미래 이야기/기술

[3D Printing] 2030년 3D 프린팅의 미래

에톡 2021. 6. 3. 23:23

한 우주항공 스타트업이 세계 최초로 3D 프린터로 프린팅한 로켓을 적층 제조로 만들어 성간 높이로 쏘아 올리려 합니다.

 

미국 California, Los Angeles 카운티에 기반을 둔 항공 우주 스타트업은 세계 최초로 완전히 3D 프링팅된 로켓을 제조해 궤도로 쏘아올리는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 과정에서 세계 최대 금속 3D 프린터를 사용하고 있다고 합니다.

 

Relativity Space's Stargate 3D printer

 

로봇기술의 정수와 결합된 이 최대 규모의 금속 3D프린터는 3개의 로봇팔이 있습니다. 한 로봇팔은 알루미늄 합금 와이어을 층층이 쌓아 추진체 탱크, 부스터 등 구성요소를 정화고한 모양으로 제조합니다. 다른 보롯팔들은 동시에 후처리, 검사기능, 광택, 문제 표면 제거, 이상여부 확인을 수행합니다.

 

얼마나 빠르고 유연한지 60일만에 새로운 디자인을 인쇄하고 출시하는 것을 목표로 하고 있는 Relativeity Space 는 전체 제품을 인쇄해내 신속하게 상황을 변경하고 유연하게 대처할 수 있음을 보여줍니다.  

 

 

 

Cape Canaveral 에 위치한 Relativity Space 런치패드

 

이 회사의 장기적인 목표는 화성 촬영, 그리고 화성에 완전 자동화된 3D 프린팅 공장을 짓는 것입니다. 60일 만에 로켓이 디자인되고 완성되는 수준이라니, 사실 그 기술력이 어느정도일지 상상도 채 가지 않습니다. 어느날 민속놀이 스타크레프트 게임 내 스타포트에서 비행기를 생산해내는 것 만큼이나 간단한 일이 되어 버릴지도 모르겠다는 생각이 들곤 합니다. 

 

 


 

3D 프린팅 시장

 

영향력 있는 월러스 리포트에서는 2024년까지 적층방식 제조업이 356억 달러 규모의 산업으로 성장할 것이라는 전망을 내어 놓았습니다. 상업용 항공 우주 제조가 그 중 핵심 성장 동력으로 떠올랐으며, 주택 건설, 자동차 제조, 의료 공급, 신발 및 의류, 심지어 식품 산업까지 3D 프린팅이 빠르게 수용하고 있음을 알 수 있었습니다.

 

 

 

ICON 적층방식으로 인쇄된 주택

 

 


 

ICON

3D - Printed Houses

 

화성에 집을 짓기란 매우 성가셔 보입니다. 그 문제를 간단하게 해결할 수 있도록 도와줄 이 기술은 굳이 화성까지 찾아가지 않아도 미래가 전도유망해 보입니다. 지구는 더 시급한 주거 문제에 직면해 있기 때문입니다. 전문가들은 3D 주택 프린팅 센터가 저렴한 주택을 제공함으로서 주택 문제 완화하는 데에 큰 도움이 될 수 있다고 말합니다. 

 

사상 최초의 3D 인쇄 주택 스타트업 ICON은 3D인쇄를 사용하여 주택 구성요소 뿐만 아니라, 벽면과 지붕, 기둥 등 전체 주택을 프린팅 해냅니다. 이 회사는 미국 텍사스 주 오스틴에 헤드쿼터를 두고 있습니다. ICON의 독점적인 시멘트 기반 재료믹스인 라바크리트(Lavacrete)를 사용하여 구조물을 만드는 태블릿 제어 겐트리 스타일의 프린터인 벌컨 II를 사용하고 있습니다. ICON은 $4000 (한화로 약 500만원)미만의 비용으로 24시간 이내에 프린터를 사용하여 주택을 인쇄하기도 하였으며, 2020년에는 더 많은 수의 벌컨을 주문할 예정에 있음을 밝혔습니다. 

 

이젠 정말 땅만 있다면 매우 저렴하고 매우 빠르게 원하는 디자인으로 집을 인쇄할 수 있는 날이 오는 것 같습니다. 저는 시골에서 마당있는 아름다운 집에서 살아보고 싶네요!!

 

 


 

 

AETREX WORLDWIDE
신발의 미래

3D 이미징은 현재 정형외과에서도 이미 널리 사용되어 지고 있습니다. 이미 인정받아져 있는 기술 덕에 신발 디자인이나 산업 등에서도 큰 도움을 받게 되었는데요. 지난 2017년 3D 프린팅 풋 서포트 솔스를 인수한 에트렉스 월드와이드(AETREX WORLDWIDE)에 대해 소개해드리겠습니다. 

 

 

Albert 풋 스캐너를 통해 각 고객에게 알맞는 이상적인 인체공학적인 디자인을 계산하고 프린터는 맞춤정형식으로 신발을 인쇄해냅니다. 이 모든 공정에 3시간이 채 소요되지 않아 충격을 주었으며, 재료, 색상부터 시작해 크기, 아치의 모양등을 자기에게 꼭맞게 인쇄해 착용할 수 있는 시대가 이미 와버렸습니다. 2017년 아디다스는 카본이 개발한 공정을 이용해 퓨처크레프트 4D신발을 선보였으며, 뉴 발란스는 Rebound Resin을 개발하여 인쇄형 신발에 적용 시킬 준비를 하고 있습니다. 이 신소재는 기존 폼랩보다 성능도 뛰어나며 스프링도 강하다고 합니다. 

 

 

 


 

DIVERGENT 3D
3D PRINTS YOU CAN DRIVE

 

Divergent (이하 다이버전트)의 3D 프링팅 슈퍼카인 블레이드 프로토타입은 람보르기니 스타일의 문과 날렵한 공기역학적 디자인을 갖춘 자동차와 매우 흡사합니다. 이 미래지향적인 디자인을 단순히 컨셉트카로 보면 안됩니다. 블레이드 부품은 멋도 멋이지만, 강도와 부하를 최적화하기 위해서만 제작되었다고 합니다. (소프트웨어 설계 및 3D 프린팅 산업 부품의 경우 유기적인 형태를 갖는 것은 드문 일은 아니며, 종종 무게와 부하를 기존의 산업용 부품보다 훨씬 잘 분산시키며 효율적인 모습을 보여줍니다.)

 

 

Divergent 3D 의 Blade

 

 

앞서 소개했던 Relativity Space's Engine과 마찬가지로 블레이드도 DMLS 공정을 사용하여 제작되었습니다. 로켓과 ICON의 집과 같이 목적은 제품을 최대한 3D 프린팅을 통해 생산하는 것이었습니다. 이 자동차의 샤시와 차체 모두 적층 가공법으로 제작되었습니다. 

 

 

 


 

SHAPEWAYS
JEWELRY & HOUSEWARES

 

 

 

Shapeways

 

 

 

이 3D 프린팅 시장은 보형물부터 가상 현실 장비를 위한 시제품 제작에 이르기까지 모든 것을 다 생산해냅니다. 소비자와 공예가들을 위한 주문형 프린터로 가장 잘 알려져 있습니다. 3D프린팅은 보석, 가정용품, 장식용 물품에 있어서 세심한 디테일을 추가하여 인쇄할 수 있는 능력이 있습니다. 최근 Etsy 어플리케이션과 통합된 Shapeways를 통해 누구나 DIY 3D 모델을 제작해 제출하고 재료를 선택해 마감하여 생산을 요청할 수 있습니다. 소비자용 프린터가 인쇄하는 것과 비교가 되지 않는 품질로서 생산합니다. 

 

3D 프린트의 설계 도면 도안은 오픈소스입니다. 모두가 사용할 수 있는 공유 재산이기 때문에 독점이나 반독점이 이루어지지 않습니다. 누구나 도면과 도안을 공유할 수 있고 다운로드 받아 사용할 수 있습니다. 이 때문에 의류 & 패션 업계는 긴장하고 있습니다. 실제로 아침에 샤워하러 가기 전 가정용 3D 프린터에 오늘 입을 옷을 선택해 인쇄하게 하여 매일매일 새옷을 인쇄해 올 수 있기 때문입니다. 

 

 


 

 

FORMLABS
BETTER DENTAL MATERIALS

 

 

3D 프린팅은 매우 작은 크기로 아무리 복잡한 세부 사항을 추가하여도 무리없이 출력해낼 수 있습니다. 이러한 이점때문에 의료계에서는 보청기, 소형 임플란트, 인공장기, 및 각종 장치들을 제조하는 것에 큰 도움이 되고 있습니다. 

 

 

 

Bell cow 의 스타트업 Formlabs

 

Bellcow의 스타트업 Formlabs는 MIT Media Lab에서 3명의 학생이 설립한 회사입니다. 이 회사는 인기있는 Form 프린터를 영국의 가장 큰 치과 교정 연구소인 Ashford 치과 교정술에 기술을 공급하고 있습니다. 이 프린터를 이용하여 브리지 모델, 수술 가이드, 리테이너, 틀리 등 기타 치과 기기를 개개인의 사이즈에 맞게 인쇄 하고 있습니다. 

 

 


 

PIXSWEET
THE THIRD DIMENSION OF FOOD

 

 

정교한 모조 페이스트리 크루아상에서 건축용 초콜릿까지, 기술 친화적인 제빵사들은 수년동안 디저트와 사탕에 3D프린팅 장식 기술을 탐구해왔습니다. 주목할만한 출품작으로서 픽스윗은 맞춤 3D 아이스팝을 디자인하고 프린트할 수 있게 해줍니다. 

 

 

 


 

 

여태까지의 3D 프린팅은 다양한 산업에서 시도되고 있지만 예상만큼의 성과를 보이진 못하고 있는 현실입니다. 아직 까지는 높은 비용과 비교적 느린 생산 속도로 인해 적층 제조 방식은 대부분 소형 부품 제작에 집중되어 있었습니다. 그러나 차근차근 개선되며 새로운 기술로 인해 재차 각광받고 있는 산업입니다. 

 

현재로선 빠른 적응력을 지닌 "유연한 공장"이 굉장히 매력적으로 보이며, 이 산업이 폭발에 가까워 지는 중이라고 합니다. 

 

"고정 인프라에 대한 의존도를 줄이고 빠르게 변화하는 능력은 설계 유연성을 원하는 산업에 매우 중요합니다."

The ability to change quickly and rely less on any fixed infrastructure is extremely valuable for industries that want to move quickly, that want design flexibility,

 

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