3D프린트 주요 소재를 말하다
3D 프린터가 상용화 된 이후, 3D 프린터에 쓰이는 원료는 형태에 따라 액체, 고체, 분말, 적층 시트 등으로 사용되어 왔다. 물성에 따라서는 플라스틱의 일종인 ABS, PLA와 나일론, 왁스, 금속, 세라믹 등 다양하다.
이들 중 수지와 금속이 주로 사용되고 있다. ABS나 PLA와 같은 수지를 활용한 3D 프린터는 저가형인 가정용에 적용되고, 금속의 경우 고가형의 산업용 프린터에 주로 사용되고 있다. ABS는 아크릴로나이트릴이라는 화학물질로부터 추출되는 필라멘트로 피규어 출력에 가장 많이 쓰인다. 후처리를 하기에 매우 좋지만 출력 시 냄새가 나며 수축 및 균열 현상이 잘 일어난다. PLA는 사탕수수나 옥수수로 만들어진 친환경 수지로 녹여도 냄새가 나지 않고 인체에 해롭지 않다.
세라믹 소재를 이용한 3D 프린터 가공품 (출처: 재료연구소)
금속의 경우 알루미늄, 티타늄이 많이 사용되어 의료, 기계부품 등에 적용되고 있으며, 이종재료 적층, 고정밀 적층, 적층율 향상 등에 초점을 맞춘 기술 개발 초기 단계에 있다. 이러한 부분이 해결 되면 제조업에 활용될 수 있는 범위가 넓어질 것이다. 기존 절삭 방식으로는 구현이 힘들었던 3차원 세라믹 역시 3D 프린터 기술로 가능하다. 세라믹은 우주항공 분야와 같은 기계분야와 함께 인공 치아, 인공 관절과 같은 의료분야, 건축 및 예술품 분야까지 활용되는 ‘만능 소재’다.
3D 프린터에 관련한 소재들은 3D시스템즈, 스트라타시스, EOS 등 글로벌 프린터 제조업체들이 독점적으로 공급하고 있다. 다른 소재 업체들이 진입하기에는 기존 프린터 생산업체들의 진입장벽이 높기 때문이다. 각 프린터 제조사들이 프린터 시스템에 최적화된 소재들을 개발하면서 다른 소재 사용을 막기도 한다. 2D프린터 업체 들이 처음에는 프린터를 판매하며 매출을 올렸으나 시장이 안정화 되는 과정에서는 잉크 등의 소모품 판매를 통해 경쟁력을 가졌던 것과 비슷한 상황이라고 볼 수 있겠다. 따라서 글로벌 3D 프린터 업체들은 각 회사별로 세라믹, 알루미늄, 에폭시, 열가소성 플라스틱, 폴리에틸렌 등 그들만의 프린터 타입에 맞춘 연구개발에 총력을 기울이고 있다.
