• 3D 프린터란?
현재 컴퓨터에 연결된 프린터는 평면 프린터지만, 3D 프린터는 3차원으로 특정 물건을 찍어내는 장비, 즉 프린터를 말한다. 입체적으로 만들어진 설계도만 있으면 종이에 인쇄하듯 3차원 공간 안에 실제 사물을 만들어 낼 수 있어 21세기 첨단기술이 결집된 ‘꿈의 기기’가 되고 있다.
1984년 미국에서 처음 개발됐지만 그간 프린터나 소재가 너무 비싸 극히 제한된 용도에만 사용됐다. 초기 플라스틱 소재에서 나일론과 고무, 금속, 세라믹, 바이오 물질까지 범위가 무한대로 확장되고 있다. 제품생산도 산업용 샘플을 찍어내는 단계를 넘어 시계, 신발, 휴대전화 케이스, 자동차 부속품 등 모든 영역으로 확대되고 있다.
• 3D 프린터의 종류
3D 프린터는 입체 형태의 인쇄물을 만드는 방식에 따라 적층형과 절삭형으로 구분된다. 적측형은 아주 얇은 2차원 면을 층층이 쌓아 올리는 방식이며, 절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아서 인쇄물을 만들게 된다. 절삭형의 경우 소재의 불필요한 부분을 깎아내기 때문에 재료의 손실이 발생하지만, 적층형은 재료의 손실이 없어서 최근 보급되는 3D 프린터는 대부분 적층형 프린터이다.
• 3D 프린터의 재료
일반적인 프린터카 에폭시와 염료로 만들어진 토너나 잉크를 이용하는 것과 달리, 3D 프린터는 주재료로 플라스틱 소재를 많이 이용한다. 그러나 다양한 산업 분야에서 3D 프린터의 활용 가능성에 주목하면서 플라스틱 소재 외에도 고무, 금속, 세라믹과 같은 다양한 소재가 이용되고 있으며, 최근에는 초콜릿 등 음식재료를 이용하는 사례도 소개되고 있다.
• 3D 프린팅이란?
3D 프린팅은 디지털 디자인 데이터를 이용해 2차원 이미지를 3차원, 3D로 변환한 후 이 모양으로 고분자·금속·세라믹 같은 소재를 층층이 쌓아 실제 현실세계의 물건을 그대로 만드는 기술을 말한다.
중세 유럽에서 물과 공기, 불, 흙 등 4가지 구성비만 알면 원하는 물질을 마음대로 만들 수 있다는 연금술과 같은 것으로 21세기형 연금술이라고 할 수 있다. 놀라운 것은 컴퓨터 기술을 통해 설계도와 플라스틱 등 다양한 소재를 활용해 인공 장기를 비롯해 명품 요리, 권총, 자동차, 보석, 핸드백, 자동차 부품, 시계, 신발 등 거의 모든 제품을 만들어낼 수 있다.
• 바이오 3D프린터가 온다
간이나 콩팥, 심장과 같은 인공장기는 어떻게 만들까?
조류(algae) 등 다종의 세포를 이용해 만든 바이오 잉크(bioink)에 연골 세포를 넣어 원하는 모양의 연골조직을 만들어낸다. 바이오잉크는 인공장기나 피부 같은 세포 구조체을 만들 수 있는 원료로 바이오잉크를 사용하면 동맥, 간, 신장, 피부, 심지어 심장까지 3D 프린터로 만들어낼 수 있다.
교통사고나 화재사고를 당한 중증 환자 등에게는 긍정적인 평가를 받고 있지만, 생명윤리 문제 논란을 일으키고 있다.
• 3D 프린터로 비행기도 만든다
첨단 부품의 결정체인 항공기까지 3D 프린터로 생산하는 시대가 열렸다. 2011년 7월 영국 사우스햄튼대는 무인비행기 ‘설사(SULSA)’를 3D 프린터로 만들어 비행시키는데 성공했다.
길이 2.1m의 날개에 무게 3kg짜리로 제작된 이 비행기는 시속 160km의 속도로 비행했다. 비록 무인비행기였지만, 연결부위에 볼트나 나사를 전혀 사용하지 않고 400W짜리 모터엔진을 사용한데다 3D 프린터로 ‘찍어냈다’는 점에의 의미가 컸다. 보잉 787과 같은 거대 비행기까지 만들어진다면, 제조 분야에 혁명적인 변화가 올 수 밖에 없다.
• 뱃속 태아의 모습 그대로 구현한다
아직 태어나지 않은 뱃속 우리 아기는 어떻게 생겼을까? 임산부 뱃속의 태아도 삼차원 조형물로 복사해낼 수 있다.
일본의 3D프린팅 회사인 ‘파소텍(FASOTEC)’은 MRI 단층촬영으로 태아를 스캔해 양수 속에 거꾸로 떠 있는 태아형상(9cm)을 만들어주는 서비스를 제공하고 있다.
‘천사의 형상(Shape of an Angel)’이라는 서비스로 비용이 10만엔(현재 환율 108만원)에 달한다.
• 3D프린터 가정 필수품 된다
머지 않아 3D프린터는 텔레비전, 냉장고, 세탁기처럼 가정 내 필수 가전제품으로 등장하게 된다. 슈퍼마켓에서 원하는 재료를 구입해서 원하는 디자인만 입력하면 원하는 제품을 생산해 사용할 수 있게 된다.
복잡하지 않고 간단한 제품은 직접 생산해 사용하는 시대가 열리게 되는 ‘가정 물품제조’시대가 열리게 된다. 먹고 싶은 최고급 요리도 레서피만 입력하면 3D프린터가 명품 요리를 만들어 준다.