가끔 이런 상상해보신 적 있으신가요? 컴퓨터 화면 속 위시리스트를 화면에서 바로 꺼낼 수 있는 마법이 있다면 얼마나 좋을까……. 즐거운 상상이죠? 그런데 이 상상이 현실이 될 날이 머지않았답니다. 바로 데이터로 존재하는 도면을 현실로 옮겨주는 혁신적인 기술, '3D 프린터'가 등장했기 때문이죠. 이제는 제품을 구매하고 인쇄하여 바로 받아볼 수 있는 날이 머지 않은 것 같네요. 그럼, 본격적으로 3D 프린터에 대해 알아볼까요?
▲ 출처: 위키피디아 (http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing)
3D 프린터가 프린터라는 명칭을 가지고 있기 때문에 인쇄라는 개념과 혼동될 수 있는데요. 프린터라고 하면, 텍스트나 이미지로 존재하는 데이터를 종이 위에 인쇄하는 기계라고 생각이 되죠. 하지만 3D 프린터는 3차원 설계도를 입체적인 물건으로 인쇄한답니다. 이렇게 혁신적인 기술의 3D 프린터! 이미 30년 전에 세상에 모습을 드러냈다는 사실 알고 계시나요? 30년 전인 80년대 초반 미국 ‘3D시스템즈사’에서 플라스틱 액체로 3D 인쇄를 하는 프린터를 세계 최초로 개발했다고 하네요.
[3D 프린터 발명에 큰 도움을 준 PE(폴리에틸렌)]
▲ 출처: 엔하위키 미러(http://mirror.enha.kr/wiki/)
3D 프린터의 보편화는 세계 최대 3D 프린터 회사 스트래터시스가 있었기에 가능했습니다. 그리고 스트래터시스의 3D프린터의 발명은 바로 'PE(폴리에틸렌)'이 있었기에 가능했죠. 1988년 스트래터시스의 창업자 스콧 크럼프는 부엌에서 딸에게 줄 장난감을 만들고 있었습니다. 그는 폴리에틸렌과 왁스를 섞은 혼합물질을 글루건에 채워서 한 겹씩 덧대면서 모양을 만들어냈습니다. 이것이 3D 프린터 방식의 시초가 되었고, 특허를 내면서 사업을 시작하게 되었습니다. 현재는 입체형태를 만들어 내기 위해 사용되는 소재가 다양해지고 있지만 (현재까지 개발된 3D프린터 잉크 소재는 30가지 이상), 3D 프린터의 최초의 잉크는 폴리에틸렌이었던 것이죠.
한화케미칼도 3D프린터 테마주?
한화케미칼은 3D 프린터의 테마주로 관심을 받고 있는데요. 전자제조업이 아닌, 화학회사가 왜 3D프린터와 관련이 있냐구요? 바로 화학분야가 3D 프린터 산업에 직간접적으로 기여하고 있기 때문이랍니다. 3D프린터 잉크의 재료는 플라스틱 등 석유화합물이 대부분을 차지하고 있습니다. PE, PVC, PLA, ABS등의 다양한 플라스틱 소재가 활용되는데, 한화케미칼에서도 이러한 합성수지를 생산하고 있다는 사실! 잊으신 것은 아니죠?
▲ 출처: 유튜브 (http://www.youtube.com/watch?v=5UyjjI1lW9o)
3차원 프린터는 ‘쾌속조형 방식’과 ‘컴퓨터 수치제어 조각방식’이라는 크게 2가지 원리로 3D 설계도면을 실제의 물체로 인쇄합니다. 쾌속조형 방식이 훨씬 더 보편적인 방식인데요. 아주 얇은 레이어를 한층 한층 쌓아서 모양을 완성해나가는 방식이랍니다. 이때 레이어의 두께가 얇을수록 물체는 정교해진답니다. 현재의 3D프린팅 기술로는 시간당 2.8cm 높이로 쌓아올릴 수 있다네요. 레이어를 겹쳐나가는 방식의 프린터에는 파우더, 액체, 실 형태의 잉크가 들어갑니다. 3D프린터로 출력된 인쇄물은 경화제에 담군 뒤에 건조과정을 거쳐 최종 완성됩니다.
▲ 사진출처: 위키페디아 (http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing)
덩어리를 깎아 모양을 만들어내는 ‘컴퓨터 수치제어 조각방식’은 레이어를 겹쳐서 인쇄하는 방식보다 곡선부분이 매끄럽다는 장점이 있답니다. 반면 음각 부분 성형이 어렵고, 한 가지 색상으로만 출력된다는 단점이 있기 때문에 정교한 디테일이 필요한 인쇄는 ‘컴퓨터 수치제어 조각방식’보다는 ‘쾌속조형 방식’에서 더욱 애용됩니다.
▲ 출처: 위키피디아 (http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing)
3차원 프린터의 애초 목적은 시제품을 만들기 위한 것이었답니다. 제품에 대한 설계와 디자인이 완료되면, 공장에서 제품을 찍어내기 전에 미리 샘플로 만들어 보는 것이죠. 이렇게 시제품을 만들면, 실제 제품으로 제작되었을 때, 어떤 문제점이 있는지 파악하기 용이하답니다. 그래서인지 제조업계에서 3D 프린터는 무척 친숙하고 흔한 개념이죠.
그런데 3D 프린터 왜 요즘 들어서 이슈가 되고 있을까요? 그것은 3D 프린터 인쇄 결과물의 정교성과 완성도가 진보되고 있기 때문입니다. 단순히 시제품을 위한 샘플 출력물이 아니라, 실생활에서 바로 사용할 수 있는 정도까지 고려할 수 있는 수준으로 발전되었기 때문이죠.
요즘 '3D 프린트 패션쇼'라는 말이 종종 들리는데요, 지난 2014 파리 패션쇼에서도 3D 프린터로 만든 '오브제'와 '액세서리'들이 등장하여 패션계를 깜짝 놀라게 했습니다. 그 중에서도 영국 런던의 '캐더린 웨일즈' 디자이너는 지난 8월 '프로젝트 DNA'라는 3D 프린팅 기술을 이용한 패션 아이템들을 선보였는데요 패션과 예술을 넘나드는 환상적인 오브제로 3D 프린트의 무한한 가능성을 보여 주었죠.
이제 미래의 트렌드 리더라면 3D 프린터 하나쯤은 가지고 있어야 할 것 같네요. 동화 속 '요술램프 지니'에 대한 판타지를 3D 프린터가 실현시켜 줄 수 있는 그 날이 어서 오기를 바랍니다.
- 참 고 -
화학으로 이루어진 세상(K 메데페셀헤르만, F하마어, H-J 크바드베크제거 지음)