커스터마이징의 혁명, 3D 프린터
이제는 누구나 3D 프린터에 대해 한 번 쯤은 들어봤을 것이다. 3D 프린터는 프린터가 문서를 찍어내듯 단시간에 3차원 입체 물품을 만들어내는 기기다. 설계도에 따라 가루 나 액체 형태로 녹아있는 원료를 일정한 틀에 맞춰 각 층별로 반복하여 쌓고, 이를 단단하게 응고시켜 3차원의 물건을 만들어낸다. 도면만 있으면 제품을 생산해 낼 수 있는 특성 때문에 많은 전문가들은 3D 프린터가 방직기와 컨베이어벨트 시스템의 뒤를 잇는 3차 산업혁명을 주도해 나갈 것 이라고 주목하였다. 3D 프린터 기술은 기획, 설계부터 생산까지 디지털 방식으로 구현되므로, 기존과는 차원이 다른 생산 시스템이 생겨난 것이다. 따라서 자동차나 항공우주분야를 뛰어 넘어 의료, 건축, 디자인 등 광범위한 분야에서 활용도가 급증하고 있다.
최근에는 많은 제조업체들이 3D 프린터를 제품 설계나 부품 복제 등에 활용해 이익을 얻고 있다. 의료계에서는 환자의 신체 구조에 정확히 맞는 관절, 치아, 피부 등을 인공으로 만들어서 의료 서비스의 질을 높인다. 건축업계에서는 도면에 맞춘 건축 구조물을 쉽게 만들어 소비자의 요구를 다양하고 빠르게 반영하고 있다. 컵이나 장식물 등 가정에서 일상적으로 쓰이는 물건들도 실제 시판 제품과 유사한 품질로 만들 수 있는 신기한 시대가 열렸다.
시장조사기관인 가트너(Gartner)는 전세계 3D 프린터 출하대수가 2015년 6만 1661대에서 2020년 241만 7000대 수준까지 증가할 것으로 예측하고 있다. 3D 프린터가 꼭 필요한 산업 현장은 물론, 개인용 구매도 늘어나면서 시장이 급속도로 커질 것이라는 이야기다.
개인용 3D 프린터 (출처: 위키피디아)3D 프린터 기술이 주목을 받고 있는 배경에는 과거 ‘소품종’ 대량 생산 방식의 제조 공정이 ‘다품종’ 소량 생산 방식으로 바뀌고 있는 환경의 영향이 크다. 규모의 경제에 의존하여 원가와 효율성 등을 중요시하던 기존 컨베이어 벨트 기반의 생산 방식이 소비자들의 다양한 요구를 반영한 제품들을 생산하기 용이한 형태로 변형된 것이다. 각 기업들은 FMS(Flexible Manufacturing System)으로 불리는 다품종 소량생산 시스템을 구현해 소비자 각자의 욕구를 만족시키는 제품을 생산하고자 하고, 이에 가장 적합한 모델이 도면만으로도 제품을 만들 수 있는 3D 프린터라고 할 수 있겠다. 특히 이러한 면에서 3D 프린터는 개개인의 신체 특성에 맞는 제품을 생산해내야 하는 의료분야에서 가장 격렬하게 환영받았다.
기존의 시제품은 설계도를 기초로 금형을 제작하여 주물을 찍어내는 비효율적인 방식으로 제작되었다. 이에 따라 개발 단계에서 많은 부품의 검증이 필요하고, 설계 변경이 빈번하게 이루어지게 되는 자동차나 가전 업계에서는 시제품 제작에 3D 프린터 기술을 일찌감치 적용해 왔다. 자동차, 가전, 귀금속, 의료기기 개발 과정에서 1990년 대부터 활용되어 왔던 ‘3D 프린터의 전신’ RP(Rapid Prototyping)가 그것이다. RP가 3D 프린터로 업그레이드되면서 한시라도 빨리 제품을 개발 해야 하는 업체 입장에서는 시제품 설계와 제작 및 검증에 따르는 시행착오를 획기적으로 줄일 수 있게 됐다. 최근에는 다룰 수 있는 소재가 플라스틱 계통에서 유리, 섬유에 이르기까지 다양해지면서 활용 범위도 넓어지고 있다. 특히 3D 프린터로 금속까지 제작할 수 있게 되면서 일부 자동차 회사에서는 시제작 과정에서 기존의 플라스틱뿐 아니라 금속 가공품에도 3D 프린터를 활용하고 있다. 이를 뛰어 넘어 실제로 소비자에게 판매되는 자동차에도 3D 프린터로 제작한 부품이 들어 가고, 3D 프린터를 이용한 금형 공장도 생기기 시작했다. 그야말로 제조업에 새로운 패러다임이 시작된 것이다. 이런 추세라면 3D 프린터로 제작한 자동차들이 도로에서 달리는 모습을 볼 날도 머지않았다.
3D 프린터의 장점이 또 하나 있다. 기존 대량생산 체제에서 제대로 펼쳐지지 못했던 개인의 작은 아이디어가 본격적으로 불씨를 지피게 된 것. 특히 창조적인 아이디어가 IT 기술과 잘만 결합된다면 다품종 소량생산을 통한 고부가가치 창출을 이룰 것이란 게 전문가들의 전망이다. 나아가 유통업체를 통해 제품을 구입했던 소비 형태도 보다 다양해 질 수 있다. 생산업체에서는 설계도를 판매하고, 소비자가 가정에 구비하고 있는 3D프린트를 통해 직접 생산해서 사용하는 방법이 사용되기 시작하면 유통업 역시 새로운 패러다임을 맞게 될 것이다. 소비자에게는 제품 선택권을 완벽하게 제공하여 각자 상황에 맞는 제품을 주문생산 할 수 있도록 하고, 생산자에게는 재료의 낭비를 줄이고 빠른 디자인 변경이 가능한 획기적인 생산 방식이다. 카세트테이프 혹은 CD로 만나던 음악 산업이 디지털화로 인해 ‘음원’이라는 전혀 새로운 산업 형태를 가지게 된 것과 같이, 3D 프린터 역시 제조업 분야를 디지털화해 인터넷을 통한 생산-유통-소비가 가능하게 해줄 것이다. 가정에서 사용하는 인테리어 소품이나 피규어 등을 소비자가 3D 프린터로 직접 제작해서 사용하는 시기를 조만간 맞이하게 되는 것이다.
