- 코로나19로 인한 산업 공급망 디지털 전환 가속으로 지속 성장 이어갈 듯

코로나19로 2020년은 모두가 혼돈의 시기를 겪었습니다. 한 치 앞도 예상하기 어려운 시기를 보내는 가운데 사회, 경제 전반의 디지털 전환이 가속화된 것도 주목할 변화입니다. 이처럼 디지털 중심의 사회 경제생활이 확대된 것은 사회적 거리 두기 강화 속에서 우리의 일상을 지속하기 위함이었습니다.

기업은 코로나19로 업종과 분야를 떠나 오프라인 중심의 공급망이 제대로 가동되지 못하는 현실 속에서 '디지털'에서 기회를 찾고 있습니다. 이 기회 중 하나가 적층 제조 기술입니다. 실제로 2020년 한 해 동안 3D 프린팅 기반 적층 제조는 제조, 의료 등 다양한 부분에서 디지털의 힘을 보여 주었습니다. 그리고 이러한 파워는 포스트 코로나 시대에도 이어질 전망입니다.

나스닥(Nasdaq) 사이트에 3D 프린팅 관련 전망에 대한 글이 올라왔는데, 이 글은 코로나19 위기의 시기 각종 방역용품 부족으로 붕괴 우려가 크던 의료 공급망의 안전망 역할을 3D 프린터가 한 사실에 주목하며, 3D 프린팅 의료시장의 성장세가 2026년까지 연평균 성장률(CAGR)이 19.2%에 이를 것으로 예측하였습니다.

​앞으로 의료 분야에서 3D 프린팅이 헬스케어 산업의 디지털 전환의 한 축으로 자리 잡을 것이란 것을 의심하는 이는 없을 것입니다. 2020년 스트라타시스를 중심으로 이루어진 의료 공급망 혁신 사례를 보면 이런 믿음은 더욱 확고해집니다.

​2020년 스트라타시스는 3D 프린터와 GrabCAD Shop을 이용해 10만 개의 페이스 쉴드를 급히 제조해 일선 의료진에게 긴급히 공급했습니다. 스트라타시스를 중심으로 3D 프린터 장비를 운영하는 여러 파트너의 참여 속에서 방역 장비 공급 부족 사태를 해결한 것이죠. 이후 스트라타시스와 파트너들은 힘을 모아 27만5,000개 이상의 페이스 쉴드를 만들었습니다. 

그리고 한발 더 나아가 코로나19 검사에 사용하는 면봉, 손이 닿는 것을 최소화하기 위한 핸즈프리 도어 장치, 인공호흡기 부품 등을 적층 제조 방식으로 만들어 공급했습니다. 이중 몇몇은 누구나 다운로드하여 프린팅할 수 있게 설계 파일을 공유하였습니다.

더불어 innovate2ventilate 프로젝트를 통해 적층제조 전문가 커뮤니티가 코로나19 극복에 기여할 수 있는 장을 마련하기도 했습니다.

10만 개의 페이스 실드를 몇 주 만에 코로나19 방역 최전선에 보낸 '일등공신' GrabCAD Shop

2021년 적층제조 산업 동향

의료 공급망 부분에서 맹활약한 3D 프린팅 산업은 2021년 어떤 방향으로 발전할까요? 먼저 적층제조 산업 규모는 향후 5년간 510에서 1,200억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. 주요 산업별로 전망을 알아보겠습니다.

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의료: 코로나19로 인해 감염성 질환 진단키트 수요가 폭발적으로 늘었죠. 현재도 더 나은 진단키트 개발에 업계가 총력을 기울이고 있습니다. 관련해 나노 입자 3D 프린팅을 이용해 코로나19 외에 HIV, 에볼라, 지카 등을 검출하는 키트를 개발하는 것에 대한 연구가 진행 중입니다. 앞으로 진단키트 분야에서도 3D 프린팅 기술이 맹활약을 할 것으로 기대합니다.

한편, 앞으로 병원 수술실에서 3D 프린터 사용이 늘 것으로 보입니다. 일례로 UNSW 시드니에 몸담은 과학자들은 살아 있는 세포를 활용해 단 몇 분 만에 뼈를 프린팅할 수 있는 세라믹 기반 잉크를 만들었습니다. 이외에도 수술 시뮬레이션 등을 위해 인체 장기나 뼈를 출력하는 데에도 3D 프린팅의 쓰임이 커질 것입니다. 참고로 스트라타시스 J750 Digital Anatomy 3D 프린터와 GrabCAD를 이용하면 매우 사실적인 의료용 출력물을 만들 수 있습니다.

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항공 우주: 요즘 테슬라의 대중적 인기가 상당하죠. 전기차뿐 아니라 주식 시장에서 존재감으로 매우 대중적인 브랜드가 되어 가고 있는 듯합니다. 테슬라의 궁극적 목표는 화성이죠. 우주를 향한 주요 국가 간 경쟁은 이제 화성에 누가 먼저 깃발을 꽂느냐로 향하고 있습니다. 

우주 항공 선진국들이 애용하는 기술 중 하나가 3D 프린팅입니다. 가령 NASA의 OSAM-2(기존 Archinaut One) 프로젝트의 경우 로봇과 3D 프린팅 기술을 이용해 우주에서 소형 우주선을 만드는 시도를 하고 있습니다. 파트를 출력해 수리하는 것을 넘어 우주선 자체를 우주에서 만들어 버리는 것이죠.

상용 비행기 제조 역시 3D 프린팅을 적극적으로 활용하는 분야입니다. GE의 경우 보잉 787 엔진 제작에 드는 비용을 최대 3백만 달러 절약하고, 무게를 25% 줄이고, 개발 생산성을 높이고, 엔진 생산 및 조립 시간을 줄이는 것을 목표로 3D 프린팅 기술을 적용하고 있습니다.

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자동차: 앞으로 전기차 시대가 되면 두말할 필요 없이 적층제조가 큰 비중을 차지할 것입니다. 물론 지금도 3D 프린팅은 매우 중요한 기술입니다. 부가티의 한 엔지니어는 무게가 100g에 불과하지만, 최대 3.5톤의 힘을 전달할 수 있는 압력 부하 커플 링로드를 만든 것은 유명한 사례죠. 플라스틱 및 금속 부품 제조를 위해 특수 알고리즘을 적용해 적층제조기술을 활용하는 BMW도 빼놓을 수 없는 중요 사례입니다.

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건설: 주택 개발에 있어 3D 프린팅 활용은 유튜브만 검색해도 많은 사례를 볼 수 있습니다. 이 중 인상적인 사례로 3D 프린팅 회사인 SQ4D가 단 8일 만에 1,407평방피트 크기의 집을 출력한 것이 있습니다. 건축 비용이 6천 달러 미만이라고 하는 데 믿기지 않을 정도로 쌉니다. 정책적으로 건축에 3D 프린터 이용을 장려하는 곳도 있습니다. 두바이는 2025년까지 모든 신축 건물 중 최소 25%가 3D 프린팅 기술을 활용하는 것을 목표로 삼고 있습니다.

3D 프린팅 산업 활성화의 열쇠 ‘데이터’

흔히 21세기를 데이터 경제의 시대라고 합니다. 3D 프린팅 기술 역시 지금까지 하드웨어적인 측면이 강조됐다면 앞으로는 데이터의 중요성에 더 많은 이들이 주목할 것입니다. 

실제로 스트라타시스는 GrabCAD Shop 같은 소프트웨어를 이용해 데이터 중심의 워크플로우 자동화를 통해 혁신을 주도하고 있습니다. 사실 스트라타시스는 오래전부터 자동화 기반의 FDM 3D 제조 관련 기술과 솔루션을 제공해 왔습니다. 스트라타시스에게 있어 데이터 중심 혁신은 새로운 것이 아니죠.

​정리하자면, 적층제조 기술과 3D 프린팅 솔루션은 디지털 경제의 본격적인 시작을 알리는 포스트 코로나 시대에 더욱 그 쓰임과 가치가 커질 것입니다.

출처: 스트라타시스 코리아