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Similaire à 세상을 인쇄하다 [3D 프린터]
Similaire à 세상을 인쇄하다 [3D 프린터] (16)
세상을 인쇄하다 [3D 프린터]
- 1. 세상을 인쇄하다 - 3D 프린터 -
- 2. 목차 3D 프린터란 종류 재료 활용분야 가까운 미래의 3D 프린터
- 3. Q. 다음 중 3D 프린터로 할 수 없는 일은 무엇일까요? 1. 나랑 똑같이 생긴 미니어쳐 피규어 만들기 2. 우주에서 여분의 부품 만들기 3. 의족 및 인공장기 제작 4. 집(House) 짓기 5. 총기 제작 6. 음식 3D 프린터란 정답 모두 가능하다. 위 여섯가지 일은 모두 쓰리디 프린터로 가능하거나, 연구 개발중에 있는 일
- 4. 나랑 똑같이 생긴 미니어쳐 피규어 만들기 3D 프린터란 우주에서 여분의 부품 만들기 의족 및 인공장기 제작 집(House) 짓기 총기 제작
- 5. 3D 프린터란 Stratasys 社 3D Systems 社 2013년 1월 3D systems에서 출시된 Cube 모델
- 6. 종류 1) 고체형 재료를 사용하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식 필라멘트라고 불리는 얇은 플라스틱 실을 녹여 아래부터 위로 층층히 쌓아나가는 방식
- 7. 종류 2) 액체형 재료를 사용하는 SLA(SeteroLithography Appartus)방식 빛을 받으면 고체로 변하는 액체 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아서 필요한 부분만 고체화하 는 방식
- 8. 종류 3) 파우더형 재료를 사용하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식 파우더(미세한 플라스틱, 모래, 금속 가루 등)가 담겨있는 수조에 레이저를 쏴서 얇은 막을 형성하는 원리
- 9. 재료 플라스틱 필라멘트 PLA 플라스틱 ABS 플라스틱 • 옥수수 가루를 원료로 만들어져 자연분해가 가능한 친환경적 소재 • ABS에 비해 가격이 상대적으로 비싼 편 • 한 롤 = 26000원 • 유독가스를 제거한 석유 추출물 재료 • PLA에 비해 쉽게 수축되는 성질이 있음 • 한 롤 = 17600원 <세라믹> <금속> <티타늄> 고가의 산업용 프린터 재료들
- 10. 활용분야 1) 자동차/항공 분야 <Urbee-2와 이를 만든 대형 쓰리디 프린터>
- 11. 활용분야 2) 우주 분야 <메이드 인 스페이스의 연구모습>
- 12. 활용분야 3) 의료 분야 <신장을 프린팅한 안소니 아탈라 박사> <10$짜리 의수> <보형물 프린팅>
- 13. 활용분야 4) 건축 분야 <3D 프린터로 20시간에 짓는 집>
- 14. 활용분야 5) 예술/문화 분야 <스미스소니언 박물관의 전시품 복사> <3D 프린터 패션>
- 15. 활용분야 6) 음식 분야 <초콜릿을 3D 프린터로 제작예정인 허쉬> < 정해진 레시피대로 음식을 뽑아주는 3D food printer>
- 16. 가까운 미래의 3D 프린터 1) 쓰리디 프린터가 가져올 낙관적 미래 개인화와 맞춤화 Shapeways
- 17. 가까운 미래의 3D 프린터 1) 쓰리디 프린터가 가져올 낙관적 미래 소자본 제조업 창업의 문턱 낮추기 <샌프란시스코의 Techshop>
- 18. 가까운 미래의 3D 프린터 2) 쓰리디 프린터가 가져올 비관적 미래 집에서 찍어내는 권총 <플라스틱권총 ‘Liberator’>
- 19. 가까운 미래의 3D 프린터 2) 쓰리디 프린터가 가져올 비관적 미래 무분별한 복제와 저작권 침해 고용 시장의 축소
Notes de l'éditeur
- 두개의 사진은 쓰리디 프린터 시장의 양대 산맥이라고 할 수 있는 Stratasys(스트라타시스)와 3D systems의 대표모델 디자인입니다. 아직까지는 전문가용/산업용의 고가 쓰리디 프린터가 제품의 대표 역할을 하는 것을 알 수 있는데요. 요즘은 가정용/보급용의 저렴한 3D프린터가 주목을 받으면서 다양한 디자인의 쓰리디 프린터가 출시되고 있습니다.(200만원 초반) 전문가부터 가정용까지 다양한 쓰리디 프린터에 주목해야 하는 이유는, 크기나 디자인에 따라 쓰리디 프린터가 놓여지는 상황이나 장소가 달라질 것이고, 이에 따라 쓰리디 프린터의 활용 역시 달라질 수 있기 때문입니다
- 현재 보급형 프린터들이 대부분 사용하는 방식입니다. 필라멘트라고 불리는 얇은 플라스틱 실을 녹여 아래부터 위로 층층히 쌓아나가는 방식으로, 쓰리디 프린터 제조회사 스트라타시스(Stratasys)를 설립한 스콧 트럼프가 1988년 개발했습니다. 글루건으로 물체를 만드는 걸 상상하시면 좀 더 쉽게 이해가 되실 겁니다. FDM 방식의 프린터는 가격이 저렴하지만 출력물 표면이 거칠다는 단점이 있습니다.(제작과정은 1분22초)
- 빛을 받으면 고체로 변하는 광경화성 수지(액체 플라스틱)가 들어있는 수조에 레이저 빔을 쏘아서 필요한 부분만 고체화시키는 방식입니다. 레이저 광선을 이용해 속도가 빠르고 방금 전 FDM 방식에 비해 제품 표면이 매끄럽지만 내구성은 떨어집니다.(제작 과정은 34초부터 나옵니다)
- 방금전 SLA와 비슷한 방식인데 파우더형 재료(미세한 플라스틱 분말, 모래, 금속 가루 등)를 사용합니다. 파우더가 담겨있는 수조에 레이저를 쏴서 얇은 막을 형성하는 원리입니다. 막이 형성된 뒤에 다시 파우더를 뿌리고, 다시 레이저를 쏘는 과정을 반복해서 물체를 조형합니다. 레이저가 아니라 접착제를 사용하는 형태도 있다고 합니다. 속도도 빠르고, 재료도 다양하며, 완제품도 정교하지만 프린터 자체가 고가에 부피가 크고, 사용을 위해 전문적인 교육이 필요하다는 단점이 있습니다.
- 고가의 산업용 프린터에서는 티타늄, 알루미륨, 나일론, 세라믹, 금, 은 등의 재료를 사용하여 다양한 제품이 만들어지고 있습니다.
- 산업용 쓰리디 프린터는 오래 전부터 자동차와 항공 회사에서 시제품(Prototyping)을 만드는 데 활용되어 왔습니다. 그래서 Rapid Prototyping[신속조형]을 의미하는 RP가 쓰리디 프린팅의 동의어로 사용되기도 하며, 이런 용도의 쓰리디 프린터는 RP 머신이라 불리기도 합니다. 요즘은 쓰리디 프린팅 기술이 발전함에 따라, 시제품이 아닌 실제 부품이나 제품을 생산하는 데 쓰리디 프린터를 활용한다고 합니다. 비행기 제작업체인 보잉(Boeing) 사는 이미 300여개의 부품을 쓰리디 프린터를 이용해 생산하고 있으며, 포드(Ford) 사는 실린더를 쓰리디 프린터로 제작했습니다. 캐나다의 콜이콜로직(Korecologic)은 미국 스트라타시스 사와 협력하여 세계 최초로 차량 전체를 쓰리디 프린팅한 플라스틱 하이브리드카 Urbee 2를 생산해 주목받기도 했습니다. 쓰리디 프린팅은 제품 제작 기간을 줄여주었을 뿐 아니라, Urbee의 공기역학적 차체 외관을 디자인한 그대로 생산하는데 큰 역할을 해냈다고 합니다. 스트라타시스에 따르면, 결국 문제는 예산(budget)이며, 예산만 충분하다면 비행기도 쓰리디프린팅할 수 있을 것이라고 합니다.
- NASA는 올해 9월 우주선에 쓰리디 프린터를 실을 계획이라고 발표했습니다. 기존에는 만일의 사태에 대비해 항상 여분의 부품을 챙겨야 했지만 쓰리디 프린터가 있다면 필요한 부품을 즉석에서 바로 프린팅할 수 있습니다. 이를 통해 우주선 내부의 공간 절약 문제 뿐만 아니라, 필요한 부품을 적시에 만들어 내 우주비행사의 안전을 향상시킬 수 있을 것으로 예상합니다. 문제는 쓰리디프린터가 우주에서도 작동할 수 있는지의 여부입니다. 이를 위해 실리콘 밸리의 벤처기업 '메이드 인 스페이스'에 의뢰해 무중력 상태에서도 작동하는 쓰리디 프린터를 연구하고 있다고 합니다.
- 장기(Organ) 프린팅 2011년 3월, 안소니 아탈라(Anthony Atala) 박사는 TED를 통해 신장(Kidney)을 프린팅하는 방법을 소개해 큰 반향을 불러 일으킵니다. 환자의 CT 스캔 데이터를 기반으로, 조직 세포를 재료로 하여 쓰리디프린팅한 것입니다. 7시간 정도면 사진과 같은 신장을 만들어낼 수 있다고 합니다. 아직 임상적으로 활용하기까지는 가야할 길이 멉니다. 참고로, 이렇게 조직 세포를 활용해 프린팅하는 방식을 활용하여 식용 육류나 인공 가죽을 제작하는 방법도 연구되고 있다고 합니다 의족/의수 프린팅 의족이나 의수는 제작 과정에 소요되는 비용과 시간이 만만치 않습니다. 어린 아이의 경우 성장에 맞춰 지속적으로 교체해줘야 하기 때문에 부담이 더 큽니다. 사진의 경우 왼손 손가락이 없이 태어난 12살 소년을 위해, 아버지가 스스로 만든 의수로, 학교에 있는 2500달러짜리 쓰리디 프린터를 이용해 제작했다고 합니다. 재료비는 약 $10 정도였다고 하네요. 보형물 프린팅 영국의 프립 & 디자인 리서치에서는 불의의 사고로 손상된 신체 부위를 대체할 수 있는 보형물을 쓰리디 프린터로 제작하는데 성공했습니다. 기존의 수제작에 비해 기간은 10주에서 이틀로, 비용은 700만원에서 20만원 수준으로 낮췄다고 합니다. 하지만 수제 보형물에 비해 정교함은 아직은 매우 떨어지는 수준이라네요. 이외에도 인공 턱뼈를 제작하거나, 자신의 귀에 꼭 맞는 보청기를 제작하는 등 의료 분야에서 쓰리디 프린터는 개인에게 꼭 맞는 제품을 보다 저렴하고 빠른 시일내에 제작해준다는 점에서 각광받고 있습니다.
- 2012년 8월, Ted에서 베록 코쉬네비스 교수는 Contour crafting이라는 기술을 활용해, 20시간만에 집을 짓는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 기본적인 컨셉은 컴퓨터에 의해 조종되는 거대한 쓰리디 프린터가 콘크리트와 같은 재료를 활용해 층층히 쌓는 것입니다. 기존의 FDM 방식의 쓰리디 프린터가 엄청 커지고, 재료로 플라스틱이 아니라 콘크리트를 활용한다고 상상하시면 됩니다. 원래는 산업용 부품의 금형(molds)를 제작하기 위한 기술이었는데, Khoshnevis 교수가 고향인 이란에 일어난 대지진을 보면서, 자연재해가 일어난 지역의 빠른 복구를 가능하게 할 수 있는 기술로 응용했다고 합니다.
- 세계에서 가장 큰 박물관인 스미스소니언 박물관은 소장품을 3D 스캔해서 디지털화하는 작업을 시작했습니다. 그리고 이 데이터를 웹사이트를 통해 공개해서, 온라인상으로 전시품을 감상하고, 원한다면 쓰리디 프린터를 통해 프린팅할 수 있게 했습니다. 스미스소니언은 약 1억 3천만개의 소장품을 가지고 있지만 장소의 한계로 1%밖에 전시하지 못한다고 합니다. 이 디지털화 작업을 통해 미공개 99%의 작품이 대중과 만날 기회를 가질 것이고, 연구자들은 사진과는 비교도 할 수 없는 정확한 데이터를 가질 수 있습니다. 패션 분야에서도 쓰리디 프린터를 활용하고 있습니다. 대부분의 작품은 사진과 같이, 입체감을 듬뿍 살린 조각과 같은 옷입니다. 신소재를 활용해서 만들었다고 하는데, 이 소재는 가벼우면서도 탄성이 있어 쓰리디 프린터의 재료로 활용될 수 있었다고 합니다.
- 3D시스템즈 사와 제휴해 3D 출력 기술을 이용해 과자를 만드는 방법을 공동 개발하기로 결정하였습니다. 그외에 정해진 레시피대로 음식을 뽑아주는 3D 푸드 프린터 분야도 현재 연구중에 있다고 합니다.
- 쓰리디 프린터를 통한 생산의 가장 큰 장점은 개인화와 맞춤화입니다. 이전에는 큰 비용을 들여서 금형(몰딩)을 제작해야 만들 수 있던 제품을 쓰리디 프린터는 바로 뽑아낼 수 있어서 훨씬 저렴합니다. 이 때문에 개인용 의료 기구 제작에 크게 활용되고 있고요. 개인적인 기호를 반영하는 취미용품 역시 원한다면 자신이 직접 쉽게 커스터마이징 할 수 있습니다. 쓰리디 프린터가 없어서 걱정이라면 Shapeways와 같은 출력 서비스 회사를 이용할 수 있습니다. 아래 사진과 같이 복잡한 구조를 가지고 있어서 금형 제작이 어려운 제품일수록 쓰리디 프린팅의 장점이 극대화 됩니다.
- 제품 제작 자체에 큰 비용이 들어 소자본 창업을 꿈꾸기 힘든 제조업이지만 쓰리디 프린터를 이용한다면, 개인 역시 자신의 아이디어를 바로 제품화하고 이를 오픈마켓에 올려 사람들의 반응을 확인해보고 판매할 수 있습니다. 미국의 Techshop에는 쓰리디 프린터를 비롯해 제품 제작을 위한 각종 기계와 공구를 구비해 놓고 월정액의 요금을 납부한 회원들이 자유롭게 사용할 수 있도록 하고 있습니다.
- 2013년 5월, 두 조각의 금속 부품을 제외하고 나머지 부분을 모두 플라스틱으로 뽑아낼 수 있는 Liberator(리버레이터)가 등장했습니다. 놀라운 건 이 권총이 오픈 소스 협업 방식으로 만들어졌다는 것입니다. 11월에는 쓰리디 프린팅 업체 Solid concepts에서는 금속 권총 제작에 성공해 쓰리디 프린터의 위험성에 대한 우려를 본격화했습니다. 솔리드 컨셉츠 측의 대변인은 금속 권총 제작에 이용된 쓰리디 프린터는 매우 고가이기 때문에 일반 가정에서 손쉽게 만들 수 있는 성격의 행동은 아니라고 합니다. 하지만 10월 말 영국에서 한 범죄조직이 쓰리디 프린터를 이용해 조직적으로 총기를 제작하고 있던 것이 적발되는 등, 범죄와 관련된 이슈는 앞으로도 끊이지 않을 듯 합니다.
- 쓰리디 프린터의 보급화는 소자본 제조업 창업의 문턱을 낮출 뿐만 아니라, 복제품 제작에 대한 문턱도 낮출 가능성이 높습니다. 디자이너의 소중한 아이디어를 바탕으로 제작된 피규어가 쓰리디 스캐너를 이용해 바로 복제될 수도 있고, 누군가 모델링을 해서 공유할 수도 있겠죠. 쓰리디 프린터 기술을 활용해 20시간 만에 집을 짓는 기술은 자연 재해가 일어난 지역의 빠른 복구를 가능하게 하겠지만, 동시에 기존의 건축 현장에서 활용되는 인력의 규모를 대폭 축소시킬 수도 있습니다. 비단 건축 분야뿐만 아니라, 제조 분야 등에서 쓰리디 프린터의 활용된다면 기존 공장 노동자들이 일자리를 잃어버릴 가능성도 있다는 생각이 듭니다.