한수원블로그
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눈앞에 와 있는 미래의 3D 프린터

  • 2015.02.05.
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한수원 3D프린터

 

직지직~ 직지직 소리를 내며 출력물을 뽑아내던 도트 프린터를 기억하시나요?
출력이 느리고 전용 용지를 사용해야 해서 가정에서 사용하는 예는 드물었지만 80~90년대를 풍미했던 프린터입니다.
그 뒤를 이어 잉크젯 방식의 프린터가 출시되고 가격이 낮아지면서 프린터는 가정에서도 쉽게 볼 수 있는 기기가 되었죠.

지금은 레이저 프린터도 크기가 작아지고 가격이 싸지면서 잉크젯 프린터도 서서히 사라지고 있는 추세입니다.
이렇듯 기술이 발전하여 새로운 기술이 탄생할 때마다 또 어떤 새로운 것이 우리를 놀라게 할까… 궁금하시죠?

여러분은 레이저 프린터를 뒤이을 새로운 방식의 프린터가 궁금하지 않으신가요?

 

3D 프린터가 레이저 프린터를 대체할 수는 없습니다. 문서를 출력하는 프린터가 아니니까요.
하지만 대신 다른 것을 출력하죠.
바로 사물입니다.

어쩌면 가까운 미래에는 갑작스러운 손님을 대접하기 위해 컵이나 식기 따위가 필요해지면 빌리거나 일회용품을 사러가는 것이 아니라 이 3D 프린터로 출력해낼지도 모를 일이죠.

 

◆ 3D 프린터는 어떻게 시작되었을까?

최근에 많이 들려오는 3D 프린터는 의외로 긴 역사를 가지고 있습니다.
70년대부터 개발이 시작되었지만 조지 오웰이 디스토피아적인 미래를 그렸던 소설 ‘1984’와 같은 해인 1984년에 척 헐(Charles W. Hull)박사에 의해 처음 상용화 기술이 개발되었죠.

이때 계발된 방식이 적충형 방식, 즉 플라스틱 따위의 재료를 조금씩 쌓아올려 굳히는 방식입니다.
이 방식은 구조가 간단한 대신 결과물이 흐트러지는 단점을 가지고 있었습니다.
그리고 많은 기술들이 특허로 묶여있어 오랫동안 기술개발에 뛰어드는 사람이 없었죠.

그래서 그동안은 주로 합성수지 덩어리 등을 깎아내는 방식인 절삭형을 항공, 자동차 분야에서 시제품을 만드는 용도로 주로 사용해 왔습니다.

하지만 절삭형 방식은 컵 따위의 오목한 부분을 가진 물체를 표현하기 힘들다는 단점이 있었죠.
그런 점에서 적층형 방식의 3D 프린터의 기술을 발전시킬 필요성이 커졌습니다.

그런데 특허 기한이 만료되고 오픈소스가 공개되면서 많은 과학자들이 이 방식의 3D 프린터 기술 개발에 뛰어들면서 많은 성과를 내서 다양한 재료를 사용하거나 보다 정밀한 표현들이 가능해져서 이제는 많은 분야에서의 활용방안이 논의되고 있습니다.

그리고 오늘 말씀드릴 3D 프린터도 바로 이 적충형 프린터를 위주로 말씀드릴까 합니다.

 

사실 조금씩 쌓아서 굳히는 방식이라고 하면 상상이 쉽지 않은데요.

최초 개발자 중 한 명인 빌 마스터스(Bill Masters)는 당시(70년대 후반) 많은 이들에게 그가 가지고 있던 아이디어를 ‘발코니에 서서 침을 뱉고, 다시 그 위치에 침을 뱉으면 침이 쌓이고 다시 뱉고, 뱉고, 뱉으면 그만큼 침이 쌓이는 것이죠.

이것이 침에 비유되었지만, ‘점토나 다른 재료라면 물체를 만들 수 있는 것이다.’라고 설명했다고 합니다.

 

한수원_3D펜

 

◆ 내 마음대로 그리는 3D 펜

당시에도 그렇지만 지금도 이런 이야기만 듣고서는 쉽게 상상하기 힘들죠.
하지만 이런 방식을 아주 단적으로 보여주는 기술이 있습니다.
바로 3D 팬이죠.

3Doodler나 LIX Printing Pen 등이 바로 3D 펜입니다.

이 펜들은 허공에 선을 그리면 그대로 굳어서 입체적인 그림을 그리거나 사물을 만들어낼 수 있게 해줍니다.
같은 원리로 작동하는 이 펜들이 허공에 그림을 그리는 방식을 보면 3D 프린터가 사물을 출력하는 방식을 쉽게 이해할 수 있게 되죠.

다른 점이라면 손글씨와 프린트된 출력물의 차이라고 할까요?

여러분 중 3D 프린터의 원리를 가깝게 관찰하고 싶으신 분이 있으시다면 3D 펜을 사용해 보시는 것은 어떨까요?

 

◆ 3D 프린터를 어디에 쓰냐고요?

새로운 기술이 개발되고 보급될 때마다 처음에는 어디에 쓰는 기술인지, 정말 꼭 필요한 기술인지 모를 때가 있습니다.
가정용 PC도 일부 학자나 사업가들은 ‘집에서 컴퓨터를 쓸 일은 없을 것이다.’라고 단언했었으니까요.

하지만 지금은 우리 일상 속 풍경에서 너무나 자연스럽게 자리하고 있죠.
3D 프린터도 어쩌면 아주 가까운 미래에는 여러분의 가정마다, 그리고 병원이나 식당 등 어디에 가더라도 쉽게 볼 수 있게 될지도 모릅니다.

왜일까요? 그 이유들을 알아보죠.

 

먼저 다양화된 재료를 들 수 있습니다.
처음에는 플라스틱 소재에 한정되어 있었지만 최근에는 150 여개가 넘는 소재가 개발되었습니다.
그리고 계속해서 새로운 소재들이 개발되고 있죠.

덕분에 제품 아이디어가 떠오르면 실제로 3D 프린터로 출력해내는 단계에 들어와 있습니다.
아직은 프린팅 하는 시간이 한 시간에서 하루 정도로 긴 편이어서 대량생산을 하기는 힘듭니다.
하지만 소재가 다양화되면서 프린팅 결과물을 가지고 실제로 완제품을 만드는 것은 가능해졌죠.

간단하게는 스마트폰 케이스부터 자동차 부속품이나 시계 부품을 만들어내는 것도 가능합니다.
이게 여러분과 무슨 상관이냐고요?

만약 여러분이 아끼던 시계가 고장 나거나 클래식 카의 부품이 망가져도 부품이 단종 되었을까 걱정을 하지 않아도 된답니다. 부품이 없다면 프린트만 하면 되니까요.

 

한수원_3D프린터

 

◆ 어떻게 그럴 수 있을까요?

3D 프린터는 간단하게 모델링, 프린팅, 마무리의 과정으로 나눌 수 있습니다.
마무리 과정에는 사포로 다듬거나 색칠하는 등의 과정을 포함하고 있지만 최근에는 이 과정을 생략해도 될 정도로 정밀도가 높아지고 색의 표현도 가능해지고 있습니다.

따라서 여러분이 보통의 프린터를 사용하듯 사용하기만 하면 되는 시대가 바로 코앞까지 와 있다고 할 수 있죠.
여러분이 직접 모델링을 하거나, 모델링 파일을 구하기만 하면 집에서 어떤 물건이든 출력해낼 수 있게 될지도 모릅니다.

시작 부분에 말했던 식기들은 세라믹 소재를 사용하면 훌륭하게 만들어낼 수 있습니다.

 

한수원_3D프린터

 

◆ 그렇다면 또 무엇이 가능해질까요?

뤽베송 감독의 영화 ‘제 5 원소’를 보신 분이라면 외계에서 오다가 사고를 당한 릴루의 신체를 재생시키는 장면을 보셨을 겁니다.

어쩌면 그것이 가능할지도 모릅니다.

일부에서는 10년 안에 3D 프린터로 만든 심장을 이식할 수 있을 거라는 예측이 나올 정도로 이미 의료계에서 3D 프린터의 활용방안이 활발하게 모색되고 있습니다. 뿐만 아니라 실제로 활용분야를 넓히고 있습니다.

특히 외과 분야에서 의수나 의족 등의 각종 보철 기기의 제작 등에 활발히 활용되고 있고, 안면이나 두개골 기형, 혹은 손상에도 사용할 수 있을 것이라고 합니다.

또한 항공, 항공 우주 사업이나 예술조형, 피규어나 미니어처, 생활용품뿐 아니라 심지어 초콜릿이나 쿠키 등의 음식을 만들어낼 수도 있다고 합니다.

하지만 일부에서는 이 기술을 악용하는 사례도 벌써부터 생겨나고 있죠.
미국에서는 이미 3D 프린터를 이용해 제작한 권총을 실험발사에 성공했었고, 가까운 일본에서도 작년(2014)에 3D 프린터를 이용해 권총 5정을 제작한 혐의로 징역형에 처해진 일이 있습니다.

어떤 기술이든 잘못 이용하는 사람들이 생겨나기 마련이긴 하지만 씁쓸한 일이 아닐 수 없죠.

그리고 3D 프린터가 보다 대중화되어 많은 물건들을 실제로 구매하는 것이 아니라 모델링 파일을 구매해서 프린트하는 시대가 온다면 이 모델링 파일의 불법복제 문제가 심각하게 대두될 수도 있는 문제가 남아있기는 하죠.

그럼에도 불구하고 3D 프린터의 발전 가능성은 무궁무진합니다.
앞에서 예를 든 분야 말고도 우리가 미처 생각하지 못한 분야에서의 활용까지도 논의되고 있으니까요.

예를 들어 의료분야의 생체조직 재생이나, 소나 돼지의 근육세포를 인공적으로 배양해서 동물을 살해하지 않고도 안정적이고 값싼 단백질을 확보하게 될지도 모릅니다.

 

◆ 실제로 3D 프린터를 사용해보고 싶으신가요?

아직은 약 200~300만 원의 아직은 약간 고가의 장비이긴 하지만 이러한 미래를 보다 빨리 접해보고 싶다면 개인용 3D 프린터를 구입해 보는 것도 고려해볼만합니다.

하지만 단지 체험을 원한다면 게임인 재단(http://www.gamein.or.kr)에서 운영하는 3D 프린트 체험관을 이용해 보시는 것을 추천해 드립니다.

게임인 재단 바로가기>>

자, 눈앞으로 다가온 미래를 다 함께 경험해 보실까요?

 

 

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