3D프린팅의 불모지라고 해도 과언이 아니다.

2013년 2월 13일 버락 오바마 미국 대통령은 집권 2기 첫 국정 연설에서 미국 전역에 3D 프린터 연구개발(R&D)센터 15곳을 만들겠다고 말한 것과 영국, 중국, 프랑스의 지원정책 등이 부산의 3D프린팅 교육과 일자리 창출에 시사하는 바가 매우 크다는 점을 상기하기 바란다.