지난 대선 과정에서 엉뚱하게 화제가 됐던 기술 분야가 있다. 바로 삼디, 쓰리디 발음 논란을 일으켰던 3D 프린터다. 3D 프린터 기술은 대선주자들도 관심을 가졌을 만큼 소위 4차 산업혁명 시대의 선봉장으로 손꼽힌다. 3D 프린터 기술 분야는 기술과 장비만 있으면 체력이나 나이와 상관없이 소규모 창업을 할 수 있다. 시니어들도 쉽게 도전해볼 만한 기술일까?
일단 3D 프린터가 무엇인지 알아볼 필요가 있다. 학창 시절의 기억을 떠올려보자. 어떤 상품이든 상품 제조 공정은 일반적으로 단조와 주조로 시작된다. 즉 큰 덩어리를 깎거나 틀에 액체 형태의 재료를 넣어 굳히는 방식을 써왔다.
그런데 3D 프린터 기술은 좀 다르다. 컴퓨터를 이용해 도안을 만들면, 3D 프린터는 설계대로 재료를 조금씩 쌓는다. 재료는 쌓이는 동시에 굳어지면서 하나의 형태가 되어간다. 벽돌을 쌓아 집과 담장을 만들어 올리는 것을 상상하면 이해하기 쉽다. 다만 집을 먼저 짓고, 벽을 올리는 것이 아닌, 집과 벽 모두를 벽돌을 한 층씩 동시에 쌓아가는 형식이다.
3D 프린터가 제품을 제작할 때 쌓는 두께는 0.01mm에서 0.4mm 정도로 미세하며 이러한 제작 방식을 적층가공기술이라 부르기도 한다. 이때 사용되는 재료도 다양하다. 고체를 녹여 만드는 FDM 방식이 가장 값도 싸고 대중화된 3D 프린터로 꼽히며 액체 소재를 사용하는 DLP, SLA 방식도 있다. 또 분말을 재료로 사용하는 SLS 방식도 있다.
미래 산업의 마법상자
3D 프린터가 미래의 기술로 꼽히는 이유 중 하나는 다양한 재료를 활용한 제품 제작이 가능하기 때문이다. 플라스틱(합성수지)을 이용한 기술은 가장 기초적인 것으로 분류되고 세라믹이나 금속 제품을 출력해낼 수도 있다. 실제로 공업용 3D 프린터는 이미 항공기 제조나 로켓 개발 등에 널리 쓰이고 있다. 유연한 재료를 활용해 옷을 출력하는 경우도 있다.
일부 제품은 의료용으로 활용되기도 한다. 복잡한 두개골이나 광대뼈 등을 컴퓨터로 설계해 3D 프린터로 출력해 인체에 이식하는 치료가 다양한 방식으로 시도되고 있다. 지난 4월에는 중앙대병원에서 광대뼈 결손 환자에게 바이오세라믹 3D 프린팅 기술로 출력한 인공 광대뼈를 이식하는 수술을 성공적으로 끝냈다.
국내에서 3D 프린터 시장 붐을 조성하는 데는 정부도 한몫했다. 2014년 정부는 2020년까지 3D 프린팅 인력을 1000만 명으로 양성하고, 제조 공정 고도화 및 중소·중견기업 기술지원을 위한 제조혁신지원센터를 구축해 운영하겠다고 선언했다. 그리고 전국 주요 도시에 설립된 창조경제혁신센터에 각종 3D 프린터를 도입해 사용을 원하는 창업자, 회사 등에 시설을 개방하고 있다. 3D 프린터 이론과 이를 이용한 창업 교육도 하고 있다.
물론 한계가 없는 것은 아니다. 높은 정밀도의 제품 출력이 가능한 SLS 방식 3D 프린터는 가격이 수천만원대에 이르고, 출력에 소요되는 재료 비용도 만만치 않다. 정밀기계 제작에 쓰이는 공업용 3D 프린터는 가격이 억대가 넘는 것이 기본이다. 저가의 FDM 프린터는 50만원대에도 구입할 수 있다.
느린 출력속도도 문제다. 작은 머그컵을 하나 출력하려면 3~4시간은 기다려야 한다. 3D 프린터가 미래형 가내 수공업에 적합하다고 말하지만 생산효율을 높이는 데 어려움이 있는 것은 이 때문이다.
3D 프린터의 상품 제작 과정
3D 프린터의 상품 제작은 크게 세 가지 단계로 이뤄진다. 첫 번째 단계는 3D 모델링이라고도 부르는 설계 과정이다. 건축으로 치면 설계도면과 같다. 다만 종이가 아닌 컴퓨터에서 모든 작업이 이뤄지는 것이 다르다.
두 번째는 프린터에서 제품을 출력하는 것이다. 프린터에서 막 출력된 제품은 채색이 되지 않은 한 가지 색상만을 띠는 것이 일반적이다. 최근에 출력 과정에서 채색까지 가능한 기술이 개발되었다.
마지막 단계는 후처리다. 출력된 거친 면을 매끄럽게 다듬고, 광택을 내거나 색을 입히는 과정도 여기에 속한다. 조립이 필요한 제품은 각 부품을 별도로 출력해 조합한다. 이제는 움직이는 관절 형태도 아예 조립된 상태에서 출력이 가능하다.
3D 프린터 창업, 무엇이 있나
3D 프린터 기술을 활용한 창업 방식은 다양하다. 먼저 3D 프린터를 유통하거나 유지·보수하는 업종이 있다. 장비와 직접적인 관련이 있는 분야로 업계에선 레드오션으로 불린다. 또 3D 모델링을 대행해주는 직종도 있다. 제품을 출력하기 위해서는 도안을 3D 프린터가 인식할 수 있도록 STL파일 형태로 컴퓨터에 입력해야 하는데 이 과정을 담당하는 업무다.
디자인 회사나 건축 회사를 상대로 하는 출력 대행업도 있다. 아직 3D 프린터가 대중화되지 않았기 때문에 만들어놓은 파일을 제품으로 출력하려면 프린터가 있는 곳을 찾아가야 하기 때문이다. 대학가에서는 대학생들의 과제 제작을 위한 출력 대행이 성업 중이다.
4차 산업혁명에 대한 열풍으로 이에 관련한 교육 서비스에 대한 관심도 점점 높아지고 있다. 이미 상당수 초등학교에서는 학생을 대상으로 한 3D 프린터 방과 후 교실이 2015년부터 시작되었다. 3D 프린터의 원리를 알려주고, 간단한 장난감 등을 직접 출력하도록 해 아이들의 흥미가 높다.
창업 성공의 열쇠는 결국 콘텐츠
그래도 3D 프린터 창업의 핵심은 역시 제품 생산에 있다. 주방용 제품 등 생활용품과 장난감, 인테리어 소품 등을 출력해 판매하는 것이다. 아직까지는 대량생산이 어렵기 때문에 희소성이나 작품성을 가지고 부가가치를 창출해야 한다.
국내 3D 프린터 분야의 초창기 선구자로 꼽히는, <당신은 3D 프린터 창업을 하면 안 된다>의 저자 MWC 오정철 대표는 3D 프린터 창업의 핵심은 기술이 아닌 콘텐츠에 있다고 강조한다.
오 대표는 “프린터 장비 가격은 점점 저렴해지고 있어 출력 대행 가격과 진입장벽도 함께 낮아지는 것이 현재의 업계 상황”이라며 “단지 프린터만 갖추면 돈을 벌 수 있다는 생각은 오산”이라고 충고한다. 또 “3D 프린터를 활용한 분야는 무궁무진하기 때문에 조금만 생각을 바꾸면 여러 가지 제품을 개발하는 기반이 될 수 있고, 나만의 고유한 제품을 개발해야 3D 프린터의 가치를 제대로 활용한 창업이 될 것”이라고 말한다.
실제로 고유한 아이템으로 시장에서 주목받는 사례로는 서울과학사가 있다. 엔지니어 최종언씨와 디자이너 김종범씨가 함께 창업한 이 회사는 우리가 주변에서 볼 수 있는 사물을 채집(제품화할 대상을 선정해 3D 모델링하는 과정)하고 이를 키트화한다. 흔히 우리가 ‘조립식’으로 부르는 프라모델과 같은 형태의 제품이다. 다만 상품화되는 대상이 독특하다. 교통신호제어기나 호두과자수레, 주차단속카메라 같은 것들이 상품화됐다.
이 같은 사례는 해외에서도 찾아볼 수 있다. 쿠사카 엔지니어링(Kusaka Engineering)은 유명 스포츠카의 엔진을 그대로 축소해 3D 프린터로 출력한 뒤 채색 등의 과정을 거쳐 상품화한다. 이들의 제품은 하나의 작품으로 인정받아 마니아들에게 높은 가격에 팔린다.
업계 관계자는 “3D 프린터 교육뿐만 아니라 창업 아이템 개발에 노력을 기울여야 성공적인 3D 프린터 창업을 이끌어낼 수 있을 것”이라고 조언했다.
