1. 주제: 3D 프린팅 혁명
발표자 : 서일대학교 산업디자인과 최 성권
PROTOKOR 3D 프린팅 & 스캐닝 컨퍼런스 2013 / coex
문의 메일 : rapiddesign@naver.com
3D Printing Revolution
발표일 : 2013. 07. 15.
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니다.
2. Contents
I. 3D 프린팅의 이해
1. 3D 프린팅 이슈
2. 3D 프린팅이란?
3. 3D 프린팅 용어의 이해
II. 3D 프린팅 기술
1. 3D Printer 하드웨어 타입
2. 3D Printing 제작 사이즈
3. 3D Printing 재료
4. 3D Printing 기술의 분류-재료의 형태
4. 3D Printing 적용 및 활용 분야
5. 3D Printing 기술의 필요성
5. 3D Printing 기술의 분류 - 조형 방식별 분류
6. 국내외 보급용 3D 프린터 현황
7. 보급용 3D 프린터 판매 추이
8. 보급용 3D 프린터 경향
III. 3D 프린팅 기술의 장점
1. 3D Printing 기술의 장점
2. 3D Printing 제조 방식 방식 비교
IV. 3D 프린팅 시장 환경
1. 3D Printing 시장 환경 변화
2. 3D 프린팅 산업 생태계 조성
V. 3D 프린팅 산업 현황
1. 3D Printing 국내외 산업 현황
2. 최근 AM 생산 (Digital Direct Manufacturing) 제품 경향
3. 창의적 메이커스(Makers)가 대접받는 시대 도래
4. AM 생산과 New Design Paradigm 예측
5. AM(Additive Manufacturing) 산업과 한국의 잠재력
6. 3D Printing 산업 육성의 필요성
7. AM(Additive Manufacturing) 산업을 위한 준비와 해결 과제
3. 3D Printing 이슈
Alvin Toffler
Chris Anderson
Terry T. Wohlers
Peter Weijmarshausen
Barack Hussein Obama
생산소비자(prosumer)
제3의 물결 The Third Wave처음 제시
“3D 프린팅은 산업혁명이다”
세계적 IT잡지 와이어드 편집아, 롱테
일 경제학 창시자, 메이커스 저자
쉐이프웨이즈(Shapeways) 비즈니스 디렉터
제조업의 미래 3D 프린팅 >생산의 민주화
세계 최대의 3D 프린팅 서비스 플랫폼
Director of Business Development
Wohlers Associates Inc. 대표,
Wohlers Report 발간
Janne Kyttanen
FOC(Freedom of Creation) Founder
Charlie Maddock
Neri Oxman
Architect & Designer
Professor of Media Arts and Sciences
Mediated Matter, Director MIT Media Lab
Shapeways Founder
“3D 프린팅은 산업혁명이다”
4. 3D Printing 이란?
CAD 3D Modeling 3D Printing Prototype
“ 가상의 3D CAD 데이터를 손으로 만질 수 있는 물리적인 모델로 빠르게 제작하는 조형 기술”
출처: 산업디자이너를 위한 신속조형기술 / RP 활용가이드, 최성권 지음, 도서출판 혜지원, 2010.
5. 3D Printing 용어의 이해
RP: Rapid Prototyping
AM: Additive
Manufacturing
Subtractive
Manufacturing
3DP: 3D Printing
1980년대 말 2013년 현재
RT: Rapid Tooling
RM: Rapid Manufacturing
SM RP AM
가정 및 사무실용 3D Printer 산업용 RP Machines
Formative Subtractive Additive
6. 3D Printing 적용 및 활용 분야
출처 : Wohlers Report 2009, Terry Wohlers, page 26~27 요약
17. SLS : Selective Laser Sintering
Heat Exchange
Laser-Sintered on EOS M 270 in Titanium Ti64
This heat exchange design heralds a new era for engineering design
View Case Study
Liquid Lattice Designs
Laser-Sintered on EOS M 270 in Titanium Ti64
These lattice designs provide lightweight solutions for various
applications View Case Study...
Laser-Sintered on EOS M 270 in Bronze, i-materialist-3d-printed-love-bone
18. SLS : Selective Laser Sintering
Watches
Laser-Sintered on EOS M 270 in Titanium Ti64
Products designed and distributed by : Marianne Forrest
MA rca Silversmith
USB & KeyRing
Laser-Sintered on EOS M 270 in Titanium Ti64
Products designed and distributed by : FOC
19. Laser-Sintered on Concept Laser > stainless steel
VRZ 1. a tack bike frame with 3d printed lugs from Ralf Holleis10 months ago
VRZ 1. is a track bike frame with 3d printed stainless steel lugs glued together with
carbon fiber tubes.
SLS : Selective Laser Sintering
20. 3D Printing 기술의 분류-조형 방식
3DP : 3D Dimensional Printing / Inkjet Printing
출처: 산업디자이너를 위한 신속조형기술 / RP 활용가이드, 최성권 지음, 도서출판 혜지원, 2010.
21. 3DP : 3D Dimensional Printing /
Inkjet Printing
28. 국내외 보급용 3D 프린터 현황
3D DERS 홈페이지에 제조사 2013년 현재 18개국 62개사 등록
출처: http://www.3ders.org/pricecompare/3dprinters/
국가 : 미국, 캐나다, 영국, 싱가폴, 프랑스, 홍콩, 인디아, 한국, 스페인, 중국, 독일, 이탈리아, 네덜란드, 일본, 폴란드, 대만, 네덜란드, 덴마크 등
제품 형식: DIY 형태 주류 > 제품 가격: $200~$7,000 > 프린팅 기술 FFF(FDM) 방식 주류 > 오픈소스와 특허 만료
사용 재료: ABS, PLA 주력, Lawood-D3, Nylon-618, PC > 재료 가격: $10~$140
제조사는 전문기업과 개인 DIY 혼재 > TOP 10엔 전문기업 우세
초기 RepRap 오픈소스코드를 이용하여 개발 > 향후 자체적인 업그레이드 지속 서비스 필요
한국의 경우 멘델, 윌리봇, 에디슨 등 5개사 정도가 현재 DIY형태로 제품 개발 > 커뮤니티로 카페 활용
FDM : Fused Deposition Modeling SLA / SL
30. 보급용 3D 프린터 경향
출처: http://3d-printers.toptenreviews.com/index.html
31. 3D Printing 기술의 장점
Additive Manufacturing has many remarkable benefits compared to traditional mass production techniques
It can build unique and complex parts rapidly over a number of hours.
‘Local’ manufacturing results in a lower carbon footprint and materials can include recycled plastics.
With no upfront costs for moulds, manufacturing on-demand promotes a positive cash flow.
The absence of moulds allows for complex geometries to be created without difficulty.
Rapid
Affordable
Additive Manufacturing eliminates tooling, set-up and some labour costs.
It can produce parts of far superior complexity that can consist of one or more movable components
without the need for assembly. Hence, it is the only viable manufacturing process for ‘Mass
Customization'.
There is considerably less material waste than traditional manufacturing techniques.Less Waste
Environmentally
Friendly
Competitive
Flexible Design
32. 3D Printing 제조 방식 방식 비교
($)
(개)
개
당
제
조
비
용
제품 개수
방법 2 3차원 프린터
방법 1 사출 성형
(금형 제작 비용 1만 달러 + 고무오리 1개당 20달러)
(고무오리 1개를 추가생산할 때 드는 비용은 20달러로 동일)
다양성 복잡성 유연성
33. 3D Printing 기술의 장점
A traditional supply chain A 3D printing supply chain
Just in timeLong lead time
35. 3D 프린팅 산업 생태계 조성
http://www.kickstarter.com
http://www.indiegogo.com
36. 3D 프린팅 산업 생태계 조성-2
3D 프린터, CNC, Laser
cut > Makers Space 증가
2009년 말 2013년 현재
자금 조달의 민주화
크라우드 펀딩
(crowd funding)의 등장
제조의 민주화유통/판매의 민주화
킥스타터(Kickstarter)
인디고고(Indiegogo)
로켓허브(Roket hub)
펀디드바이미(Funded By Me)
웹(Web)을 통한 글로벌
온라인 거래
데스크탑(Fab at home) 제조 가능
에이치-수공예 상품
판매처
Quirky
Shapeways
i-Materialise
2013년 현재
Shapeways
i-Materialise
에이치
37. 출처 : Wohlers Report 2010, Terry Wohlers, page 44~45 요약
장비 역사 : 1988~2013까지 약 25년
장비 제조 : 미국, 일본, 독일, 중국 등 약 15개 국가 30여개사
대표 방식 : SLA, SLS, FDM, LOM, DLP , PolyJet, 3DP-InkJet 등 10여종
대표 재료 : 플라스틱, 금속분말, 고무성분, 종이, PVC 시트, 석고분말, 세라믹분말 등
장비 보유 : 1996~2010년까지 전세계 38,214대가 설치(북미>유럽>아시아/태평양 순)
장비 역사 : 1991년 삼성전자 생산기술센터 > 일본 CMET사 SOUP
장비 보유 : 2003년 약 140여대 > 2008년 약 707대로 세계 8위 수준 > 2011년 약 800여대 추정
국내 가장 많이 사용하는 방식 : SLA, SLS, FDM, DLP, PolyJet, 3DP-InkJet, Voxeljet 등 10여종
활용 분야 : 소비재 전기 전자 제품 산업, 자동차 산업, 주얼리 산업, 문화재 복원, 건축, 캐릭터 산업, 의료 등
장비 보유 : 전국 공기업, 연구기관, 대학교, 디자인혁신센터(DIC), 지역혁신센터(RIC), 테크노 파크(TP) 등
최다 보유 국가 : 미국(12,471), 일본(3,882), 독일(2,562), 중국(2,472), 영국(1,570), 이탈리아(1,249)
향후 전망 : 3D 프린터 시장의 급성장, RP>RT(Rapid Tooling)>RM(Rapid Manufacturing) = AM 가속화
향후 전망 : 3D 프린터 시장의 지속성장, 개인(디자이너, 작가), 사기업에서의 활용도 증가가 예상 됨
해외 현황
국내 현황
3D Printing 국내외 산업 현황
국내 제조사: Carima(DLP 타입), Menix, Instec(metal 기반) > 추가 자체 장비 개발 시급
38. 최근 AM 생산 (Digital Direct Manufacturing) 제품 경향
Prototypes & Mock-up > Direct Production >End User Goods
Mass Customization
Metal printing
Very little waste Freedom of formEnvironmentally friendly
40. 직접 생산(Digital Direct Manufacturing) 제품 경향
MOOHON(無魂)-Collector Series, SYLPHID TEAM, 2011.
41. 직접 생산(Digital Direct Manufacturing) 제품 경향
12inch figure> free hand sample detail
42. 사무실용 3D Printer
DESIGN & ART AREA
FUTURETime
ENGINEERING AREA
PAST PRESENT
AM 기술 활용과 이동(Shift)
+(Factory/Company) (Personal/Desktop Factory)
산업용 RP Machine
일방적>엔지니어 소유물 양방향>개인, 디자이너 누구나 사용
엔지니어, 디자이너, 발명가가 대우 받는 시대
창의적 메이커스(Makers)가 대접받는 시대 도래
43. MAKE THE IMAGINATION RAEL
“상상하는 것을 현실로 만들 수 있음”
>무금형(無金型 ) 제품의 등장> No Assembly
>3차원을 넘어선 디자인 제품의 등장
>CUSTOMIZATION, LIMITED, 유일 상품 등장
>프로슈머(Prosumer)의 증가와 경계성의 한계
>Desktop Factory / FAB at Home > 1인 생산 기업 등장
>상품의 형태가 Digital File의 형태로도 On-Line 유통
>Network 교역생산 >전세계 장비 활용
>Cloud 컴퓨팅 기반 AM 상품 유통 마켓 활성화
>Low Volume Production>다품종 소량 생산적합
유통
제조
상품
NEW BUSINESS MODELS IN THE CREATIVE INDUSRIES
>RP / 3D Printer 서비스 Bureau 성장 / 전문회사 등장
>기능위주>이야기, 감성 상품의 증가
AM 생산과 New Design Paradigm 예측
45. 세계적 수준의 IT정보 통신기술과 인프라
-디지털 온라인 유통의 근간이 마련 됨
세계 8위의 RP/AM 장비 보유국
-제품, 개발에 약150여대, 주얼리 분야 약 65여대
-대의 최신 장비 운용 중> 총 800여대 장비 보유
-전국 86개 연구장비 주관기관 활용>활용 노하우 보유
풍부한 엔지니어, 디자이너 인프라
-세계 3대 디자인상 매년 다수 수상과 인적 교류
-한해 디자인 관련 학과 배출 약 3만명 수준
-정부, 지자체 차원의 디자인 정책 드라이브
-디자인 공인 전문회사
-지속적인 국제 교류를 통한 디자인 산업 인프라 확충
AM(Additive Manufacturing) 산업과 한국의 잠재력
세계 10위권의 수출 경제대국
-글로벌 제품 기술력, 디자인경쟁력 보유
46. 3D Printing 산업 육성의 필요성
3D 프린팅은 유행이 아닌 하나의 산업
융복합, 창의경제 제조기술의 주축
새로운 비즈니스 창출과 실업문제 대처
산업 전반에 영향을 줄 패러다임
초기 기술 경쟁력, 주도권 확보
47. AM 후처리 기술 확보와 개발
AM 디자인 상품의 적극 연구와 개발
AM 장비와 재료의 국산화
AM 상품의 표면처리기술 > 상품성 높임
ex. MGX, FOC > History 만들기
장비의 상용화와 환경친화적 재료 개발
사용 재료의 내구성, 다양성 확보
AM 디자인기술을 별도로 연구,교육 지원하는
R&D 및 Facility Center 필요>대학 기초 교육
AM 디자인 상품의 분야별 브랜드 상품 개발
AM 상품은 차별화된 디자인과 초기 세분야
영역을 선점하여 History 가치와 국제 마케팅
AM 의 바른 인식과 기초 생태계 구축
AM의 기술의 저변 확대 노력
국내외 기술교류와 기초 연구
AM 상품의 대량 생산 시설 확보
3D MODELING 및 SCAN/REVERSE 설계기술 인재양성
AM(Additive Manufacturing) 산업을 위한 준비와 해결 과제
AM 생태계 구축 전략 수립
48. Rapid Manufacturing, An industrial Revolution for the Digital Age
Editors N. Hopkinson, R.J.M. Hague and P.M. Dickens / Loughborough University, UK, 2006.
John Wiley & Sons, Ltd
Rapid Prototyping / Principles and Applications / Second Edition, Chua C.K., Leong K. F.
and Lim C. S. 2004.
World Scientific
Wohlers Report 2006, 2008, 2009 / State of the Industry / Annual Worldwide Progress
Report / Terry Wohlers, 2009 / Terry T. Wohlers Wohlers Associates, Inc.
산업디자이너를 위한 신속조형기술 / RP 활용가이드, 최성권 지음, 도서출판 혜지원, 2010.
Designers for Rapid Prototyping User Guide
