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허공에 물건을 만드는 ‘3D 펜’

  • 2015.08.24.
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3D팬_01

 

기술의 발전은 항상 신속하고 급변하게 이루어져 우리에게 놀라움을 선사합니다.
어렸을 적 만화나 영화에 간혹 그림을 그리면 그것이 곧 물체가 되는 장면이 있었는데, 한 번쯤 보신 적 있으신가요?

평면에 그림을 그리니 사물이 되고 생명이 된다는 것은 마법 같은 이야기가 아닐 수가 없습니다.

오늘 소개해 드릴 기술은 아직은 미비하지만, 언젠가 이러한 상상을 이뤄줄 기술의 첫걸음이 될지도 모릅니다.
바로 허공에 선을 그어 물건을 만드는 ‘3D 펜’입니다.

 

3D팬_02

 

◆ 최초의 3D 펜

어떻게 이런 일이 가능할까요? 다만 현재 이 기술은 우리의 상상처럼 평면에 그림을 그리면 그것이 변해서 움직이는 물체가 되는 개념은 아니며, 간단히 말하면 ‘선’이 모이면 ‘면’이 되고, 다시 ‘면’이 모이면 ‘입체’가 되는 원리입니다.

이것이 처음 상용화 시킨 것은 장난감 개발자 ‘맥스웰 보그’와 MIT 출신 ‘피더 딜워스’가 설립한 ‘워블웍스’입니다. 그들은 사용하던 3D프린터가 오작동해 쪼개져 나온 결과물을 접붙일 방법이 없을까 고민하다 바로 3D프린터가 물건을 그리는 방식을 펜으로 옮기자는 아이디어를 떠올렸다고 합니다.

여러 종류의 3D 프린터의 원리들 중에 가장 널리 쓰이는 방식은 열을 가하면 물렁해지는 ‘합성 플라스틱’을 녹여내어 ‘노즐’로 겹겹이 쌓으며 물건을 만드는 ‘열가소성수지’ 방식입니다. ‘워블웍스’는 이 3D프린터의 핵심 부품인 ‘노즐’을 따로 떼어내 펜 형식으로 만들기로 한 것입니다.

노즐은 재료로 쓰는 플라스틱 막대를 뜨겁게 끈적한 상태로 만들어줍니다. 플라스틱 재료가 안에서 굳지 않도록 일정한 속도로 밀어내면서 노즐 밖으로 나간 뒤에는 재료가 바로 식어 굳어지게 합니다. 그래서 펜으로도 재료를 ‘쌓아’ 입체적인 물체를 만들 수 있게 합니다.

흔히 ‘글루건’이라고 부르는 고체형 접착제를 쏘는 기기의 원리를 생각하면 이해하기 쉽습니다.

‘워블웍스’의 목표는 단순하면서도 재밌게, 누구든지 펜으로 그림을 그리듯 3D펜으로 물건을 만들 수 있도록 하는 것입니다. 그것을 담은 이름이 ‘3D’와 ‘낙서꾼’(두들러, doodler)을 합친 ‘쓰리두들러’(3Doodler)입니다.

 

3D팬_03

 

◆ 다양한 3D 펜

‘쓰리두들러’가 복잡한 3D프린터를 간단한 펜으로 옮길 수 있다는 사실을 보여주자 많은 회사가 개량된 3D펜을 내놓았습니다. 이 가운데 주목할 만한 제품 2가지를 더 있습니다.

하나는 펜에 가까운 3D펜, ‘릭스’(Lix)입니다. 릭스의 무게는 40그램, 크기는 보통 쓰는 볼펜 정도며, 재료로 쓰는 플라스틱 두께도 1.75mm밖에 안 되며, 노즐은 그만큼 더 작습니다. 참고로 우리가 보통 쓰는 샤프 연필이 0.5mm입니다. 또한 전원도 컴퓨터 USB 포트에서 마이크로USB 포트로 연결하여 사용합니다. 그래서인지 릭스로 만든 결과물은 다른 3D펜보다 훨씬 정교합니다.

다음은 플라스틱 안 쓰는 안전한 3D펜, ‘크레오팝’입니다. 크레오팝은 플라스틱을 녹이지 않습니다. 펜에 빛을 비추면 굳는 ‘특수 잉크’(포토몰리머)를 담고 이걸 내보내며 자외선을 쏴 굳힙니다. 열을 가해 플라스틱을 녹이지 않아도 되니 냄새도 안 나고, 전력 소모도 월등히 적으며, 아이들이 쓰기에도 안전합니다. 또한 전원선을 꽂지 않고 배터리를 충전하기에 더 간편한 사용이 가능합니다.

3D펜은 아직 기술적으로 많이 미흡하나, 엄청난 잠재력과 발전성을 지니고 있는 기술임에는 분명합니다. 현재도 여러 창의체험교육용 도구로 이용되고 있으며, 손쉬운 사용 대비 결과물의 우수한 작품성으로 디자인, 예술, 공예, 패션, 건축, 설계 등 전문 분야에서 개인적인 관심과 취미, DIY, 인테리어 등 다양한 분야에서 두루 활용되고 있습니다.

향후 3D펜이 어떤 미래를 가져다 줄 지 기대가 됩니다. 우리가 만화에서 보던 그런 일이 실제로 일어나게 될까요?

 

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