▲ 출처: http://gepl.org/
무엇인지 확실히는 몰라도 어디선가 한 번쯤은 들어봤을 법한 그 이름, 3D 프린터. 여러분들도 한 번쯤 들어보셨죠? 2012년 3월 미국의회 연설에서 오바마 대통령도 “3D 프린터는 우리가 만드는 거의 모든 것의 제조 방법을 혁신할 것이며, 미국에서 제조업을 다시 일으키고자 3D 프린팅 산업을 육성하는데 10억 달러를 투자하겠다”라고 발표하기도 했답니다. 이렇게 3D 프린팅 기술은 우리가 살고 있는 생활 속으로 믿기지 않는 속도로 빠르게 퍼져나가고 있으며, 많은 산업에 영향을 줄 것으로 예상하고 있습니다.
그렇다면 3D 프린터는 도대체 무엇이며, 이것이 가지고 있는 무한한 가능성이라고 하는 것은 어느 정도를 말하는 것인지 궁금하지 않으신가요? 우리가 대부분 알고 있는 모형을 따라 만드는 3D 프린터는 시작일뿐이라고 하는데, 3D 프린터가 만들 수 있는 제품은 어디까지일까요? 지금부터 함께 알아보도록 하겠습니다.
▲ 3차원 도명을 이용한 3D프린터(출처: https://www.fundable.com/)
3D 프린터는 흔히 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원적 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양을 그대로 찍어내는 기계를 말합니다. 3D 프린터는 입력된 설계도를 바탕으로 잉크젯 프린터에서 특수 고분자 물질이나, 금속 가루를 뿜어내어 그 재료를 층층이 쌓은 후, 자외선이나 레이저를 쏘아 재료를 굳혀서 입력된 설계도와 거의 비슷한 실제 모형을 만들어 냅니다. 3D 프린터 기술의 아주 기본적인 원리는 바로 ‘미분, 적분’입니다. 그 원리가 어떻게 되는지 지금부터 한번 살펴볼까요?
우선, 3D 형태의 대상을 미분하듯이 1만 개 이상으로 잘게 잘라 얇은 층으로 나눕니다. 그런 다음, 그 얇은 층들을 차곡차곡 쌓아 올리는 적분의 과정을 통해 입체적인 3D 인쇄물을 얻게 되는 것이지요. 아주 얇은 층으로 나눈 다음, 그것을 다시 쌓아 올리는 과정이 바로 제가 말씀드린 ‘미분과 적분’의 원리와 일치합니다.
3D 프린터가 쓰일 수 있는 #산업분야는?
▲ 다양한 시제품을 만들 수 있는 3D 프린터(출처: http://www.techradar.com/)
3D 프린터가 처음 개발된 배경은 바로 물건을 제품화해서 판매하기 전에, 시제품을 만들어 보기 위해서였다고 합니다. 그런 계기로 만들어진 3D 프린터가 지금은 의학 분야, 우주항공 분야 등 아주 다양한 산업에서 상용화 단계로 들어서고 있다고 합니다. 그럼 3D 프린터를 적극적으로 사용하고 있는 곳들을 찾아가 보도록 하겠습니다.
1. 나이키 3D 프린터 신발
▲ 3D 프린터를 적용한 나이키 신발(출처: 나이키 홈페이지, http://news.nike.com/)
우선, 단순 제조업에서 사용되는 3D 프린터의 대표적인 예는 스포츠 브랜드 ‘나이키’의 신발입니다. 나이키에서 3D 프린팅 기업과 협업하여 바닥 면을 3D 프린팅 방식으로 제조한 상품이 나왔는데요. 현재까지 진행해오던 전통적인 대량 생산 방식으로는 너무나 다양해진 고객들의 수요를 수용하기 어렵다는 판단으로 운동화 제조 공정에 3D 프린팅을 확대할 예정이라고 합니다.
2. 사우스햄튼대
▲ 3D 프린터를 이용해서 제작한 비행기(출처: 사우스햄튼대학교 홈페이지, www.southampton.ac.uk)
또한 3D 프린터를 이용해서 전기자동차나 비행기 같은 여러 이동수단도 만들 수 있습니다. 실제로 영국의 사우스햄튼대학의 과학자들이 3D 프린터로 나일론 가루를 쌓아 만든 무인 비행기를 공개하기도 했는데요. 이처럼 3D 프린터는 아주 다양하게 이용되고 있습니다. 의학계에서도 내 몸에 꼭 맞는 의수, 의족을 만든다든지 어려운 수술 시에 미리 환자의 상태를 반영한 모델을 만들어 사전 실습도 해볼 수 있다고 합니다. 상상 속에서나 가능하던 많은 일들이 3D 프린터를 통해 현실로 이뤄지고 있다고 해도 과언이 아니지요?
혹시 영화 쥬라기 공원을 보셨나요? 지금은 멸종되고 없는 공룡을 유전공학 기술을 이용해 부활시키고, 철저히 오락기술로만 존재하게 하려 했으나, 공룡은 제어가 되지 않았고, 공원을 벗어나 결국 사람을 살상하기에까지 이르렀죠. 이처럼 의도하지 않는 부분에서 통제가 안 되는 경우가 발생할 수 있는데요. 3D 프린팅 기술도 이러한 통제의 관점에서 문제점을 가지고 있습니다.
▲ 총도 만들 수 있는 3D 프린터(출처: http://www.eworldtimes.co.in/)
최근 산업계에 새로운 혁신을 가져올 것이라고 칭송받던 이 3D 프린팅 기술을 이용하여 위험한 총을 만들었습니다. 그런데 더 큰 문제는 이 총이 단순히 모양만 비슷한 정도가 아니라 실제로 발사에 성공하면서 총기 규제 논란에 휩싸였습니다. 누구나 집에서 설계도만 있으면 손쉽게 만들 수 있다는 점에서 위험성이 크다는 지적 때문입니다. 3D 프린터가 만들어낼 수 있는 기계나 모형 가운데에는 아주 당연하게도 총기와 같은 무기가 있습니다. 기계 부품을 구현할 수 있는 이 기술이 유독 총기만 구현하지 못할 이유도 없겠지요. 그런 이유에서 3D 프린터의 통제에 대한 논의는 끊이지 않고 있습니다.
▲ 출처: https://www.3dprintler.com/
두 번째 문제점은 바로 저작권 문제입니다. 최근 음반 및 도서 시장에서도 큰 문제가 되고 있는 저작권 문제는 3D 프린터에서 더 큰 이슈가 될 것으로 예상되고 있습니다. 3D 프린터를 이용한 제품의 불법 복제로 인한 저작권 문제가 생기게 된다면, 제조업 분야에서의 일자리가 크게 감소할 것이고, 자격이 없는 무자격자의 불법 의료 시술, 불법 유통 등의 다양한 문제가 발생할 것입니다.
▲ 다양한 분야에 적용 가능한 3D 프린터(출처: http://geardiary.com/)
3D 프린터는 많은 부분에서 획기적인 발명품임에는 틀림없습니다. 그래서 많은 사람들은 3D 프린터가 다양한 분야에 확산되어 우리의 삶을 편리하게 해주길 기대하고 있습니다. 반면에 일부에서는 3D 프린터의 무분별한 활용으로 많은 사람들이 피해를 볼 수 있기 때문에 규제와 통제가 필요하다고 말하고 있습니다. 이렇게 3D 프린터 기술에 대한 의견이 분분합니다. 하지만 기술은 후퇴할 리 없으니, 3D 프린터가 우리의 생활 속에 깊이 자리 잡을 날이 멀지 않은 것은 확실하겠지요. 다양한 장점이 빛을 보기 위해서는 여러 가지 그림자를 위한 사전 대책을 강구하는 일이 필수적일 것입니다. 앞으로 3D 프린팅 기술이 이러한 단점들을 보완하고 멋진 기술로 우리 앞에 멋지게 나타나길 바랍니다.
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