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4차 산업혁명시대 맞아 3D프린터 기술 상용화 박차 - 자본력·기술력·관련 제도 정비돼야 선진국 대접
  • 기사등록 2018-02-14 22:49:42
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4차 산업혁명의 핵심인 3D프린팅 산업의 중요성이 갈수록 커지고 있다. ‘3D 프린팅 : 산업품 제조 부문의 차세대 혁명'에 따르면 2020년경 3D 프린팅 산업 규모는 약 210억 달러에 달할 전망이다. 프린팅 기계, 프린팅 재료, 프린팅 서비스 등이 포함된 수치이다. 

지난 2016년 미국 소비자 기술 협회 및 UPS3D 프린팅 산업의 부문별 수입을 살펴보면 소비자용 전자 기기와 자동차 부문에서 각각 20%, 전체 3D 프린팅 산업 수입의 40%가 창출되었다. 

그 뒤를 이어 헬스케어 부문이 15%로 나타났다. 지역별로는 북아메리카에서 창출되는 수입이 전체의 40%로 가장 높았다. 그 다음으로 유럽이 28%, 아태 지역이 27%로 나타났다.

이는 선진국을 중심으로 3D프린팅의 중요성을 인식하고 정부 중심으로 관련 산업을 육성한 결과이다. 

그러나 아직 국내 3D 프린팅 시장은 더디게 성장하고 있다. 전세계 3D 프린팅 시장의 38%는 미국 차지고 우리는 4% 수준에 머물러 있다. 선진국들이 갈수록 퇴보하는 제조업 회생의 한 축으로 3D프린팅을 집중 지원해 그 성과를 내고 있는 것과 대조된다. 

그렇다고 우리정부가 그동안 뒷짐만 진 것은 아니다. 지난 2014년에는 ‘3D 프린팅 산업 발전전략’을 마련했고, 연장선상에서 2016년부터는 공공·의료 등 주력산업 분야에서 ‘맞춤형 3D프린팅 제품제작 시범사업’을 본격 추진하는 등 3D프린팅 산업을 전략적으로 육성해 오는 2019년까지 글로벌 선도기업 5개, 시장점유율 6.0% 달성을 목표로 내세웠다.

여기에 더해 문재인 정부는 2020년까지 세계적 선도 기업 5곳을 육성, 세계 3D 프린터 시장 15% 점유율 확보를 목표로 하고 있다. 

더불어 2022년까지 서울 교육청 소속 500개 학교에 3D 프린터를 공급하고 전국 교육청과 협력해 지방 학교에도 단계적 보급을 결정했다.

나아가 최근에는 3D프린터개발산업기사를 신설해 3D프린터의 제어회로, 기계장치, 제어프로그램 등을 설계·개발하고 3D프린터 시운전 및 개선을 수행하는 직무능력을 평가하는 자격도 신설했다. 산업통상자원부와 국방부 등 정부부처가 나서서 조달이 어려운 단종 군수품 등을 3D프린터로 만드는 기술을 공동 개발하고 인력양성 및 교육훈련 등에도 협력하기도 했다.

하지만 전문가들과 시장의 반응은 아직 미흡한 상태라는 평가다. 3D 프린팅 산업 육성을 위한 실질적인 대책들이 필요하고 선진국 수준의 성장을 위해서는 자본력과 기술력이 뒷받침되어야 한다는 지적이 많다. 시장의 성숙을 위해서는 관련 제도 정비가 필수이고 상용화를 위해서는 3D 프린팅 기술을 어떻게 산업과 접목할 것인지에 대한 구체적인 실천 전략도 필요하다는 주문이다. 


자본과 기술력이 뒷받침된 

미국의 3D프린팅 제조회사들


전 세계 3D프린팅시장을 선도하는 미국의 경우도 처음부터 잘 나간 것은 아니다. 1980년대부터 2000년대까지는 단순한 제품 모형이나 시제품을 만드는 데 그쳤다. 

하지만 오바마 정부가 제조업 부활의 캐치프레이즈를 내걸고 3D 프린팅 기술을 전면 지원하면서 양적, 질적으로 성장했다. 스트라타시스와 3D시스템즈 등 3D프린팅 전문기업들은 장비와 소재, 소프트웨어기술, 컨설팅, 디자인콘텐츠 등 각 분야에서 인수·합병(M&A)을 거듭하며 토털 솔루션 기업으로 변신했다. 

글로벌 기업인 제너럴일렉트릭(GE) 등 글로벌 기업들 역시 3D 프린팅 분야에 뛰어들며 시장을 키웠다. 

특히 구글은 지난 2014년 3D프린터 제조회사인 ‘카본3D’에 1,200억 원을 투자했으며, HP는 2015년 기존 기술에 비해 출력 속도가 10배 빠른 3D 프린터를 출시했다. 

아마존은 같은 해 3D 프린팅 매장을 개설했고, GE는 지난해 항공분야 경쟁력 강화를 위해 금속 기반 3D 프린터 제조업체 두 곳을 1조5,400억 원에 사들였다. 

정부의 꾸준한 지원책이 민간에 신뢰를 심어줬고, 글로벌 기업들이 대거 미래 산업에 진출하면서 시장 전체의 파이가 커진 것이다.  

하지만 국내기업의 사정은 다르다. 3D 프린팅 기업 208곳 가운데(2015년 기준) 최근 6년 이내 설립된 신생기업이 68%로 대부분을 차지하고 있고, 연간 매출액 10억원 미만의 소규모 사업장이 90%를 넘는다. 제조기업 중에서도 이미 공개된 해외 기술을 활용한 저가 보급형 장비제조나 교육 서비스 업체가 대부분이고, 산업용 장비 제조 기업은 10곳 안팎에 불과한 실정이다. 

이렇다보니 기술격차도 벌어지고 있다. 

정보통신산업진흥원이 지난해 실시한 3D 프린팅 산업 기술 수준 조사에 따르면 우리나라의 3D 프린팅 기술 수준은 미국의 66% 수준이며 기술 격차는 2.9년이나 벌어져 있다. 대부분 스타트업이어서 보유한 고급 기술도 없는 실정이다.


후발주자 중국 정부 주도로 

산학과 연계, 탄탄한 인재 키워


우리보다 기술면에서는 한 단계 느리다는 평가를 받는 중국도 정부가 주도하고 산업계 학계가 합동으로 나서서 3D프린팅산업을 집중적으로 육성하고 있다. 항공우주 분야와 같은 최첨단 산업뿐만이 아니라 제품 모델 제작, 임상실험과 의료기기 제작 등 다양한 분야에 접목하려는 시도도 하고 있다.

중국은 1991년부터 3D 프린터 기술 연구를 시작해 2000년 이후 베이징 칭화대와 서안교통대학 등 중국 명문 대학에서 집중 연구를 진행하고 있다. 또 산학 협력 가속화와 산업 표준을 제정하기 위해 3D프린터기술산업연맹을 설립, 대학과 기업을 연계한 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.

3D 프린팅 기술을 항공우주 분야와 같은 최첨단 산업뿐만이 아니라 제품 모델 제작, 임상실험과 의료기기 제작 등 다양한 분야에 접목하려는 시도도 하고 있다. 전방위적인 보조 정책도 실시하고 있다. ‘총괄적인 통합 시스템 구축’, ‘세금혜택’, ‘투자유치’, ‘인재육성’, ‘국제 교류 강화’ 등의 5대 조치가 그것이다.

3D프린팅 선도국들의 사례에서 보듯이 우리나라도 정부가 좀 더 적극적으로 나서서 시장에 신뢰를 주고 정책적으로 거대 기업과 자본의 참여기회를 제공해야 한다. 아울러 정부중심으로 유능한 인재를 육성하는 방안도 추진하는 등 실질적인 3D프린팅 산업 육성책이 필요하다. 3D 프린팅자체도 상용화를 위해서는 혁신하고 융합해야 한다.


3D 프린팅 기술 산업화 위해

소프트웨어 및 서비스 개발

다양한 소재의 혁신 필요


정보통신산업진흥원이 3D 프린팅의 현재를 분석하고 미래를 조망하기 위해 지난해 개최한 ‘3D 프린팅 컨퍼런스 2017’ 행사에서 전문가들은 현재 3D 프린팅 산업은 인쇄할 수 있는 크기에 한계가 있고, 소재도 다양하지 않다고 지적했다. 그러면서 앞으로 3D 프린팅 기술을 뒷받침해줄 소프트웨어, 서비스 개발은 물론 다양한 소재의 혁신 등이 필요하다고 입을 모았다. 

3D프린팅연구조합 강민철 박사는 “현재 기술 수준은 기존에 있던 소재를 가공하는 것에 불과하나 곧 차세대 소재가 주목받게 될 것”이라며 맞춤형 소재, 스마트 소재, 탄소 섬유 등의 융복합 소재가 시장을 지배하게 될 것이라고 전망했다. 이어 우리도 선제적으로 대응해야 한다고 역설했다.

인텔리코리아 박승훈 대표는 “2021년이면 3D 프린팅 시장 41%를 바이오, 덴탈 분야가 점유하게 될 것이다. 항공기, 자동차 등에 쓰이는 부품에도 3D 프린팅을 접목시키면 4억을 절감할 수 있다”면서 “주택 건설 시에도 평균 건축 자재 비용의 60%를 절감 할 수 있다”고 말했다.

3D 프린팅과 ‘빅데이터’와의 결합도 강조됐다. 특히 이 조합은 빅데이터를 통해 3D의 맞춤형, 소량생산이라는 장점을 극대화할 수 있는 등 연관효과가 커서 주목을 끈다. 3D프린팅의 장점은 주문자에 따라 맞춤형으로 소량을 생산할 수 있다는 것이다. 

예를 들면 최근 아디다스는 3D 프린팅 기술로 밑창을 만들었다. 사람마다 체형과 걸음걸이가 다르기 때문에 신발이 닳는 부분도 제각기 다르다. 

그동안 축적된 빅데이터를 통해 발의 유형에 따라 최적의 깔창을 만들 수 있다. 나아가 개개인에 맞춘 형태로 밑창의 구조를 변형시켜서 제작하면 각자 꼭 맞고 내구성 좋은 신발을 신을 수 있게 된다. 이는 기존 금형 방식의 대량생산에서는 불가능한 것이었다.

또 멀리 떨어진 곳에서도 데이터를 통한 주문생산이 가능하다. 예를 들어 국내에 본사를 두고 중동에 나가있는 기업의 경우, 본사에서 중동 지사로 데이터를 전송하면 바로 현지 생산이 가능하다. 

이병극 캐리마 대표는 “‘빅데이터’가 3D 프린팅 산업에서 가장 중요한 꼭지점”이라며 “여러 기계를 두고 생산하면 (3D 프린터를) 충분히 대량생산에도 가용할 수 있다. 얼마나 빨리 필요한 것을 잘 만들어내느냐가 핵심”이라고 강조했다. 


시장의 성숙한 성장 위한 

제도정비도 필요


전문가들은 3D관련 산업에 업체들의 자유로운 진출입과 진입한 업체들을 맞춤형으로 지원하기 위한 제도 마련과 정비도 필요하다고 밝히고 있다. 

특히 각광받고 있는 3D 헬스케어 시장에서 국내 산업이 자리 잡기 위해선 명확한 표준화가 필요하다는 지적이 나왔다. 

시장조사기관인 BIS Research는 헬스케어 부문이 전세계 3D 프린팅 시장에서 차지하는 비중이 약 16%라고 밝혔다. 

이어 향후 전 세계헬스케어 3D 프린팅 시장 규모가 2022년 38억9779만달러로 확대될 것이라고 전망한 만큼 앞으로 성장이 기대되는 분야이다.

이에 발맞춰 한국보건산업진흥원은 시장동향 분석보고서를 통해 헬스케어 3D 프린팅과 관련해 명확한 산업 표준이 확립되지 않은 상황에서 업체들이 난립할 경우 시장의 성숙을 저해할 수 있음에 유의가 필요하다고 밝혔다. 

이어 헬스케어 3D 프린팅 부문에서 제작에 적용되는 주요 가이드라인이나 연구개발 이후 제품 양산 단계를 지원하기 위한 기준 마련이 필요하다고 지적했다. 

또한 국내 3D프린팅 업체들은 대부분 중소기업으로 구성돼 있어 연구 및 제품개발 외에 3D프린팅 표준화에 적극 나서기에는 전문 인력 등이 매우 부족한 실정이다. 

이에 따라 보다 적극적인 글로벌 표준화 및 KS(한국산업표준) 제정 등을 위해 정책적으로 중소기업을 지원하는 3D프린팅 표준화 사업과 예산이 필요하다는 지적도 나온다.

진흥원은 “보험적용을 위한 정비도 필요하다”며 “신기술 적용에 따른 영향평가 및 3D프린팅 제조과정에서의 위험요소 관리 등 해결해야 할 과제가 산적한 상황”이라고 설명했다. 

그러면서 “헬스케어 3D 프린팅은 의료제품 제조의 혁신이라는 측면 뿐만 아니라 환자 중심의 맞춤형 치료 지원이라는 프레임 안에서 가치평가와 지원이 이루어져야 할 분야로 부상했다”고 덧붙였다.  

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