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목차

1. 3D 프린터란?

2. 3D 프린터의 역사

3. 3D 프린터의 원리와 과정
1) 프린팅 작동원리
2) 3D 프린팅의 과정

4. 3D프린터의 원리와 종류
1) 3D프린터의 조형 방식에 따른 분류
2) 선택적 증착(Selective Deposition) 방식
3) 선택적 결합 방식(Selective Binding)

5. 3D 프린터 활용 사례
1) 콘텐츠 분야
2) 제조업 분야
3) 의료·스포츠 분야
4) 소비재 분야
5) 교육 분야

6. 3D 프린터 산업의 전망
1) 3D 프린터 산업의 대중화 조건
2) 건설부문에서의 변화 전망
3) 3D 프린터 시장의 전망

참고자료

본문내용

부 금속소재의 활용사례도 속속 나타나고 있다. 현재 쥬얼리, 부품생산 등에 금속소재를 활용하고 있으나 아직은 종류가 제한적이다.
셋째, 최대 출력사이즈를 확장하여야 한다. 현재 출력할 수 있는 사이즈 범위는 가정용은 가로세로 18~20㎝미만이고, 산업용은 가로세로 1m미만으로 한정되었다. 그러나 최근에 중국에서 3D프린터로 집을 지은 사례가 알려지면서 향후에는 큰 사이즈의 물건도 찍어낼 수 있을 전망이다.
넷째, 출력물의 내구성을 높여야 한다. 현재는 내구성이 전통 제조방식 제작의 80%수준에 머물러 있다. 가로방향의 적층가공 방식으로 한 층씩 쌓는 방식으로써 가로 방향으로 힘을 세게 가하면 내구성이 약할 수 있는 단점이 있다. 현재 여러 기술방식 중에서 SLS기술의 산업용 3D프린터는 내구성이 상대적으로 뛰어난 것으로 알려져 있다.
다섯째, 출력물의 완성도가 다소 떨어진다. 3D프린터는 대체로 가정용과 산업용으로 분류되지만 가정용은 해상도가 많이 떨어져 취미용으로 활용할 수 있으며, 산업용은 해상도가 상대적으로 높아 직접 부품생산에 투입되고 있다. 현재 조형 해상도(적층 두께)범위는 0.5~0.01mm사이이며 수치가 낮을수록 해상도가 높다. 향후 나노단위의 더욱 세밀하고 복잡한 조형도 출력할 수 있을 것으로 예상된다.
2) 건설부문에서의 변화 전망
3D 프린터 산업으로 인한 건설 분야에서의 변화에 대한 전망은 다음과 같다. 첫 번 째는 인간이 지니게 된 전례 없는 물체의 형태 통제력에 대한 것이다. 요즘의 3D 프린터는 나일론, 유리, 초콜릿, 티타늄, 시멘트 그리고 살아 있는 세포에 이르기까지 매우 다양한 재료를 사용해 물건을 출력할 수 있다. 임의의 모양을 만들 수 있는 능력은 이미 공학 디자인 분야를 넘어서 많은 분야에 광범위한 영향을 미치고 있다. 앞으로 3D 프린팅 기술이 향상될수록 누구든지 복잡한 제품을 스스로 디자인하고 만들 수 있게 될 것이며, 전통적 제조방식과 기술의 장벽으로 인해 갇혀 있던 인간의 창조성이 점점 해방되어 디자인 영역의 확장이 일어날 것이다.
두 번 째는 물체의 구성요소에 대한 통제력이다. 외부 구조에 국한된 것이 아닌, 전례 없는 정확함과 새롭고 초월적인 물질로 이루어진 내부적 구조까지를 말한다. 다중 소재 프린팅을 통해 얽혀 있는 여러 구성요소가 동시에 만들어질 수 있게 된다. 작게는 미크론 규모의 정밀도로 여러 소재를 복잡한 미세 구조로 직조하기 시작할 것이다. 우리는 완전히 새로운 방식의 재료군을 목격하게 될 것이다. 인간의 창조성을 증가시켜 줄 수 있는 새로운 디자인 도구가 필요하게 될 것이다.
세 번 째는 행동 제어에 관한 것이다. 첫 번째와 두 번째에 명시한 사항들을 뛰어 넘을 것이다. 우리가 원하는 방식으로 재료를 프로그램 할 수 있는 능력을 얻게 될 것이다. 감지하고 반응하며 계산하고 행동할 수 있는 통합적인 활성 시스템을 만들어내는 단계에 도달할 것이다. 새로운 디자인 영역은 인간이 이해하기에 너무나 광범위할 것이므로 인간이 직접 디자인하지도 않을 것이다. 새로운 디자인 영역과 공학의 새로운 패러다임의 문이 활짝 열릴 것이다(Hod L, Melba K, 2013).
3) 3D 프린터 시장의 전망
3D 프린터 시장 규모는 높은 성장세가 될 것으로 기대되지만, 비싼 가격의 부담으로 보급이 한정적이고 최근 저가 제품 모델의 개발과 동시에 출시되면서 상용화가 확대될 것으로 예상한다. 성능과 크기에 따라 가격차가 크며 산업용은 1만 ~ 100만 달러 수준으로 고가이고, 일반 소비자용 제품으로는 약 1,000달러 이하의 저가용 모델이 시판됨에 따라 3D 프린터 수요가 대폭으로 늘어날 것으로 기대 된다.
미국의 Stratasys와 3D Systems두 기업이 세계 시장의 70% 이상의 점유율로 경쟁우위를 위한 주도권 확보에 돌입하였다. 또한, 적극적인 M&A를 통해 각각 글로벌 시장의 56%와 19%를 점유하고 선두 기업을 형성하며, 두 기업은 3D 프린터와 더불어 연계된 제품의 재료 판매로 이익을 창출하고 있다(IRS Global, 2013).
반면, 소규모 기업들은 수익 창출이 힘들어 경쟁력 강화를 위해 대기업과의 M&A를 적극적으로 진행하고 있다. 향후 제조부문은 언제 어디서나 원하는 제품 생산이 가능하고, 부품 공구와 관련 생산 가능한 제품을 자체적으로 제작할 수 있다.
최근 프린팅 및 소재 기술에 따라 적용영역이 더욱 다양하게 확대될 전망이다. 유통에는 3D 프린터를 이용한 제품생산은 작업자가 원하는 장소에서 설계도와 재료만으로 직접 제품생산을 할 수 있고, 기존의 SCM(공급망 관리)이 모두 사라지는 상황이 올 수도 있는 것으로 예측되어 유통시장에 혼란이 예상된다. 공장근로자의 감원과 각 분야의 전문직 사회로 전환되는 급격한 변화가 예상된다. 정부정책의 변화로는 제조업과 서비스업 간의 구분이 불분명해 제조업관련 세부정책이 필요하고 새로운 법과 제도에 대한 대응과 숙련된 엔지니어나 디자이너를 위한 새로운 정책이 필요하다.
참고자료
김영준, 3D 프린팅 스타트업, 라온북, 2015.
깅용석, 3D 프린팅 기술이 자동차부품산업에 미치는 영향에 관한 연구, 고려대학교 정책대학원 논문, 2015.
손명하, 3D 프린팅산업 시장/기술동향과 주요 산업분야별 활용사례분석, 지식산업정보원, 2013.
씨넷코리아, 3D프린팅 자동차 ‘어비’…연비 리터당 30km, 2014.
이기훈 외, 세상을 변화시키는 새로운 혁명 3D 프린터 A to Z, 인투북스, 2014.
주승환, 3D 프린터 활용 마스터, 인포더북스, 2015.
지식산업정보원, 3D 프린팅산업 시장/기술동향과 주요 산업분야별 활용사례 분석, R&D정보센터, 2013.
한국기계연구원 전략연구실, 글로벌 3D 프린터 산업·기술 동향 분석, 기계기술정책, No.71 2013.
허제, 3D 프린터의 모든 것, 도서출판 동아시아, 2013.
Hod L, Melba K, 미래를 바꿀 100년만의 산업혁명 3D 프린팅의 신세계, 2013.
IRS Global, 3D 프린팅(프린터, 소재) 시장, 기술 전망과 국내외 참여업체 사업전략, IRS Global, 2013.

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