상상하는 모든 것을 만들다 - 최성권

 

이제부터 전개되는 얘기는 산업혁명 2.0(Industrial Revolution 2.0)이라 할 만큼 미래를 바꿀 생산기술과 디자인 분야의 활용 가능성에 대한 비전을 보는 AM(Additive Manufacturing) 산업에 대한 것입니다. 우선 첫 번째 이야기는 아무래도 용어부터 이해하고 가는 것이 좋을듯합니다. 자 그럼 이제부터 AM의 세상으로 여러분을 초대합니다.

 

 

여러분은 혹 3D 프린팅이라고 들어 보셨는지요? AM은 바로 이러한 3D 프린팅 관련 기술을 활용하는 공정 또는 산업을 말합니다. 이러한 기술을 사용하는 산업은 이제 우주, 항공, 자동차, 의료, 소비재 제품, 건축, 문화재 복원, 예술, 패션, 가구, 조명, 주얼리, 디자인 분야까지 다양합니다.

 

우리가 디자인한다면 조형이라는 단어를 자주 씁니다. 뭔가 생각을 하고 입체화하는 개념이지요. AM 즉 Additive Manufacturing은 단어적 해석을 하면 첨가가공 또는 부가제조 정도입니다. 이 단어가 나오게 된 내력에는 바로 3D 프린팅 조형 기술 원리 때문입니다. 3D 프린팅은 컴퓨터로 제작된 디지털 CAD 데이터를 손으로 만질 수 있는 물리적인 모델로 빠르고 정확하게 제작하는 조형기술입니다. 

RP & 3D 프린팅 순서도

 

다른 전문용어로는 신속조형기술(RP: Rapid Prototyping) 또는 쾌속조형기술이라 부릅니다. 이러한 3D 프린팅의 공통적인 조형 원리가 바로 Layer by Layer 즉 한층 한층 순차적으로 재료를 적층하여 모델을 만드는 것입니다. 즉 재료를 첨가, 부가 가공하여 원하는 형상을 만들기에 이러한 원리를 이용하여 제조하는 모든 산업활동과 제조기술, 공정을 포함한 생산산업을 바로 AM(Additive Manufacturing)이라 합니다.

 Layer by Layer 적층 조형 개념도

 

AM의 용어가 이렇게 통일된 공식 용어가 되기 전에는 주로 신속조형기술(RP:Rapid Prototyping)이라는 말을 주로 사용했으며, 일반인들에게는 쉽게 이해할 수 있는 3D 프린팅으로 알려지게 된 것입니다. 물론 3D 프린팅의 용어는 프린팅 장비의 특성에서 나온 말이기도 합니다. 또한, RP 장비나 RP 시스템은 산업용 3D 프린팅을 지칭하는 보다 넓은 의미의 용어입니다. 현재 이러한 3D 프린팅, 신속조형기술(RP)이라는 말은 AM이라는 말로 급속히 대체되어가고 있다고 보시면 됩니다. 이와 반대되는 용어로는 재료를 직접 공구로 깎아서 물건을 제조하는 공제가공(Subtractive Process)이 있습니다. 여러분이 가끔 보시는 밀링 머신이나, 선반 가공, 수치제어 공작기계 CNC 같은 것들이 대표적인 공제가공 장비들입니다. 지금까지 AM이라는 용어와 RP, 3D 프린팅 개념에 대해 이해하였습니다.

 

 

산업발전을 이끌었던 모든 기술은 분명 한 사람의 누군가로부터 시작합니다. 또한 그 누군가는 필요성을 내다보고 기술을 개발하게 됩니다. AM산업, 쉽게 말해 3D 프린팅 산업이 지금까지 걸어온 역사는 절대 짧지만은 않습니다. 1890년 초 J.E. Blanther의 입체 모형지도의 지형학(Topography)과 1860년대 Francois Willeme의 광조각(photo sculpture)이 3D 프린팅의 태동이었습니다. 물론 지금과 같은 3D 프린터의 상용화 시점은 1988년으로 미국 3D Systems사의 Charles W. Hull 박사에 의해 발명되고 연구되어온 SLA(Stereolithgraphy) 시스템입니다.

 

최초의 3D 프린터는 광경화성수지(Photocurable resin)에 레이저를 쏘아 한층 한층 경화시켜 형상을 조형하는 초보적인 수준이었습니다. 하지만 약 25년이 지난 지금의 3D 프린팅 기술은 정밀도와 속도는 물론 크기와 시스템 안정성, 재료의 내구성과 다양성 그리고 활용분야까지 괄목한 만큼의 성장을 하고 있습니다. 단적인 예로 이제 개인 또는 가정에서도 3D 프린팅이 가능한 시대입니다. Fabrication at Home의 시대가 되어가고 있습니다. 더욱 놀라운 것은 과거 디자인 모형(Mock-up)이나 시작품(試作品), 프로토타입(Prototype), 워킹 모형의 수준에서 이제는 금형을 사용하지 않고도 바로 실제 사용이 가능한 제품을 생산하는 시대가 되었다는 것입니다. 아래 2개의 이미지는 FDM(용융압출경화), SLS(선택적레이저소결)방식으로 3D 프린팅된 상품의 예입니다. 이제 AM 기술은 창조적인 작업을 하는 디자이너에게 일대 혁신을 가져올 것입니다. "상상하는, 아니 도저히 상상할 수 없는 그 무엇이든 만들 수 있다"라는 문구가 현실이 되어가고 있는 것입니다

이 말은 미래학자인 앨빈 토플러가 그의 저서 “부의 미래(Alvin Toffler, Revolutionary Wealth, Page 280, 2006.)”에서 3D 프린팅에 관련하여 인용한 말입니다. 그는 3D 프린팅 기술이 강력한 창의적 도구이자 부의 미래에 한 축이 될 것이라 보고 있었습니다. 여기에 Matt Mason의 저서 ”The Pirate’s Dillema”(2009 비즈니스 위크 선정도서)에서“ 3D 프린터는 그리 멀지않은 미래에 세계 곳곳의 가정과 사무실에서 환영받는 기기가 될 수 있을 것이며, 생산자와 소비자의 경계는 더는 남아 있지 않을 것이다.”라고 말해 프로슈머(Prosumer-생산과 소비를 동시에 하는 참여형 소비자)적 미래의 전망과 비전을 제시하고 있습니다.

 

지금까지 AM, RP, 3D 프린팅에 대한 기본적인 용어를 알게 되었습니다. 지면 관계상 다음 이야기는 다시 찾아 뵙도록 하겠습니다. 보다 심도 있는 내용은 언제든 문의 하셔도 됩니다. 읽어 주셔서 감사합니다.