제조업 공정혁신의 기폭제 3 d 프린팅 산업

조은정·이훈혜
산 업 창 조 화 시 리 즈
2014. 2.
제조업 공정혁신의 기폭제
3D 프린팅 산업
ISSUE PAPER 2014-344

차 례
제1장 서론 ................................................................................................. 7
제2장 3D 프린팅의 특성과 경제적 효과 ................................................... 11
1. 3D 프린팅의 개념 ........................................................... 11
2. 3D 프린팅을 이용한 생산과정과 필요 요소 ............................ 17
(1) 생산 과정 ................................................................ 17
(2) 필요 요소 ................................................................ 18
3. 3D 프린팅의 특징 ........................................................... 22
(1) 강점 ....................................................................... 22
(2) 약점 ....................................................................... 25
(3) 응용 분야 ................................................................ 29
(4) 혁신 요소 ................................................................ 31
4. 경제적 효과 .................................................................. 33
(1) 사회적 잉여 증가 ....................................................... 33
(2) 절삭공정 및 뿌리기술에 대한 보완성 존재 ......................... 36
(3) 3D 프린팅 생산비용 부담 해소 및 숙련인력 필요성 증가 ....... 37
(4) 3D 프린팅 기술 경쟁 확산 ............................................ 38
제3장 3D 프린팅 산업의 현황과 전망 ...................................................... 40
1. 해외 ........................................................................... 40
(1) 3D 프린팅 산업 현황과 전망 ......................................... 40
(2) 제조업의 3D 프린팅 활용 사례 ....................................... 48
2. 국내 ........................................................................... 53
(1) 3D 프린팅 산업 현황 .................................................. 53

(2) 시사점 .................................................................... 56
제4장 창조산업화를 위한 과제 ................................................................. 58
1. 창조산업화를 위한 기본 방향 ............................................. 58
(1) 주요국의 관련 정책 .................................................... 58
(2) 우리나라의 정책 기본방향 제언 ...................................... 61
2. 창조산업화를 위한 세부 과제 ............................................. 63
참고문헌 ................................................................................... 68

표 차례
<표 2-1> 주요 3D 프린팅 기술 및 기술보유 업체 ..................................... 14
<표 2-2> 뿌리기술과 3D 프린팅 간의 보완성 .......................................... 37
<표 3-1> 해외 주요 3D 프린팅 업체 ..................................................... 45
<표 3-2> 3D 프린팅 업계 M&A 현황 .................................................... 47
<표 3-3> 제조업의 3D 프린팅 활용 사례 ............................................... 52
<표 3-4> 3D 프린팅 관련 미국 공개특허 보유 기업 .................................. 55
<표 3-5> 국내 주요 3D 프린팅 업체 ..................................................... 56
<표 4-1> 주요국의 3D 프린팅 육성 정책 현황 ......................................... 60

그림 차례
<그림 1-1> 최근 3D 프린팅 확산 배경 .................................................... 9
<그림 2-1> 벌집구조 제조과정 비교 ..................................................... 16
<그림 2-2> 3D 프린터에 대한 일본 제조기업의 관심 동향 .......................... 17
<그림 2-3> 물리적 3D 스캐너 ............................................................ 19
<그림 2-4> 3D 디자인 파일 ............................................................... 20
<그림 2-5> 3D 프린팅을 이용한 생산과정과 필요 요소 .............................. 21
<그림 2-6> 치아 임플란트 제조과정 비교 .............................................. 23
<그림 2-7> 부품 제조 비교 ................................................................ 24
<그림 2-8> 기존 제조업 공정과 3D 기술 활용 공정의 비교 ......................... 25
<그림 2-9> 건축 3D 프린팅 개념도 ...................................................... 26
<그림 2-10> 3D 프린팅 응용분야 ........................................................ 30
<그림 2-11> 3D 프린터를 활용한 주문생산 시대 ..................................... 32
<그림 3-1> 세계 3D 프린팅 시장 현황과 전망(2011~2021) ........................ 41
<그림 3-2> 주요국 3D 프린터 시장점유율(2012년 누적 설치수 기준) ............ 42
<그림 3-3> 10만 달러 미만 3D 프린터 시장 현황과 전망(2012~2014) ........... 43
<그림 3-4> 미국 3D 프린팅 업체 매출 현황과 전망 .................................. 43
<그림 3-5> 분야별 세계 3D 프린팅(AM) 시장 현황과 전망 ......................... 44
<그림 3-6> 3D 프린팅 관련 미국 공개특허 보유국 및 기관 ......................... 54
<그림 4-1> 3D 프린터로 제작한 커피용 설탕 .......................................... 62

□ 연구의 필요성
○ 3D 프린팅(3D printing)은 3차 산업혁명에서 요구하는 에너지 절
약과 네트워크 활용의 이념을 수행할 수 있는 첨삭가공(Additive
Manufacturing, 이하 AM)1)
기술
- 3D 프린팅은 각종 소재(플라스틱, 금속, 생체소재 등)를 사용하
여 디자인 아이디어를 단기간에 3차원 실물로 구현할 수 있는 기
술과 기기를 포함하는 개념2)
- 첨삭가공은 절삭가공(Subtractive Manufacturing, 이하 SM)의 일
부를 대체하거나 보완하면서 공정혁신을 일으키고 제조업 혁명
1) 플라스틱, 금속 등의 재료를 층층이 쌓아 3차원으로 구현하는 공정.
2) 본 보고서에서 말하는 3D 프린팅은‘소재와 3D 프린터를 이용하여 3차원 인쇄(이하 3D 프린
트)를 하는 전 과정’을 말하며, 3D 프린팅 산업은 3D 프린터 생산과 3D 프린팅 및 대행 서비
스와 관련 소재 전체를 포괄하는 개념임.
제1장
서 론

8 제조업 공정혁신의 기폭제 3D 프린팅 산업
의 기폭제로 작용할 가능성 존재
○ 최초의 3D 프린팅 아이디어는 Charles W. Hull(현 3D Systems
CTO)이 1986년 광조형(Stereolithography, 이하 SLA)3)
방식으로
취득한 미국특허(4575330)를 기반으로 상용화
- 최초로 특허가 등록된 미국을 중심으로, 분말형(Selective laser
sintering, 이하 SLS)4)
, 압출형(Fused deposition modeling, 이하
FDM)5)
등의 원천기술을 업체별로 보유·활용 중
○ 2012년 플라스틱 압출형 방식의 특허기간6)
이 만료되면서 가장 활
용이 쉬운 기술이 개방
○ 메이커스 플레이스(Makers Place)7)
와 네트워크가 결합하면서 3D
프린팅 활용의 개인화, 저가화, 대중화 진행 중
- 2014년 6월경에는 분말형(SLS) 제조방식의 특허가 만료될 예정이
라 개인이 활용할 수 있는 기술의 범위가 더욱 확대될 전망
3) 통 속에 담긴 액상 소재를 빛에 노출시켜 원하는 형태로 굳히는 방식.
4) 분말로 된 재료를 레이저를 쏘아 소결시켜 3차원으로 제작하는 방식.
5) 가열된 노즐을 통해 필라멘트 형태의 재료가 압출되어 나오면서 층층이 쌓아 제작하는 방식
6) Scott Crump(Stratasys社 공동설립자)가 1989년 미국특허(5121329)를 통해 물체를 겹치
는 증착 방식을 통한 3차원 제조기기의 특허를 출원하였으며,‘FDM’이라는 제조법 명칭
은 Syratasys社의 고유 상표로 1991년 11월 미국의 상표등록을 출원(1663961)함. 3D 프린
터의 오픈소스 프로젝트인 RepRap에서는 법적인 분쟁을 회피하기 위해 비슷한 원천기술
에 대해‘FFF(Fused Filament Fabrication)’라고 칭하면서 2007~2008년경부터 프린터의 자
가 제조에 활용해 왔음.
7) 메이커스 플레이스(Makers Place)는 해커 스페이스(Hacker Space)라고도 하며, 개인이 능동
적으로 제품을 생산하는 데 필요한 아이디어 및 생산장비(CNC머신, 레이저커터, 3D 프린터,
3D 스캐너 등)의 공유의 장을 말함(Steven Kurutz,“The Rise of the Hacker Space : One Big
Workbench”,「The New York Times」, 2013.3.1.).

제1장 서론 9
○ 이러한 3D 프린팅 확산 기조 속에서 미국 정부도 금융과 재정위기
(2008, 2010) 이후 제조업의 중요성을 재인식하고 미국 내 제조업
부활을 위한 투자 실시 중
- 2012년 7월 미국 정부는‘선진제조업(Advanced Manufactur-
ing)’육성에 관한 이니셔티브를 발안하였으며, 제조업 혁신 역량
강화의 일환으로 3D 프린팅을 주목
- 2012년부터 15개 제조혁신센터와 네트워크(National Network
for Manufacturing Innovation, NNMI) 구축을 위해 10억 달러를
투자하는 등 본격적인 첨삭제조(AM) 투자 시작
- 2013년 오바마 대통령이 연두 국정연설에서 3D 프린팅을“거의
모든 것을 제조하는 방법의 혁신”으로 언급하면서 전 세계적인
이슈로 부상
그림 1-1 최근 3D 프린팅 확산 배경
Tech
(3D Printing;
FDM)
Place
(Makers place)
Network
(Online
Community)
3D printing의
√ 개인화
√ 저가화
√ 대중화
자료 : 산업연구원(2013).

○ 3D 프린팅을 통한 제조업 패러다임 변화는 규모의 경제, 저임 노
동비 우위와 같은 전통적인 제조업 경쟁력 요인에 영향을 미칠 것
으로 예상
- 따라서 3D 프린팅이 제조업에 가져올 영향을 해당 산업과 연관
산업 측면에서 분석하고, 향후 국내 수요 및 공급 활성화에 대한
모색 필요
□ 연구 목적
○ 본 연구는 3D 프린팅의 특징, 생산과정과 필요 요소에 관한 분석을
바탕으로 제조업에 미칠 경제적 효과를 살펴보고, 국내외 시장현
황과 제조업 활용 사례연구를 통해 3D 프린팅 산업과 연관 분야의
창조산업화 방안을 모색하고자 함.
- 3D 프린팅 기술의 활용에 필요한 요소와 도입 제약요인을 분석하
여 타 산업과 3D 프린팅의 융합을 통한 창조경제 실현 정책 도출

1. 3D 프린팅의 개념
□ 3D 프린팅의 정의와 3D 프린터
○ 3D 프린팅은“3차원을 기준으로 디자인된 설계도를 3D 프린터에
전송하여 플라스틱, 금속, 세라믹, 세포 등의 각종 소재를 층층이
쌓아 제조하는 생산 방식”을 말하며, 이러한 제조법을 첨삭가공
(AM)으로 명명
○ 소재를 출력하는 방식에 따라 크게 압출형, 분말형, 층층형, 광조
형으로 구분
- 현재 전 세계적으로 플라스틱 필라멘트를 녹여 압출8)
하는 방식
의 FDM(Fused deposition modeling), 분말로 된 소재를 레이저
8) 재료를 녹여 틀이나 좁은 구멍으로 밀어 뽑아내는 것.
제2장
3D 프린팅의 특성과 경제적 효과

로 소결9)
하는 방식의 SLS(Selective laser sintering), 빛으로 소재
를 굳히는 방식의 SLA(Stereolithography) 등이 널리 사용 중
○ 해당 기술을 보유한 업체(3D systems, Stratasys 등)를 중심으로 산
업용 시제품 제조를 위한 B2B거래 형태의 산업용 3D 프린터 시장
활성화
- 각 기술별 특허에 따른 기술사용 제한으로 인해 지금까지는 산업
용 시제품 제조를 위한 기기거래(B2B)를 중심으로 시장이 형성
되었으며, 산업용 3D 프린터는 차지하는 공간이 크고 가격이 비
싼 편
○ 2012년 FDM 원천 기술의 특허가 만료되면서 해당 기술을 적용한
데스크톱 크기의 개인용 3D 프린터가 저렴한 가격으로 판매되고,
메이커스 플레이스(Makers Place)와 네트워크가 결합하면서 대중
화 가속
* 예 : MakerBot社의“Thing-o-matic”, 3D systems社의“Cube X”등
- 장비의 공동 사용이 가능한 메이커스 플레이스가 증가하면서 3D
프린터 사용비용이 낮아지고 사용경험이 증가
* 예 : 회원제로 운영되는 Techshop10)
- 또한 온라인 커뮤니티를 통해 3D 프린터 및 프린팅 제품 생산을
9) 분말형상의 재료를 압축하여 가열하였을 때 분말이 녹으면서 고형으로 굳는 것.
10) 테크숍(Techshop)은 2006년 캘리포니아州에 1호점을 개설한 회원제 메이커스 플레이스로,
1개월에 175달러를 지불하고 생산장비(CNC머신, 레이저커터, 3D 프린터, 3D 스캐너 등)를
이용할 수 있으며 2013년 현재 8호점까지 개설(ゼットロセンサー(2013),“대덕특구에 美, 테
크숍 설치”,「대전 연합뉴스」, 2013.11.25.).

제2장 3D 프린팅의 특성과 경제적 효과 13
위한 설계 아이디어를 공유하고 피드백하는 과정에서 개인의 프
린팅 수요도 증가
* 예 : 3D Systems社의 Cubify
·프린터 제조업체 외에도 개인용 3D 프린터를 DIY(Do-It-Your-
self, 자가제조)하기 위해 부품 설계도와 개발정보를 공유하는
“RepRap”커뮤니티도 존재
- 개인용 수요가 증가하면서 책상이나 사무공간에 비치할 수 있을
만큼 3D 프린터의 크기가 작아지고, 산업용에 비해 낮은 품질의
인쇄를 구현하는 대신에 기기 가격도 하락하면서 B2C 거래 증가
- 프린팅뿐만 아니라 설계도를 작성하기 위한 3D 스캔·디자인·설
계 S/W 개발, 맞춤형 3D 디자인 컨설팅, 고급 3D 프린팅 대행 등과
같은 서비스 제공 업체도 등장
* 예 : Materialise社, Shapeways社, Quirky社 등
○ 3D 프린터의 기계적 특성은 기존 공작기계와 거의 유사하며,“기
본적으로 3개의 축을 가진 CNC(Computerized Numerical Control,
컴퓨터 수치제어)기계라고 할 수 있음”11)
- 종이에 활자를 인쇄하는 2차원 프린터에 Z축을 추가하고 모터 헤
드가 이동하면서 찍어낼 수 있다는 점에서 인쇄의 기능을 가진 프
린터(Printer)로 볼 수 있음.
- 2차원 프린터와 마찬가지로 컴퓨터 소프트웨어(이하 S/W)를 통
11)「메이커스」(2013) 인용.

해 제어할 수 있으며, 토너를 교체하는 것과 마찬가지로 소재의
지속적인 보급과 관리 필요
표 2-1 주요 3D 프린팅 기술 및 기술보유 업체
3D 프린팅 기술별 상세 세부기술명 업체명
압출형
(Extrusion)
·가열된 노즐을 통해 필라
멘트(실) 형태의 재료가
압출되어 나오면서 이전
의 층 위에 재료가 얹혀
지는 방식
Fused deposition
modeling(FDM)
Stratasys(미국)1)
3D systems(미국)
Melted and Extruded
Modeling(MEM)
Tiertime(중국)
분말형
(Granular)
·플랫폼3) 위에 얹혀 있는
분말층에 레이저가 물체
의 단면을 그리면서 분말
을 녹여 제품이 형성되는
방식
·제품의 윗부분이 먼저
형성되고 아래로 플랫폼
이 이동
Direct metal laser
sintering(DMLS)
EOS(독일)
Morris Technolo-
gies(미국)
Laser-aided direct
metal tooling(DMT)
Insstek(한국)
Selective laser
sintering(SLS)
3D systems(미국)2)
층층형
(Laminated)
·플랫폼 위에 재료가 한
장 올려지면 레이저가
그림을 그려 잘라낸 후
합판처럼 층층이 재료가
합쳐지는 방식
Laminated object
manufacturing(LOM)
Mcor(아일랜드)
광조형
(Light
polymerized)
·통 속에 있는 액체를 빛
에 노출시켜서 원하는 모
양을 굳히는 방식
·플랫폼이 조금씩 아래로
이동하고 마지막 단계에
서 물체를 제외한 액체
배출
Stereolithography
(SLA)
3D systems(미국)1)
Stratasys(미국)2)
Digital light
processing(DLP)
Carima(한국)
Envisiontec(독일)
자료 : 각 업체별 홈페이지를 참조하여 산업연구원 작성.
주 : 1) 업체가 보유한 복수 기술 중 주력기술.
주 : 2) 직접 개발한 원천기술이 아니라, MA를 통해 보유하게 된 신기술.
주 : 3) 여기서 플랫폼은 3D 프린팅을 위한 바닥 구조물을 의미.
주 : 4) 음영 처리된 세부기술은 각 분야 대표기술.

□ 기존 공정과의 차별성
○ 층층이 쌓는 첨삭가공(AM)은 덩어리 소재를 늘리고 다듬고 깎아
내는‘절삭가공(SM)’과 차별적
- 절삭가공은 선사시대부터‘깎고 다듬는’방법이 진화해 온 것으
로, 현대 제조업 공장에서는 CNC기계(Computerized Numeri-
cal Control machine), 밀링 머신(Milling machine) 등에 기술
적용
- 절삭가공을 이용하면 생산품 및 제조기기의 표준화와 함께 대량
생산을 통해 생산량이 증가할수록 비용이 줄어드는 규모의 경제
달성 가능
○ 제조공장에서는 절삭가공으로 규모의 경제가 발생하지 않는 시제
품(Prototype) 제작과 콘셉트 디자인 구현에 있어 3D 프린팅 첨삭
가공(AM)이 필요
- 실제 절삭가공은 대규모 양산 시에 규모의 경제가 발생하며, 양산
전 시제품 제작 단계에서 가령 100개 미만을 제작할 경우 잦은 설
계변경과 기능시험으로 재료와 기기활용에 비효율 발생
- 따라서 양산 전 비효율을 줄이는 데 첨삭가공(AM)을 활용한 시
제품 제작이 경제적
- 현재 자동차 및 항공기 부품, 전자제품 등의 여러 제조업 분야에
서 제품 설계를 최적화하기 위한 사전 단계인‘쾌속 조형’(Rapid

prototype, 이하 RP)12)
분야에 활용 중
○ 금형제작, 사출, 레이저 절단, 밀링 등 부품 제작과정에 필요한 틀
(Mold) 형성과 깎아내기 공정의 일부는 첨삭가공을 통해 대체 가능
- 공학적으로는 효율적이나 재료를 깎아서 만들 경우 재료 낭비가
심하고 제작도 어려운 벌집구조(Honeycomb structure) 부품의
경우, 3D 프린팅으로 쉽게 제작 가능(그림 2-1 참조)
○ 절삭가공 강국인 일본에서는 일반기기산업에서 3D 프린팅에 높은
관심을 가지고 동향을 지켜보는 중13)
자료 : Thomas Net News(2010)14)
, Daily Mail Online(2013)15)
.
12) RP는“제품 개발에 필요한 시제품을 빠르게 제작할 수 있도록 해주는 전체 시스템”을 구현하
는 기술을 의미(한국디자인진흥원(2010)).
13) KOTRA(2013) 참조.
14) Kris Jommersbach,“New Lightweight Honeycomb Structure Made with Victrex APTIV(TM)
Film Fills Performance Gaps, While Enhancing Design Freedom and Reducing Production
Costs”,「Thomas Net News」, 2010.4.9.
15) Eddie Wrenn,“Clever the 3D printing is! Yoda helps explain the latest technology innova-
그림 2-1 벌집구조 제조과정 비교
기존 벌집구조
√ 구조적으로 분리해서 성형한 철판 또는
육각기둥을 용접해서 구현
3D 프린팅 벌집구조
√ 3D 설계 단계에서 내부구조를 벌집으로
설계하고 동시에 프린트

- 주조, 금형 등 일부 공정을 대체하고 상충할 가능성이 있어 중소기
업의 3D 프린팅 기술 활용이 낮을 가능성 염두(그림 2-2 참조)
2. 3D 프린팅을 이용한 생산과정과 필요 요소
(1) 생산 과정
○ 3D 프린팅을 이용한 생산과정은 제품 구상 및 설계 → 3D 프린트
(3차원 인쇄) → 후처리 및 배송의 순서로 이루어짐.
- 제품 구상 및 설계 단계에서, 개인 창업자의 경우에는 온라인 커
뮤니티를 통해 제품 아이디어의 실효성과 디자인, 소재, 가격 등
tion”,「Daily Mail Online」, 2012.6.18.
그림 2-2 3D 프린터에 대한 일본 제조기업의 관심 동향
화학공업(n=142)
(%)
철강업(n=84)
비철제품(n=73)
금속제품(n=443)
일반기기(n=408)
전기기기(n=395)
운송용 기기(n=323)
14.1
33.3
41.1
43.3
20 40 60
관심이 있음
51.7
45.1
48.3
0
자료 : 일본경산성(2012); KOTRA(2013)에서 재인용.

의 피드백을 반영
* 예 : Kickstarter16)
, Quirky17)
, Cubify18)
등
- 3D 프린트 단계에서는 제품 수요자가 1) 고사양의 3D 프린터 기
기를 보유한 업체에 고품질·고사양 제품 인쇄를 의뢰하거나(전
문 인쇄), 2) 완성된 3D 디자인 파일을 이용해 개인이 보유한 프
린터로 직접 인쇄
- 후처리 및 배송 단계에서는 전문 인쇄의 경우, 의뢰된 제품의 표
면 마감, 조립, 구동테스트 등을 완료하여 수요자에게 배송하거
나 방문픽업을 통해 전달
(2) 필요 요소
○ 각 단계별로 3D 구현 S/W, 특수 소재, 기기 제어 및 표면처리 기술
등의 요인이 필요
1) 설계 필요 요소 : 3D 스캐닝, 3D 디자인, 프린팅용 소재
○ 3D 프린터에 제품 인쇄를 명령하기 위한 설계과정에서 3D 스캐닝,
3D 디자인, 프린팅용 소재 필요
○ (3D 스캐닝) 기존의 레이저나 카메라기술을 바탕으로 입체를 스캔
16) 아이디어 피드백 및 클라우드 펀딩 사이트.
17) 벤처창업 아이디어 피드백, 3D 프린팅 서비스 제공.
18) 3D Systems의 CubeX와 결합된 온라인 커뮤니티.

하는 물리적 스캐너가 먼저 도입되었고, 최근에는 모바일 기기의
카메라를 이용하는 애플리케이션(App)으로 진화
* 예 : Z corp.社“Z scanner”, Autodesk社“123D Catch”등
○ (3D 디자인) 제품 아이디어의 콘셉트디자인 구현이나 3D 스캐닝
입체의 프린팅을 위해서는 3D 프린터의 각 축에 정확한 명령을 전
달할 수 있는 3D 절개(Slice) 디자인이 필요
- 모니터상의 디자인 화면을 3D 절개 디자인으로 바꾸기 위해서는
별개의 S/W가 필요하며, 특정 3D 프린터의 경우에는 제조업체의
자체 파일 포맷에 최적화
*예 1) 3D 디자인 S/W : Microsoft“3D Builder”, Autodesk“123D”등
*예 2) 3D 디자인 파일 포맷 : *.stl, *.zpr(Z corp. 전용), *.mgx,
*.amf 등
○ (소재) 현재 3D 프린터에 사용할 수 있는 소재는 필라멘트 형태의
플라스틱 폴리머, 플라스틱 분말, 금속 분말, 나무 분말 등이 있으
며, 점차 세라믹, 나노소재, 생체세포, 식재료 등으로 소재 영역 확
장 중
그림 2-3 물리적 3D 스캐너
자료 : Z corp.(2009); 한국디자인진흥원(2010)에서 재인용.

자료 : CAD STUDIO blog(2012)19)
.
2) 프린팅 필요 요소 : 3D 프린터 조작 및 제품 후처리 기술
○ 3D 프린팅 과정에서는 프린터의 기계적 제어기술이 필요하며, 프
린팅 완료된 제품을 실제 사용하기 위해서는 후처리 기술이 필요
○ (제어 기술) 아직까지는 3D 프린터를 조작하기 위해 기계를 제어
하는 훈련이 필요하며, 실제 완성품 제작에 바로 성공하기는 어려
움.20)
- 따라서 숙련된 기기 제어 인력과 고급형 프린터를 보유한 업체에
19) “Autodesk 123D Make - not only for 3D toys”,「CAD STUDIO blog」, 2012.1.30., http://
budweiser.cadstudio.cz/2012/01/autodesk-123d-make-not-only-for-3d-toys.html
20) LGERI(2013) 참조.
그림 2-4 3D 디자인 파일

서 3D 프린팅을 대행하는 서비스 시장 형성
○ (후처리 기술) 3D 프린터가 소재를 적층하는 정밀도 차이에 따라
인쇄된 제품 표면에 결이 남아있는 경우가 많아 실사용을 위한 표
면의 마감처리 필요
- 부품을 인쇄해서 조립하는 경우에는 구동 여부에 관한 테스트가
필요하며, 디자인 및 기능 구현에 실패할 시 재설계·재인쇄 필요
그림 2-5 3D 프린팅을 이용한 생산과정과 필요 요소
제품 구상 및 설계
3D 스캐닝
·기존 3D 스캐닝
기술 분야 활용
·최근 모바일 앱과 결합
·첨삭가공
(additive manufacturing)을
이용한 3차원 구현
·전문 인쇄 : 인쇄 의뢰된
제품을 고품질·고사양으로
인쇄(산업용 프린터 활용)
3D 디자인
·3D 절개 디자인
·.stl, .zpr 등 프린터별
상이한 포맷
·디자인 상시 수정
소재 선정
·(현재) 플라스틱, 금속
분말, 목분(木粉)
·(향후) 나노소재, 생체세포,
식재료 등
온라인 공유
·(창업 시) 제품 아이디어의
온라인 공유 → 디자인,
소재, 제품 가격 선정
3D 프린트 후처리 및 배송
전문 인쇄 마감 후 배송
수요자 직접 인쇄 마감 후 사용
·3D 디자인 파일과 프린트
소재를 업체로부터 구매
·수요자 개인이 보유한
3D 프린터를 이용하여
인쇄(산업용에 비해 저렴)
·(완제품) 표면 마감처리
·(부품) 조립
·구동 테스트
·수요자에게 직접 배송,
·또는 픽업숍 운영
·수요자 직접 마감,
·조립, 테스트

3. 3D 프린팅의 특징
(1) 강점
□ 높은 디자인 가변성
○ 3D 프린팅 기술을 활용할 경우, 디자인의 반복적인 수정이 용이하
여 제품디자인에 소요되는 시간을 단축
- 과거 제품디자인에 1년가량 소요되었으나, S/W 발달과 쾌속 조
형(RP) 등 시제품 제조방법이 보급되면서 3개월 정도로 단축
○ 규모의 경제가 발생하지 않거나 제품 특성상 대량생산할 수 없는
맞춤 디자인 제품의 생산이 용이
- 의족, 보청기, 임플란트와 같이 재료와 기본적인 디자인 틀(인체)
은 존재하지만 개인별 차이 때문에 1:1 맞춤 생산이 필요한 제품
을 3D 스캔과 3D 프린트를 통해 쉽고 빠르게 맞춤 제작
- 수작업 대비 투입되는 재료와 노동시간이 단축되어 생산비용은
감소하고, 신체 맞춤형 제품 덕분에 기능과 제작시간, 안정성 측
면에서 소비자의 만족도는 증가
*예 1) Materialise Dental社“SimPlant”,“SurgiGuide”등
*예 2) 서울성모병원, 포항공대 : 3D 프린트로 환자 맞춤형 금형
(mold) 제작 → 실리콘 호흡기(비강지지대) 이식 성공21)
21) 유근형,“3D 프린트 인공신체 국내 첫 이식”,「동아일보」, 2013.11.25.

□ 기존 공정으로 생산 불가능한 제품의 효율적인 구현
○ 공학적 합리성에 의해 설계가 복잡하고, 내부가 비어있으면서 기
존 제품과 같은 강도를 구현하는 플라스틱·금속 제품의 제조 가능
- 기존 절삭공정으로 구현할 수 없는 구조의 사출금형 몰드(injec-
tion mold)22)
와 완성 부품, 완제품 생산
- 소재의 낭비를 줄이고 복잡한 구조를 구현하면서, 강도와 기능은
향상되고 무게는 감소한 제품 생산 가능
* 예 : GE Aviation社는 차세대 항공엔진 LEAP, GE9X에 3D 프린
팅한 부품 사용
22) 용융된 재료를 압출하여 원하는 형태로 만드는 사출공정에 사용되는 금형틀.
그림 2-6 치아 임플란트 제조과정 비교
기존 임플란트 제조
1. 환자에게서 치아 본 뜨기
2. 치아 본에 따른 임플란트 주문제작 :
치기공소 및 임플란트 제조업체 대행(수제작)
3. 치아 이식 → 환자 피드백
4. 재검을 통한 이식 확인 → 필요한 경우 재제작
3D 스캐닝 임플란트 제조
1. 치아 3D 스캔
2. 턱 및 두개골 상태에 기반한 치아 이식 가이드
작성
3. 환자의 피드백을 통한 최종 수술계획 작성
4. 수술가이드(Surge Guide) 제작 : 3D 프린터 이용
5. 정확한 보철물 이식 및 고난도 수술 성공
자료 : 강남세브란스 치과병원 임플란트 클리닉(2013), Materialise Dental(2013).

자료 : GE aviation; Digital Manufacturing report(2013)23)
, ENGINEERING.com(2013)24)
재인용.
□ 제조업 공정 단축
○ 후처리 공정을 거치면 완제품을 바로 생산할 수 있는 3D 프린팅
의 특성상 시험생산 및 신제품 출시 기한을 단축하고 관련 제조비
용 절감
- 기존 제조업 공정 대비 시장 출시에 도달하는 시간과 부품제조 인
건비, 조립비, 물류비가 상대적으로 경감
·3D 프린팅 서비스 업체인 Shapeways社의 경우, 2010년 애플
의 iPads 발매 4일 후 맞춤형 커버를 생산25)
23) Chelsea Lang,“GE Turns to Makers to Bring 3D Printing to Aerospace”, Digital「Manufactur-
ing report」, 2013.6.17.
24) Kyle Maxey,“GE Aviation Looking to Speed Up 3D Print Times”,「ENGINEERING.com」,
2013.3.30., http://www.engineering.com/3DPrinting/3DPrintingArticles/ArticleID/5776/
GE-Aviation-Looking-to-Speed-Up-3D-Print-Times.aspx
25) Economist(2012).
그림 2-7 GE 부품 제조 비교
기존 GE 엔진
연료 노즐
3D 프린팅 제작
엔진 연료 노즐
√ 19개 연료노즐
√ 25% 경량화
√ 5배 효율

(2) 약점
□ 기기에 의한 제작 속도와 제품 크기·완성도 제약
○ (속도) 소모품을 시장에 론칭하기 위한 완제품 제조시간은 전반적
으로 단축되지만, 단계별 프린트가 필요하기 때문에 개당 생산에
필요한 속도는 기존 자동화 생산기계에 비해 느림.
* 예 : 가정용 FDM 제품의 경우 1시간에 3cm 작업 가능
○ (재료사용의 비경제성) 단일 제품을 생산할 때와 100개를 생산할
때 단위당 재료 투입량의 변화가 없이 고정적으로 재료를 소모함
으로써, 대량 생산으로 발생하는 규모의 경제 달성 불가능
그림 2-8 기존 제조업 공정과 3D 기술 활용 공정의 비교
기존 제조업의 공정
제품구상 및 생산계획 수립
시제품 생산 및 성능 시험
소재 확보 및
1차 가공
(주물가공)
부품, 완제품
설계+
부품 마감 및 완제품 조립
출하 : 물류, 배송
양산 : 소재 가공 및 부품 생산
(금형, 사출, 절삭 가공 공정)
3D 기술 활용 공정
아이디어 도출 후 제품구상
반복 수정 후 3D 디자인 설계
부품 및 완제품 생산
디자인 파일 전송 또는
완제품 배송
* 수요자의 피드백 반영 시 전 공정 반복
- 구조적 성능 업그레이드
- 소재, 디자인 변경 요구
- 불량, 설계결함 발생

* 예 : (3D 프린팅) 1개 생산 : 100달러 → 100개 생산 : 1만 달러(단
위당 생산비 고정)
(기존 대량생산) 1개 생산 : 100달러 → 100개 생산 : 500~600
달러(단위당 생산비 감소)
○ (제품 크기) 3D 프린터 헤드가 움직일 수 있는 범위에서 생산품의
크기가 제한되며, 따라서 산업용 3D 프린터에 비해 개인용 3D 프
린터로 인쇄할 수 있는 제품 크기 축소
- 최근 3D 프린팅으로 범퍼, 가구, 벤치, 건축물을 인쇄하는 프로젝
트에서도 완성품보다 큰 3D 프린터의 설치가 우선
○ (제품 완성도) 개인용 제품의 경우 3D 프린팅 후 제품의 디테일이
부족해 바로 사용할 수 없으며, 산업용 제품 역시 후처리 공정이 필
요한 수준
그림 2-9 건축 3D 프린팅 개념도
Contour Crafting(CC) 프로젝트
√ 연구자 : Behrokh Khoshnevis (University of Southern California)
√ 목표 : 20시간 안에 230㎡ 집을 건축
√ 조건 : 사람보다 큰 3D 프린터의 설치, 내구성을 보완할 구조적 프린팅 설계
√ 활용 : (단기) 개도국이나 재해지역 주택 건설, (장기) 우주 정거장, 달/화성기지 등의 건설,
세라믹 소재 활용
자료 : Contuor Crafting(2013).

- 표면처리 등의“후처리 공정은 숙련곡선이 필요한 기술”26)
□ 사용 가능한 소재의 한정으로 내구성 부족
○ 현재 상용화되어 활용 가능한 소재는 플라스틱, 종이, 목재와 일부
금속분말로 제한되어 있으며, 구조적으로 보완하더라도 강철, 세
라믹과 같은 강성소재 대비 제품의 내구성 부족
- 소재에 의한 내구성 제약을 극복하기 위해 강화플라스틱, 세라
믹, 탄소섬유, 티타늄, 전자복합소재의 활용 방안 연구개발 중27)
- 1회 프린팅을 통해 전자회로까지 동시에 포함하여 전력으로 구동
할 수 있는 제품 개발도 활발히 진행 중28)
○ 그 외에도 식품 프린팅을 위한 식품소재(초콜릿, 밀가루, 버터 등),
신체장기의 바이오프린팅을 위한 생체소재(활성세포, 조직 등), 맞
춤약 제조를 위한 화합물, 각종 소재를 혼합하여 복합적으로 프린
트할 수 있는 복합가능 소재의 필요성 확대 전망
- 프린팅 가능한 소재의 물성도 분말, 필라멘트 형태에서 액상(시
멘트, 식품반죽 등), 판형(종이, 플라스틱, 금속) 등으로 범위 확
대 중
26)「메이커스」(2013) 인용.
27) 2014년 1월, Mark Forged社는 SolidWorks World 2014에서 세계 최초로 탄소섬유, 유리섬유
등을 이용한 적층인쇄 3D 프린터를 발표(GMA News, 2014).
28) Optomec社는 기기 케이스에 전도성 은잉크(silver ink)를 사용한 회로를 동시에 인쇄하여 모
바일 기기 제조업체에 제공 중(Economist, 2013).

□ 지적재산권 침해 및 안전성 이슈
○ (지적재산권 침해) 3D 스캐닝을 통해 기존에 출시된 제품의 구조
를 설계도로 옮겨 3D 프린트를 해 보는 역공학을 통해 완제품의 외
부 디자인뿐만 아니라 부품의 구조와 기능을 파악하여 물리적으
로 복사 가능
- 색상, 두께, 각도, 조립구조 등과 같은 세부 디자인의 복제가 쉬워
짐에 따라 타인의 지적재산권 침해가 더욱 용이
- 향후 디자인의 독창성 경쟁이 심화되면서 지재권 관련 분쟁도 증
가할 우려29)30)
- 3D 프린팅의 확산과 더불어 지적재산권의 표기방법으로 CCL
(Creative Commons license)31)
이 더욱 확대되면서 저작자가 저
작물의 활용 조건을 지정하는 방식이 전 세계적으로 확산될 전망
○ (안전성) 1~3회가량 발사 가능하고 실제 상해를 입힐 수 있는 총기
류의 설계도가 웹에 공유되자 제작이 활발해지고 금속탐지기로 총
기를 검출할 수 없어서 테러 또는 사고 방지 문제 대두
29) 2013년 8월 3D 프린팅 인쇄업체 Shapeways社 사이트를 통해 개인 아티스트가 제작한 일
본게임(Final Fantasy VII)의 캐릭터 피규어가 개당 13~19달러로 판매되었다가, 저작권자인
Square Enix社의 이의제기로 인해 판매 중지됨(Nick Statt,“Print chop: How copyright killed
a 3D-printed Final Fantasy fad”,「CNET」, 2013.8.16.).
30) iMaterialise의 경우, 디즈니(미키마우스外), 픽사(토이스토리外) 등과 같이 저작권자가 분
명한 제품의 개인 인쇄의뢰는 내부 논의를 통해 거절 중(산업연구원 인터뷰, 2013.10.2.).
31)“CCL은 자신의 창작물에 대하여 일정한 조건하에 다른 사람의 자유로운 이용을 허락하는 내
용의 자유이용 라이선스(License)”를 말함. 자세한 내용은 CC라이선스 코리아의 이용허락
조건(http://cckorea.org/xe/?mid=ccl) 참조.

- 실제 3D 프린팅을 대행해 주는 Materialise社에서는 매월 2~3회
정도 총기류 인쇄의뢰가 접수되고 있으며, 법적인 제재가 없는
상태지만 내부 검토 후 해당 의뢰는 거절하고 있는 실정
- 개인용 맞춤 약물을 3D 프린팅할 수 있을 경우에는 불법 약물의
제조가 지금보다 더욱 용이해질 수 있으며, 이는 비단 불법 복제
약뿐만 아니라 마약 제조 등으로 인해 국민 건강과 안전에 위험
요인으로 작용할 가능성 존재
(3) 응용 분야
○ 3D 프린팅의 응용 분야는 기존 제조업 분야(시제품, 목업, 콘셉트디
자인 등) 외에도 바이오·의료, 생활용품 등 분야로 확장 추세(그
림 2-10 참조)
○ (일반 제조) 전체 제조업 분야에서 고루 활용되어 온 시제품 제조
(쾌속 조형, RP) 외에도 목업(Mock up)32)
, 콘셉트디자인 제품 구
현과 함께 사출금형용 몰드(injection mold) 제조에 3D 프린팅 사
용 중
○ (바이오·의료) 디자인 변경이 용이한 3D 프린팅의 장점을 극대화
할 수 있는 분야로, 환자 맞춤형 제품과 서비스를 적기에 제공 가능
○ (생활용품·기타) 구매자의 주문에 맞추는 디자인의 공예품(인테
32) 최종 디자인의 형태를 확인하기 위한 모형으로 실제 작동하지 않는 디자인목업(휴대폰 등)
과 실제 작동되는 워킹목업(기구 설계 등)으로 나눌 수 있음.

리어 용품 등)과 각종 생활용품, 장난감에 활발히 활용 중
- 3D 스캔 기술을 이용한 유물의 복제품 제작을 통해 고고학 연구
에 활용하는 등 소량의 주문제작이 필요한 분야에서 활용 중33)
33) 2011년 내셔널 지오그래픽이 주최하는 투탕카멘 미라의 뉴욕 전시를 위해 3D 프린팅을 이
용해 레플리카를 제작·전시(Materialise, 2011).
그림 2-10 3D 프린팅 응용분야
일반 제조
·(전체) 시제품, 목업,
사출금형몰드
·(항공) 제트엔진 부품,
공조부품, 날개 등
·(자동차) 엔진부품
바이오 의료
·의지장구 : 의수/의족
·의료보조기구 : 수술 가이드,
임플란트, 보청기
·생체조직 : 귀, 간, 피부
생활용품 및 기타
·공예품 : 액세서리, 인테
리어 용품
·생활용품 : 구두, 컵, 펜,
안경, 옷 등
·교보재 : 건축/시뮬레이션
3차원모형(디오라마)
·장난감 : 인형, 조립장난감
·기타 : 식품, 복제유물, 건물
등
자료 : Zcorp.브로슈어(2008),두산인프라코어(2009),Bespoke;BloombergBuisiness
week(2012) 재인용, Shapeways; Flickr(2012) 재인용, GE aviation(2013),
삼성서울병원(2013), Princeton Univ.(2013), Nike inc.(2013).

(4) 혁신 요소
□ 공정 혁신
○ (다품종 주문 생산 시대) 3D 프린팅은 디자인 변경성이 용이하고
복잡한 구조를 구현하고, 제조단계를 단축시키면서 소비자의 만족
감을 높이고 제조업 효율성에 기여
- 그러나 3D 프린터의 기기와 소재의 제약으로 제품의 내구성 및
완성도는 낮으면서, 단위당 생산 시 고정비용이 발생하여 제품의
단가가 대량생산 제품에 비해 상대적으로 높게 책정
- 따라서 현 시점에서는 자본재(부품, 완제품), 소비재를 막론하고
맞춤형 제품이 필요한 주문생산 시장에 적합한 실정
□ 제조업 생태계 변화
○ (기타 3D 기술과의 연계성) 3D 프린터만으로는 소비자에게 바로
판매 가능한 완제품을 생산할 수 없으며, 3D 스캐너와 디자인 S/W,
후처리 가공기기(CNC기계, 레이저커터, 표면 연마기 등) 필요
- S/W를 제작하는 IT산업, 디자인 응대 수요에 따른 관련 산업과의
시너지 효과 발생 가능
□ 디자인 혁신
○ (기존 산업에서의 응용) 디자인 혁신에 관한 수요가 존재하는 기존
산업에서의 응용을 통한 추가적인 생산 효율성 확보

- 공장 내에서 필요한 맞춤 공구를 직접 생산하거나, 재료를 절감하
는 형태의 디자인 제품 생산 가능
그림 2-11 3D 프린터를 활용한 주문생산 시대
자료 : Ian Whadcock(2012); Economist(2012.8.21)에서 인용.

4. 경제적 효과
(1) 사회적 잉여 증가
□ 맞춤형 주문 생산을 통한 소비자 잉여 증가
○ 소량의 맞춤형 생산에 적합한 3D 프린터가 확산될 경우, 주문 양
산(Mass Customization)을 넘어 수요자의 기호에 적합한 주문생산
(Build to Order) 시대가 전개될 전망
- 주문 양산을 통해 소비자의 선택 다양성이 늘어났다고 해도 개
인 맞춤형 제품이 줄 수 있는 만큼의 만족도는 제공할 수 없는
현실
- 이런 상황에서 3D 프린팅이 사용하는 재료와 제조 시간은 줄이
고, 사용자의 만족도를 높일 수 있는 맞춤형 제품을 생산함으로
써 소비자 잉여가 증가
- 향후 3D 프린터가 각 가정에 보급될 경우, 소비자가 생산자에게
디자인 파일을 전송하는 것만으로 제품 거래 실현 가능
□ 비효율성 보완을 통한 생산자 잉여 증가
○ (제조업) 제조 기업에 RP 속도 향상, 베타테스트 기간 단축, 재료 낭
비 소거는 비단 생산비용의 감소뿐 아니라 시장 변화 대응에 유리
- 특히 동일 아이디어라도 테스트 기간이 짧고 상용화가 빠를수록

선점자의 이익이 증대되는 스마트 프로덕트34)
구현 시장에 활용
가능
- 설비비, 물류비의 아웃소싱이 가능한 주문생산은 제조업 생산기
반이 없는 곳에서도 제품 생산과 소비를 가능하게 할 것으로 예상
- 아프리카, 중동과 같이 정치적 위험이나 자본의 부족으로 안정적
인 대량생산 공장이 들어서기 힘든 지역에서 3D 프린터를 병렬
화한 제작소는 비교적 쉽게 설립 가능
* 예) 남아프리카공화국의 Aeroswift 프로젝트(2011~2015) : 레이
저로 티타늄 분말을 소결하는 분말형 3D 프린팅 기술을 이
용하여‘대형 티타늄 부품’을 설계, 제작하는 시스템 구축35)
- 1990년대 중국으로 대량생산 제조업 공장이 빠져나가면서 공장
부지는 있으나 설비의 재사용이 어려운 미국 디트로이트 등지에
서 3D 프린터를 이용한 생산 및 창업 활동 활성화
○ (대기업) 복잡한 형상의 제품을 구현하고, 소량생산 수요에 대응하
여 재고관리와 RP 효율성 증대
○ (중소기업) 굳이 대량생산을 하지 않아도 특징적인 제품을 소량으
로 생산해서 시장 입지 확보 가능
- 3D 프린터의 병렬화와 네트워크 클라우드를 이용하여 마이크로
34) 스마트 모바일 기기와 접속하여 각종 기능을 수행하는 제품(예: 스마트 카드 결제 단말기).
35) Robert Grace,“China aims to be global 3D printing leader by 2016”, Plastics Rubber Week-
ly, 2013.6.26.

팩토리로 수요 대처 가능
·다만 해당 시장은 대기업이 진출한 시장과 중복되지 않고 이익
을 낼 수 있으며, 지속적으로 발전 가능(developable)해야만 고
착화를 피하고 확산이 상쇄되는 것을 방지할 수 있음.
○ (벤처기업) 틈새시장에서의 창업을 통해 대량 수요가 발생할 경우
에는 자동화 제조공장 신설과 노동자의 신규 고용이 증가할 가능
성 존재
- 현재 개인용 3D 프린터의 가격이 점차 하락하고 있어 벤처창업
자에게는 아이디어의 상용화에 필요한 설비비, 물류비 등 진입장
벽 상쇄 효과 발생 중
·기존 창업 시에는 아이디어 제품을 판매하기 위해 부품수급, 수
요예측과 같은 공급망 관리가 필요하며, 이에 따라 설비 도입,
홍보비 등의 자본비용이 발생
·3D 프린팅과 결합할 경우, 디자인 파일을 업로드해서 직접 3D
프린터로 인쇄하거나 전문적인 3D 프린팅 서비스를 이용하여
소비자에게 배송 가능(제작 및 물류의 아웃소싱)
·미국의 경우, 소기업이나 개인이 클라우드 펀딩사이트에 생산
전 제품 아이디어를 공개하고, 일반인에게서 투자를 받아 일정
수요를 달성하면 생산하는 제조방식이 확산되면서 정부에서도
제도적으로 지원 중
* 2012년 4월 JOBS법(Jumpstart Our Business Startups Act)을
발효시켜 소기업이 웹 클라우드 펀딩사이트에서 일반인에게
100만 달러까지 투자받을 수 있도록 허용

(2) 절삭공정 및 뿌리기술에 대한 보완성 존재
○ 기존 절삭공정 제조에 비해 소재의 낭비를 줄이고, 강도를 향상시
키며 수시로 디자인을 변경하고 생산기간까지 단축되면서 기존 제
조방식이 가진 비효율성을 보완하고 시너지 효과 발생 가능
- 제품 판매 후 사후관리를 위해 각 업체에서는 기한을 두고 각종
제품별 부품의 수급을 관리해야 하는데, 향후에는 해당 부품의
3D 디자인 파일을 보유하는 것으로 대체 가능
- 각 지점의 부품 재고를 찾고, 배송시키는 대신 3D 디자인 파일을
다운로드해 현장에서 3D 프린팅해서 바로 사용하는 현지 생산을
통한 재고비용 절감 가능
○ 제조업 생산에 있어 가장 기반이 되는 주조, 금형, 소성가공 등의
뿌리기술은 절삭가공 공정과 더불어 3D 프린팅 기술 간에 일부 대
체성이 있으나, 보완성이 더욱 부각(표 2-2 참조)
- 3D 프린팅은 압출과 완성품의 빠른 생산을 통해 사출성형과 용
접 부문과 대체성이 큰 편36)
이나, 3D 프린팅을 발전시킬 경우 복
합사출성형 부문에서 원천기술과 상용화 기술 개발 가능성 존재
- 3D 프린팅 후처리 공정에서는 뿌리기술 전 분야와 보완성을 가지
며 시너지 효과도 발생 가능
·3D 프린팅 완제품은 외장재로서의 내구성이 기존 절삭공정 제
36) 조수현,“‘D프린터 혁명’뿌리산업에 약될까 독될까?”,「대덕넷」, 2013.6.20. 참조.

품에 비해 부족하여 완제품보다는 부품 제조가 현실적
·3D 프린팅으로 기존 공정의 제조비를 절감하면서 동시에 3D
프린트된 제품에 필요한 가공을 더함으로써 제조업 전체의 경
쟁력 향상
(3) 3D 프린팅 생산비용 부담 해소 및 숙련인력 필요성 증가
○ 다품종 주문 생산에 뛰어드는 사업자의 안정적인 성장을 담보하
기 위해서는 먼저 3D 프린터와 재료 가격 등 생산 관련 비용의 하
락이 필요
- 개인이나 기업이 부담 없이 사용하면서 3D 프린팅 관련 기술의
사용빈도가 증가할수록 다양한 사용방법이 개발되고, 3D 프린터
표 2-2 뿌리기술과 3D 프린팅 간의 보완성
절삭가공과 뿌리기술 3D 프린팅의 보완성
절삭가공
·복잡구조 부품의 경량화 구현, 맞춤형 치공구 등을
이용한 보완성
뿌리기술
주조(주물)
·일본의 주물 제작용 3D 프린터 개발 사례에서 볼 수
있듯이 자동차, 가전용 주물 부품 제조비 절감 가능
금형(사출성형)
·3D 프린트 기술 자체는 사출성형을 대체할 수 있으
나, 현재 제조업에서는 금형(mold) 제작이 현실적
소성가공
·3D 프린팅에 반드시 필요한 후처리 공정에서 활용
가능
용접
열처리
표면처리

및 관련 서비스에 대한 수요가 증대되어야 국내에서도 3D 프린
터 생산이 증가
- 특히 개인용 저가 3D 프린터 확산을 통해 아이디어 사업화 및 시
제품 제작 시스템 지원을 통해 벤처 창업 활성화 가능
○ 현재는 주로 고가의 수입산 3D 스캐너와 프린터가 시장을 점유하
고 있고, 자유로운 프린팅 경험 공간이 부족하여 사용자의 경험과
숙련도가 부족
- 2012년 경기지방중소기업청에서는 미국의 Techshop을 모델로
하는‘시제품 제작터’를 운영하면서 전문가와 일반인의 시제품
제작 경험 공간을 제공 중
- 3D 프린터 사용에 필요한 제어기술과 후처리 기술은 숙련곡선을
따르고 있어, 해외에서도 해당 기술 보유 인력에 대한 수요 존재
(4) 3D 프린팅 기술 경쟁 확산
○ 최초 기술특허를 보유한 만큼 미국에서 가장 많은 3D 프린팅 기
술을 보유
○ 각국에서는 신기술뿐만 아니라 디자인 포맷, 소재, 프린팅 서비스
개발에 매진하면서 점차 3D 프린터 생산 외의 분야에서 경쟁이 심
화될 것으로 예상
- (중국) 7년간 15억 위안(2,450만 달러)을 투자해 신기술을 개발 중

이며, 이미 티타늄을 이용한 3D 프린팅에 성공
- (일본) 2013년 5월부터 산학연 공동 프로젝트로‘초정밀 입체조
형 시스템 기술개발’프로젝트 진행 중
- (싱가포르) 2013년 3월부터 5년간 5억 싱가포르 달러(4억 300만
달러)를 투자하여‘제조의 미래(Future of Manufacturing)’프로
젝트 실시 중
- (유럽) Materialise社(벨기에)나 지금은 미국으로 이동한 Shape-
ways社(네덜란드)와 같이 프린팅 서비스 기업이 다수 존재하며,
바이오 프린팅을 주도하고 있는 Fraunhofer 연구소(독일) 등 디
자인 포맷37)
과 프린팅 서비스, 소재개발에 매진 중
37) *.mgx’는 Materialise社의 고유 디자인 포맷임.

1. 해외
(1) 3D 프린팅 산업 현황과 전망
□ 해외 시장 현황
○ Wohlers Associates에 따르면 2012년 3D 프린터 생산과 서비스를
포함한 3D 프린팅 시장 규모를 전년 대비 28.6% 증가한 22억 달
러로 추산
- 지난 25년간38)
3D 프린팅은 연평균 25.4%의 성장세를 보이고 있
으며, 특히 최근 3년간(2010~2012)은 연평균 27.4%로 급격히 성
장 중
·2008~2011년도에는 5,000달러 미만의 개인용 3D 프린터가
38) 1987년부터 2012년까지를 말함.
제3장
3D 프린팅 산업의 현황과 전망

제3장 3D 프린팅 산업의 현황과 전망 41
취미·DIY, 공학 실습용으로 주로 판매되면서 매출이 연평균
346%씩 급격히 성장하다가 2012년에는 전년 대비 46.3%로 성
장세 둔화
·산업용 3D 프린터와 관련 서비스는 항공, 방산, 자동차 등의 제
조업체 시제품 제작과 치과, 정형외과 등 의료업계 수술용 가
이드 및 교재용, 건축업계 모형 제작 및 대학교 학습용 등으로
판매
- 앞으로 3D 프린팅 시장은 2017년까지 60억 달러, 2021년까지는
108억 달러 규모로 성장할 것으로 전망
○ 2012년 현재 3D 프린터 누적 설치대수(56,856대)를 기준으로 본 시
장규모는 미국, 독일, 일본, 중국, 영국 순으로 나타났으며 5개국이
전체 시장의 약 70%를 차지
그림 3-1 세계 3D 프린팅 시장 현황과 전망(2011~2021)
0
20 17
22
108
80
60
3740
60
80
100
120
2011년 2012 2015 2017 2019 2021
(억 달러)
자료 : Wohlers Associates(2013).

○ Gartner에서는 2013년 현재 대당 10만 달러(약 1억 500만원) 미만
의 3D 프린터 시장의 규모를 4억 1,200만 달러 수준으로, 2012년 대
비 43% 증가한 것으로 추정
- 2014년에는 3D 프린터 판매가 전년 대비 약 75% 가량 증가할 것
으로 전망
- 3D 프린팅 관련 개발과 도입이 활발한 미국의 시장 규모는 2012
년 현재 24억 달러로 추정되며, 2017년까지 서비스와 제조장비를
포함하여 연평균 14%씩 성장할 것으로 전망39)
○ Credit Suisse의 경우, 2020년까지 세계 3D 프린팅 시장에 대해 3D
프린터와 같은 제조 장비와 더불어, 소재와 A/S 서비스 분야의 성
39) GE capital(2013).
그림 3-2 주요국 3D 프린터 시장점유율(2012년누적설치수기준)
자료 : 지식경제부·한국산업기술진흥원(2012).
미국 38.0%
기타 20.7%
한국 2.3%
프랑스 3.2%
이탈리아 3.8%
영국 4.2%
중국 8.7%
일본 9.7%
독일 9.4%

장이 두드러질 것으로 전망40)
40) Rob Wile,“CREDIT SUISSE: 3D Printing Is Going To Be Way Bigger Than What The 3D
Printing Companies Are Saying”, Business Insider, 2013.9.17.
그림 3-3 10만 달러 미만 3D 프린터 시장 현황과 전망(2012~2014)
0
200
288
400
600
800
(백만 달러)
2012 2013 2014
산업용 개인용
325
87
536
133
자료 : Gartner(2013).
주 : 2012년은 산업용과 개인용의 합임.
그림 3-4 미국 3D 프린팅 업체 매출 현황과 전망
0
1
2
3
4
5
6
2012 20142013 2015 2016 2017
서비스 제조 장비
(십억 달러)
자료 : IBIS World(2013); GE capital(2013)에서 재인용.

- 특히 IDTechEx에서는 2025년까지 3D 프린팅 관련 소재시장이 6억
1,500만 달러에 이를 것이라고 전망
·2013년 현재 3D 프린팅 소재 중 포토폴리머와 열가소성 플라스
틱이 96%를 차지하고 있으며, 금속 및 플라스틱 분말과 잉크형
태는 4% 미만 수준으로 향후 발전 가능성이 높을 것으로 예상
□ 주요 업체
○ 2013년 현재 산업용 및 개인용 3D 프린터와 3D 프린팅 서비스를
제공하는 주요 업체는 각 분야별로 Stratasys社, RepRap, Shape-
ways社 등이 활동
○ 주요 산업용 3D 프린터 제조업체는 3D 프린팅 원천기술을 보유한
Syratasys社, 3D systems社, Beijing Tiertime社 등을 중심으로 구성
그림 3-5 분야별 세계 3D 프린팅(AM) 시장 현황과 전망
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
2009 2010 2011 2012 2013E 2014E 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E
소재제조 장비서비스 부품 시스템
(백만 달러)
자료 : Credit Suisse(2013); Business Insider(2013)에서 재인용.

표 3-1 해외 주요 3D 프린팅 업체
주요 업체 주요제품 비고
산업용
3D
프린터
　
Stratasys
·FORTUS(최종재, 치공구 생산)
·Dimension 3D Printer, MoJo(산업용)
·uPrint Personal 3D Printer(개인용)
·프린터용 소재(필라멘트 外)
개인용 3D 프린터도
함께 생산
Objet
·Objet30 Orthodesk(치과 전용 데스크톱)
·Objet EdenV
·치과용 3D 프린팅 재료
-
3D systems
·Projet 시리즈(산업용, 개인용)
·Cube/CubeX(개인용)
Cubify(온라인 커뮤
니티) 서비스도 제공
Beijing
Tiertime
·Inspire 시리즈(프린터)
·S-1 3D Scanner(스캐너)
·프린터용 필라멘트 소재
-
Z corp.
·Z buider Ultra外 프린터
·Z 스캐너
MIT에서 설립
Organovo
·바이오 잉크(세포)
·바이오프린터 시제품 공개
-
개인용
3D
프린터
RepRap
프로젝트
·RepRap 시리즈 : Rostock
개인용3D프린터제조를
위한오픈소스프로젝트
MakerBot
·Replicator 시리즈
·Thing-O-Matic
·Cupcake CNC
·Digitizer(스캐너)
Thingiverse 온라인
커뮤니티 서비스
포함
Bits From
Bytes
·3D Touch 3D Printer
·RapMan/RapMan pro
-
PrintrBot ·조립용 3D 프린터 키트 -
3D
프린팅
서비스
Shapeways
·3D 프린팅 서비스(산업용, 개인용)
·개인 디자인 제품 오픈마켓 운영
-
Materialise
·Rapid fit(산업용 RP서비스)
·i.Materilise(개인용 서비스, 디자이너용
오픈마켓)
·의료용 서비스(정형외과, 치과 협업)
-
Quirky
·벤처 창업 아이디어 공유 및 피드백
커뮤니티 서비스
·3D 프린팅 서비스 및 오픈마켓
2013년 현재 커뮤니
티에 약 42만 5,000명
등록　
자료 : Wohlers Associates(2013), IRS Global(2013), ゼットロセンサー(2013)를 참고하여 산업
연구원 작성.

- 산업용 3D 프린터 제조업체는 RepRap의 오픈소스 커뮤니티를
통해 개인용 3D 프린팅 수요가 증가하자 개인용도 함께 생산 중
- 3D Systems는 개인용 3D 프린터 Cube의 출시와 함께 Cubify라
는 온라인 커뮤니티 서비스도 제공하여 사용자 간 설계 및 디자
인 정보의 공유 기능도 제공
○ 개인용 3D 프린터의 경우, 프린터 설계 자체를 공유하고 소재 아
이디어를 피드백하는 RepRap 프로젝트를 통해 MakerBot社와 같
은 업체 파생
- 오픈소스 커뮤니티가 있어도 원천기술 특허(FDM, SLA 등)로 인
해 기간 만료 전까지는 활용 범위의 한계 존재
○ 최근 3년간 전체 3D 프린팅 시장의 규모가 커지면서 3D 프린터 제
조업체도 함께 성장
- 동시에 산업용과 개인용으로 분리된 시장구조를 통합하고 시너
지를 얻기 위해 업계 MA가 활발히 진행 중(표 3-2 참조)
- MA는 주로 산업용 3D 프린터 제조업체가 개인용 3D 프린터 및
S/W기술, 소비자 연결 플랫폼 보유 업체를 인수하는 형태
* 단, GE는 3D 프린팅 기술의 내부화를 위해 3D 프린팅 기술 보
유 업체를 직접 인수
○ 또한 2D 인쇄기기 업체와 마찬가지로 자사의 기기에 호환되는 소
재 카트리지(필라멘트, 바이오잉크 등) 판매 시장 구축

표 3-2 3D 프린팅 업계 MA 현황
인수 업체 피인수 업체 피인수 업체의 주요 업무
2013.9 Pexco
Spectrum Plastics
Group
·쾌속조형(RP) 서비스
2013.9 3D Systems The Sugar Lab ·3D 프린팅 식용 제품 제조 업체
2013.8 3D Systems CRDM ·쾌속조형(RP) 서비스(영국)
2013.8 3D Systems TeamPlatform
·융합 디자인 및 프로젝트 매니지
먼트 플랫폼
2013.7 3D Systems Phenix Systems ·분말 소재 받침 장비/설비 제조
2013.6 Stratasys MakerBot
·개인용 데스크톱 3D 프린터 제
조 선두 업체(2011년 개인용 3D
프린터 시장점유율 2위)
2013.5 3D Systems RPDG ·수요 분야 특화 서비스 부서
2013.3
Massive
Dynamics
Print Forge 3D
·3D 프린터 제조업체(프린터 및
잉크카트리지)
2013.1 3D Systems COWEB
·3D 제품용 플랫폼 출판 및 콘텐츠
호스팅
2013.1 3D Systems Geomagic
·3D 디자인 및 사이트 구축 소프
트웨어
2012.11
General
Electric
Morris Technologies
Rapid Qualirt Mfg.
·고품질 부품의 3D 프린팅
서비스
2012.10 3D Systems Rapidform
·3D 스캔을 CAD로 전환하는
소프트웨어
2012.10 3D Systems
The Innovative
Modelmakers
·3D 프린팅 서비스(네덜란드)
2012.9
In Tech
Industries
Vista Technologies
·3D 프린팅 및 RP서비스 제공
(금형, 사출성형몰드)
2012.7 SPEX services Cognity Ltd. ·3D 프린팅 및 RP서비스 제공
2012.7 3D Systems Viztu Technologies ·사진/영상의 3D화 온라인 플랫폼
2012.5 3D Systems Bespoke Innovations ·개인 맞춤형 의족 제작
(계속)

- 2013년 현재 원천기술을 보유한 선도자(First Mover)들이 자사가
보유한 원천기술 특허를 이용해 산업표준을 확립 중
·이는 개인용 3D 프린터 및 관련 소재기술 발전에 제약요인으
로 작용
(2) 제조업의 3D 프린팅 활용 사례
□ 특수 부품 생산 : 생산 효율화 및 단종 부품 생산
○ 기존 절삭가공 공정으로 생산이 어렵거나 혹은 생산 시 효율성이
떨어지는 특수 부품과 단종 부품을 주로 생산
- 수요 산업은 3D 프린팅의 역량을 활용할 수 있는 소량 맞춤형 생
산에 적합한 항공, 방산, 특수차량 분야임.
인수 업체 피인수 업체 피인수 업체의 주요 업무
2012.5 3D Systems Fresh Fiber ·3D 프린팅 소비재 제작
2012.4 Stratasys Objet
·폴리젯(Polyjet) 3D 프린터 제조
선두 업체(2011년 산업용 3D 프
린터 시장점유율 2위)
2012.4 3D Systems Paramount Industries
·항공 및 의료용 디바이스 특화
서비스
2012.4 3D Systems Resolutex 50 -
2012.4 3D Systems My Robot Nation ·소비자 중심의 3D 플랫폼
2011.11 3D Systems
Z corp. VIDAR
Systems
·멀티젯(Multijet) 3D 프린터 제조
업체(2011년 산업용 3D 프린터
시장점유율 공동 3위)
자료 : GE Capital(2013).

- 3D 설계도와 3D 프린터, 후처리 기술 보유자만 있으면 필요한
현장에서 바로 부품을 제작할 수 있어, 지역에 구애받지 않는 엔
지니어의 교육이 가능하며 업체의 부품재고 관리효율 개선 가능
·포드社의 경우, 사원 2,000명에게 테크숍(Techshop)의 무료이
용 자격을 주고 신규개발을 장려41)
1) 생산 효율화 사례
○ (보잉) 10개의 민간 항공기 플랫폼에 200개 부품을 프린트해서 사
용하고 있으며, F-18의 경우 90개의 3D 프린팅 부품을 사용 중
○ (록히드 마틴) F-35에 900개 부품을 3D 프린팅으로 생산
○ (포드, 페라리) 특수차량의 복잡한 패널 부품을 기존 대비 30~40%
절감된 비용으로 생산
○ (GE) 무인자동차 및 항공기용 특수 엔진의 부품 경량화를 위해 3D
프린팅 기술 보유 업체를 인수하였으며, 2020년까지 수만 개 부품
생산이 가능할 것으로 전망
2) 단종 부품 생산 사례
○ (맥도널 더글러스) 생산이 중단된 MD80 제트기의 플라스틱 부품
을 3D 프린팅으로 생산해서 대체
41) ゼットロセンサー(2013).

□ 개인용 맞춤제품 생산 : 휴대폰, 공구, 의료기기, 소비재
1) 휴대폰
○ (모토로라) IT기업인 구글에 인수된 모토로라는 안드로이드 플랫
폼42)
을 이미 보유한 상태에서, 3D Systems와 함께 조립형 스마트
폰을 제작하는‘Ara 프로젝트’를 진행 중
- 단순히 소비자의 기호에 맞는 디자인과 애플리케이션 선택뿐 아
니라, 부품 기능(GPS, 카메라, 스피커 등)을 소비자가 직접 선택
하여 조립
○ (노키아) 2013년 루미아 820 기기의 커버케이스에 대한 상세 디
자인 데이터(사양, 소재, 치수 등)를 3D 디자인 파일 형태로 공개
- 노키아 역시 현재는 Microsoft에 인수된 상태이며 인수 전에도 윈
도폰 플랫폼의 대표적인 파트너였음.
- 마케팅 담당자인 존 닐란드에 따르면,“앞으로는 단말기 생산에
필요한 정형 데이터만을 판매하고, 이에 기반하여 세계 각지의
기업들이 해당 지역의 수요 맞춤형 단말(방수, 태양광전지 부착
등)을 개발하도록 하는 아이디어가 있음”을 밝힘.43)
42) IT에서 플랫폼이란 해당 S/W를 구동시킬 때 그 기반이 되는 OS(안드로이드, 윈도, iOS 등)
를 의미.
43) 노키아 블로그(2013); ゼットロセンサー(2013) 재인용.

2) 공구
○ (BMW) 생산 공장에서 노동자들의 손에 맞춘 공구와 포지션 부품
을 직접 디자인하고 현장에서 3D 프린팅하여 사용
- 공장에서 직접 프린팅한 플라스틱 모듈과 다이(die)를 이용하여
신규 시험생산 라인을 구축하고, 초기 셋업(Set-up) 속도 향상
- 기존에는 전체 수리 또는 재구매가 아니면 대체하기 어려웠던 강
철도구도 3D 프린팅을 통해 대체
3) 의료기기 및 소비재
○ (의료기기) 맞춤형 보청기는 2011년 현재 100만개 이상 판매되었
으며, 고관절 구체는 약 4,000개, 치과용 제품은 매일 5만~6만 개가
SLA(3D 디자인)파일 방식을 이용한 3D 프린터로 생산
* 주요 업체 : 포낙社(보청기), 짐머/바이오멧/신텍스社(정형외과,
치과용 임플란트)
- 이 외에도 사용자 맞춤형 의족이 생산 중이며, 세포를 이용한 바
이오 프린팅 제품(인공혈관, 인공 귀 등)은 시제품 단계
* 주요 업체 : Bespoke社(의족, 3D Systems社에 인수), 바이오 프
린팅은 시제품 단계
○ (소비재) 아이패드 발매 4일 만에 출시된 아이패드 케이스, 선수의
발에 맞춘 구조적 축구화 바닥판과 생산비용을 절감한 장난감 생
산 사례 등 존재

표 3-3 제조업의 3D 프린팅 활용 사례
제조유형 및 분야 업체명 제품 생산 사례
특수
부품
생산
생산
효율화
보잉
　민간항공기
부품
·10개의 항공 플랫폼에 200개
부품을 프린트해서 사용
F-18
·콕핏, 쿨링 덕(cooling ducts) 등
90개 부품
록히드 마틴 F-35 ·900개 부품
포드, 페라리
특수차량의
바디패널
·이미 조립된 개별 파트를 통합
하는 복잡한 패널을 기존 대비
30~40% 절감된 비용으로 생산
GE
무인자동차 경량
부품, LEAP/
GE9x 제트엔진
부품
·Morris Technologies 인수, 2020
년에는 제트 엔진에 수만 개의
부품을 3D 프린터로 생산할 것
으로 전망
단종
부품제조
맥도널
더글라스
MD80 제트기
·생산이 중단된 플라스틱 부품을
3D 프린팅으로 생산해서 대체
개인용
맞춤
제품
생산
휴대폰
휴대폰
모토로라 Ara 프로젝트
·3D Systems와 함께 조립형
휴대폰 생산
노키아 루미아 820
·커버케이스의 3D 디자인 데이
터(사양, 소재, 치수) 공개
공구 및
부품
BMW
노동자 맞춤형
도구,
포지션 부품
·공장에서 직접 3D 프린팅한 플라
스틱 모듈과 다이(die)를 이용하
여 신규 시험생산 라인 구축
·대체하기 어려운 부서진 강철도
구를 공장에서 직접 3D 프린팅
의료기기
포낙 보청기 ·2011년 현재 100만개 이상 판매
짐머, 바이오
맷 外
고관절구 ·4,000여 개 생산 및 판매
신텍스 外 치과용 제품 ·5만~6만개가 매일 SLA로 프린트
Bespoke 의족 ·개인 맞춤형 디자인 의족
(계속)

* 주요 업체 : Shapeways社(아이패드 케이스), Nike社(축구화), 마
텔社(장난감)
2. 국내
(1) 3D 프린팅 산업 현황
□ 국내 시장 현황
○ IRS Global에 따르면 2012년 국내 3D 프린팅 시장 규모는 약 300억
원 규모로 추정되며, 판매 중인 프린터의 90%가 수입품으로 구성
- 국내에는 약 20년 전부터‘RP장비’라는 명칭으로 자동차업체 등
에 시제품 제조를 위한 산업용 3D 프린터가 도입되었으며, 기술
고등학교의 학습이나 대학교 건축학과 졸업 작품 제작을 위해 교
육기관에서도 구입
제조유형 및 분야 업체명 제품 생산 사례
개인용
맞춤
제품
생산
의료기기
프라운호퍼
연구소
인공혈관,
배아줄기 세포
·세포의 바이오 프린팅
프린스턴 대학
연구소
인공 귀
·청각기능을 삽입한 개인용 맞
춤 귀
소비재
Shapways 아이패드 케이스
·아이패드 발매 4일 만에 케이스
생산 및 판매
나이키 축구화 ·특수 밑창
마텔 장난감 ·왁스인형, 모형자동차 생산
자료 : Economist(2013), McKinsey(2013), Wohlers Associates(2013), ゼットロセンサー(2013)
를 참고하여 산업연구원 작성.

- 최근 가장 활발하게 3D 프린팅 수요가 발생하는 분야는 치과와
정형외과 등 의료분야이며, 병원 수술에 필요한 환자 맞춤형 수
술가이드와 임플란트 제조에 활용 중44)
○ 기술수준의 경우, 2012년 현재 미국에 공개된 3D 프린팅 관련 특허
를 기준으로 상위 10개국(기관 포함) 중 6위 수준(그림 3-6 참조)
- 삼성전자와 LG디스플레이를 중심으로 특허를 보유 중이며, 각각
미국 특허를 48건, 41건씩 보유 중(표 3-5 참조)
□ 주요 업체
○ 국내에서 3D 프린터 관련 원천기술을 보유한 업체는‘캐리마’와‘인
44) 산업연구원 Materialise社 인터뷰, 2013.10.2.
그림 3-6 3D 프린팅 관련 미국 공개특허 보유국 및 기관
러시아
영국
독일
호주
한국
유럽특허기구
중국
세계특허기구
일본
미국
400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,8000 200 (건수)
자료 : 영국 특허청(2013).
주 : 1980년부터 시작하여, 2012년 현재를 기준으로 미국에서 공개된 특허 기준.

스텍’으로 산업용 3D 프린터와 스캐너 제조
- 캐리마는 프린터 기기의 세분화와 기존 광학기기 제조 노하우를
바탕으로 3D 스캐닝 기술에서 두각을 나타내고 있으며, 인스텍
은 금형생산 분야를 개척
○ 개인용 3D 프린터는 주로 오픈소스에 기반을 두며, 커뮤니티와 결
합하여 완제품, 키트, 설계권을 거래하는 시장 형성
○ 국내 S/W기업으로 3차원 역설계 기술을 개발한 아이너스 기술의
경우, 3D Systems社에 390억원에 인수되어 해당 기술이 전 세계
적인 솔루션에 통합
표 3-4 3D 프린팅 관련 미국 공개특허 보유 기업
순위 특허 보유 업체 공개 특허 수(건)
1 Fujitsu 92
2 Stratasys 92
3 3D Systems 91
4 NEC 67
5 삼성전자 48
6 LG디스플레이 41
7 Objet 38
8 Univ Texas System 36
자료 : 영국 특허청(2013).
주 : 1980년부터 시작하여, 2012년 현재를 기준으로 미국에서 공개된 특허 기준.

표 3-5 국내 주요 3D 프린팅 업체
주요 업체 주요제품 비고
산업용
3D
프린터
　　
캐리마
·Master, Master-Plus
(광학 적층 DLP 3D
프린터)
·D 스캐너
·프린터 가격 4,000만~6,000만원
·프린터의 경우 일반형, 의료용(치과
적합), 보석 디자인용으로 구분
·일본, 호주, 벨기에, 이집트, 러시아에
수출 중
인스텍 ·DMT 장비
·금속 분말과 레이저를 이용한 금형
생산 장비
개인용
3D
프린터
로킷
·EDISON+ 싱글, 듀오
타입(프린터)
·EAWYSKAN(스캐너)
·프린터 가격 200만원 내외
·오픈소스 바탕
·사용자 편의성을 높인 S/W와 결합
오픈
크리에이터
·개인용 3D 프린터 조
립 키트
·RepRap 프로젝트에서 파생
·2012년 중소기업청‘예비기술 창업자
육성사업’에 선정되어 초기 금액을
지원받음
윌리봇 ·BWillyBot
·3D 프린터 제작 동호회(오픈소스)
바탕
·워크숍 교육을 통해 공유된 설계 자
료를 바탕으로 개인이 제조
3D
소프트
웨어
아이너스
기술
·Rapidform : 3차원
역설계 및 품질 검사
S/W
·2012년 10월 3D Systems社에 3,500
만 달러(390억원)에 인수됨.
·현재 해당 기술은 3D Systems 內
Geomagic Solutions에 통합
자료 : IRS Global(2013).
(2) 시사점
○ 원천기술 보유와 기술 확산성의 문제로 세계 시장뿐 아니라 국내
에서도 기술 표준과 사용경험 측면에서 선도자(First Mover)가 시
장을 점유

- 기존 기술의 세계 특허로 인해 현재 사용 중인 기기 시장의 접근
이 어렵고, 미국 시장 특허를 꾸준히 보유하는 등 기업 차원의 노
력은 진행되고 있으나 국가적으로 원천기술 RD 개발 지원 미비
-‘아이너스 기술’의 사례에서 볼 수 있듯이, 세계적인 기업이 기술
을 탐낼 만한 IT S/W 분야의 잠재적인 역량이 높은 편
- 따라서 국내 3D 프린팅 산업의 성장을 위해서는 3D 프린터 자체
의 생산은 장기적인 원천기술 개발로 접근할 필요가 있으며, 우
선적으로는 S/W 및 스마트 프로덕트(스마트폰 스캐닝·디자인
앱 등) 측면에서 접근이 용이할 것으로 판단
○ 3D 프린터나 S/W 개발은 이루어지고 있으나 3D 프린팅용 신소재
관련 개발 시스템 부족
- 미국은 탄소섬유, 중국은 티타늄, 일본은 모래, 독일은 생체조직
등 각국에서는 원천기술 개발과 함께 신소재 개발 부문에서도 국
가 또는 업체 주도로 RD 활발
- 국내는 소재개발 업체도 전무하며, 산학연이 협동하여 3D 프린팅
신소재를 개발하는 RD 시스템도 2014년 들어 시작45)
45) 김준배·이상호,“3D 프린팅 활성화 정책, HW(산업부)·SW(미래부) 함께 나온다”,「전자신
문」, 2014.1.22.

1. 창조산업화를 위한 기본 방향
(1) 주요국의 관련 정책
○ 미국을 중심으로 일본, 영국, 독일 등 선진국과 중국, 싱가포르 등
아시아 신흥국이 3D 프린팅 및 첨삭제조(AM) 관련 기술 확보를 위
해 투자 중
- 1990년대 제조업 기반이 중국 및 아시아 신흥국으로 이동하면서
2000년대 들어 영미권 선진국의 제조업 펀더멘털 약화
- 선진국은 2008년과 2010년 세계금융 및 재정위기를 경험하면서
아웃소싱을 통한 비용의 절감보다 제조업 기반의 직접 보유가
국가경제 회복과 고용창출에 필요함을 재인식하고‘선진제조업
(Advanced Manufacturing)’또는 제조업 고도화 등의 이름으로
제4장
창조산업화를 위한 과제

제4장 창조산업화를 위한 과제 59
제조기반 회복 방안 모색
·미래 제조기술 중 두각을 나타낸 분야가 미국과 유럽이 원천기
술을 보유하고 있는 첨삭제조(AM) 기술이며, 실제로 해당 국
가 업체들의 성장이 가장 뚜렷한 추세
·첨삭제조(AM), 즉 3D 프린팅 관련 스타트업 기업에 대한 지원
과 유치도 활발
* (벨기에) Materialise社의 벤처창업 지원, 대사관 주최 리셉션
등에서 벨기에 왕족에 의한 업체 홍보 및 거래미팅 주선, 정부
차원의 거래 주선 등
* (미국) 생산 부지 및 세제지원 혜택을 제공함으로써 네덜란드
기업인 Shapeways社를 미국으로 유치
- 독일 정부는 경찰 분야에서 3D 프린팅의 실용적인 활용과 함께,
바이오 프린팅 분야에서 독자성을 확보하는 방향으로 투자
○ 기존 제조업 기반을 보유한 일본과 중국, 싱가포르는 미래 경쟁력
확보를 위해 산학연 프로젝트를 중심으로 원천기술 RD 투자 중
- 산업용 3D 프린터 제조업체인 Beijing Tiertime社의 성장세에서
도 볼 수 있듯이, 중국은 우주·항공기술에 이용하기 위한 개발
부터 시작하여 상업화 수준에 달할 정도로 성공적으로 투자 중이
며, 혁신센터 연결을 통한 기술 확산 실시 중
* (중국) 단거리 여객기용 티타늄 날개·동체 부속 제작, 우주비행
사용 맞춤형 좌석 제작46)
46) Economist(2013).

표 4-1 주요국의 3D 프린팅 육성 정책 현황
담당부처 해당정책 및 주요내용 실행기관
미국
상무부(DOC)
국방부(DOD)
에너지부(DOE)
NASA
국립과학재단(NSF)
·5개 부처(기관) 협동으로‘선진
제조업(Advanced Manufactur-
ing)’포털사이트 운영
·NAMII에 3,000만 달러 투자
- NNMI
- NAMII
- DOD 제조연구소
- DOE 제조연구소
일본
경산성
제조산업국
·2013년 5월“초정밀 입체조형
시스템 기술개발 프로젝트”
진행 중
·1억 5,000만엔을 투자하여 주
물 양산용 3D 프린터 개발(산
학연 공동 프로젝트)
- 산업기술종합연구소
(AIST)
- 시메트(3D프린터
업체)
- 와세다 대학
- Komatsu, 닛산자동차
영국
Technology Strat-
egy Board (TSB)
·영국 전체 첨삭가공 투자금 1조
4,000만 달러
·TF 및 부처 간 협동 운영 부재 중
(2012.10월)
- 노팅엄, 셰필드대학
3D 프린터 연구센터
독일
경찰청
·경찰의 3D 프린팅 권총 사용 여
부 검토 중
- 경찰청
Fraunhofer 연구소·인공혈관 바이오 프린팅 성공 - Fraunhofer 연구소
중국
과학기술부
공업정부화부
·7년간 15억 위안(2,450만 달
러) 투자
- 中国3D打印技术产
业联盟(3D프린터기
술산업연맹)
- 청화대, 북경항공대
등 공과대학
- 쓰촨성, 산둥성 등
지방정부 주도 혁신
센터
싱가
포르
싱가포르
경제개발위원회
·2013년 3월, Future of Manu-
facturing (FoM) 발표
·향후 5년간 5억 싱가포르달러
(4억 300만 달러) 투자 발표
- 난양기술대학 첨삭제
조센터(NAMC)
자료 : Wohlers Associates(2013), IRS Global(2013), ゼットロセンサー(2013)를 참고하여 산업
연구원 작성.

(2) 우리나라의 정책 기본방향 제언
□ 주문 생산시대를 대비한 표준 선점 및 핵심 소재 개발
○ (표준 선점) 3D 스캐닝 및 절개 디자인 파일의 포맷 선점은 궁극적
으로 S/W 패키지와 함께 관리·서비스와 같은 새로운 형태의 수요
부문 창출 가능
- 단순한 S/W의 개발을 넘어 3D 디자인 파일의 표준 선점은 궁극
적으로 S/W 서비스와 패키지의 판매까지 확장 가능
○ (핵심 소재 개발) 스마트폰 수요 확대에 트위터, 카카오톡, 페이스
북과 같은 SNS(Social Networking Service)가 킬러 애플리케이션
(Killer application47)
)으로 작용한 것과 같이, 3D 프린팅을 반드시
사용하도록 유도하는 킬러앱으로서 핵심 소재 발굴 필요
- 전자기기에 익숙하지 않은 우리나라 중년층에서도,‘카카오톡’을
통한 교류를 위해 스마트폰을 구매하면서 앱 사용자 확대
- 현재 세계적으로 주목받고 있는 3D 프린팅의 핵심 소재 분야는
‘식품’과‘의료·바이오 프린팅’이며,‘식품’의 세부 재료 중에
서는 비용이 적게 들고 제조가 간편한 설탕과 초콜릿48)
이 높은
가능성 보유
47) IT부문에서 특정 플랫폼(MS윈도/오피스, 안드로이드, iOS 등)을 반드시 사용하게 만들 정도
의 능력이 있는 S/W를 의미하며, 마케팅 측면에서는 특정산업군의 성장을 이끌어내는 원동
력 역할을 하는 상품을 의미함.
48) 초콜릿 제품은 반액상의 상태에서 열을 가했다가 식히는 과정이 필요한데, 이는 3D 프린팅의
제조과정에서 이미 구현 가능하며, 비용이 낮고 생물학적 위험성도 낮아 핵심소재로 활용이 증
가(EPSRC,2011;EmmaWoollacott,“3DPrinting-inchocolate”,TGdaily,2011.7.5.에서재인용).

자료 : Chefjet(2014); TreeHugger(2014)49)
에서 재인용.
□ 대중화를 위한 산학연관 협력 강화
○ (수요 창출) 3D 프린팅의 대중화를 위해서는 개인의 창의성을 바
탕으로 대중소 기업 등이 아이디어를 교류하고, 이를 공동 상용화
할 수 있는 장을 마련할 필요
- 이를 통해 개인이나 기업, 공공단체 등이 주문한 소량의 제품을
저렴한 비용에 신속히 생산해 공급할 수 있는 시스템 구축 필요50)
○ (대중화) 저가 프린터 보급 및 프린팅 플레이스의 구축을 통해 개
인의 3D 프린팅 접근성을 높여 대중화를 유도
49) Lloyd Alter,“At CES: 3D printing grows up, but still looking for the killer app”,「TreeHug-
ger」, 2014.1.14., http://www.treehugger.com/gadgets/ces-3d-printing-grows-still-looking-
killer-app.html
50) 현재 조립형 휴대폰(Ara 프로젝트; 표 3-3 참조), 스마트 기기 케이스, 취미용 피규어 및
조립용 키트, 인테리어 용품 등과 같이 맞춤 생산에 대한 수요의 범위와 종류는 점점 확대
되고 있음.
그림 4-1 3D 프린터로 제작한 커피용 설탕

- 대중화 과정에서 창출되는 아이디어에 대한 사업화 유도 시스
템을 마련하여 지원할 경우, 벤처 및 소기업 창업 확대효과 발생
2. 창조산업화를 위한 세부 과제
□ 잠재역량이 높은 S/W·디자인 산업과의 융합 지원
○ 세계 유수의 3D 프린팅 기업이 인수를 고려할 만큼 국내기업들의
3D 프린팅 관련 S/W 잠재 역량은 높은 수준
- 특히 S/W의 표준 선점이 중요한데, 선점자의 3D 디자인 포맷에
우회적인 접근만 시도하는 제3자51)
로만 남아 있으면 자유로운 디
자인 수정 및 프로그램 구동, 서비스 지원에 한계 존재
○ 따라서 기본 역량을 보유한 S/W 및 디자인 업체의 3D 프린팅 시장
진출을 촉진하기 위한 지원 전략 필요
□ 기존 산업에의 응용방안 모색
○ 일본의‘주물양산용 3D 프린터’개발 계획 등 주요국이 각종 산업
분야에 3D 프린팅을 적극 활용하여 산관협력을 강화하고 있는바
기존 산업분야에 3D 프린팅을 응용할 수 있도록 산학협력 및 지원
51) S/W의 포맷이란‘*.hwp, *.pdf, *.xlsx, *.psd’등과 같이 특정 업체(Leader)가 제작한 프로그
램을 통해 생성된 파일에 붙이는 양식을 말하며,‘한글’이나‘어도비’외에도 해당 포맷 프로
그램을 볼 수 있게 호환되는 S/W나 파생상품 제조업체를 제3자(Third Party)라고 함. 3D 프
린팅 S/W 분야에서는‘*.stl, *.zpr, *.mgx’등과 같이 특정 프로그램이나 기업 전용 포맷이 시
장을 선점 중임.

시스템 구축이 필요
- 최근 휴대폰에 이어 자동차 산업에서도 조립 제작을 모색52)
중이
며, 향후 모듈화 및 조립제작이 가능한 모든 분야로 3D 프린팅의
활용 범위가 확대될 가능성 존재
○ 타 산업에서 3D 프린팅을 활용하거나, 3D 프린팅을 활용하고자
하는 기술적인 시도에 대한 지원과제를 발굴하고 지원 방안 모색
□ 저가 프린터 보급 및 프린팅 플레이스 홍보
○ 미국의 경우 개인용 3D 프린팅의 확산은 프린터 공유 공간을 통한
사용 경험 확산이 네트워크와 결합했기 때문에 가능
- 국내에도 이미 경기중소기업청의‘시제품 제작터’와 같이 미국
의‘메이커스 플레이스’기능을 하는 공간이 존재하나, 홍보가 부
족하여 사용자들의 접근성이 낮은 편
·미국 정부는‘America Makes’사이트를 운영하면서 첨삭제조
(AM) 산학연 프로젝트(NAMII, National Additive Manufactur-
ing Innovation Institute)에 개인과 중소기업이 참여할 수 있도
록 회원 및 비회원에게 시설·기술·정보를 지원하는 메이커스
플레이스 운영 중
- 이미 존재하는 공간의 활용도를 높이는 것을 우선으로 한 홍보가
필요하며, 향후 사용자가 늘면 프린팅 플레이스의 추가 마련 모색
52) LGERI(2014).

□ 3D 프린팅 숙련 인력 양성을 위한 교육훈련 시스템 마련
○ 3D 프린팅을 이용한 생산과정에서 볼 수 있듯이 사용에 필요한 제
어기술과 후처리 기술이 숙련되어야만 완성품 생산이 가능하므로
성인 이상의 교육훈련과 미래 세대 교육시스템 마련 필요
- 이는 생산 자동화 과정에서 구조적 실업자가 되는 인력에게 신기
술을 습득하는 재교육의 기회 제공 가능
○ 저가 3D 프린터와 3D 디자인 S/W를 중고등학교 교육용으로 보급
하여 미래 수요와 숙련인력 발굴 필요
- 미국, 영국, 일본에서는 중고등학교 과정에서 3D 프린팅을 위한
3D 모델링, 3D 프린터를 이용한 과학 실습 등의 교육 프로그램
을 도입
- 미국에서는 MakerBot社의 주도로 최종적으로 미국 내 모든 학
교에서 3D 프린팅을 교육하여 제조혁신을 가르치는 MakerBot
Academy 프로그램을 운영 중이며 자금은 기업의 펀드와 기부
를 통해 확보 중
- 영국 교육부는 21개 지역 중등학교에서 3D 프린터를 이용한 수
업의 파일럿 프로젝트를 시작하였으며, 2013년 50만 파운드의 교
육용 시스템 구축용 펀드를 마련53)
- 일본 경산성에서는 현재 총 2억엔의 예산기금을 확보하여 3D 프
53) GraemePaton,“3Dprinterstobeintroducedintotheclassroom”,「TheTelegraph」,2013.10.9.

린팅을 활용할 대학과 기술대학을 선정하여 프린터 구매비용의
2/3를 보조금으로 지원하고, 2015년부터는 전국 중고등학교를
대상으로 확대할 계획54)
- 이와 같이 주요국에서는 미래 세대를 3D 프린터에 친숙하도록
함으로써 개인의 수요도 늘리고, 숙련도도 높이는 일석이조 전
략을 채택 중
○ 3D 프린팅 플레이스 사용경험과 교육훈련의 결합, 3D 프린터 조
작 능력 향상과 함께 S/W 및 디자인 인력을 양성할 경우 시너지 효
과 발생
□ 아이디어의 사업화 지원제도 마련
○ 3D 프린터를 이용하는 대중소 기업은 물론, 프린팅 플레이스의 개
인 이용자와 실습 학생들이 실제로 3D 프린팅을 하는 현장에서 신
제품 아이디어 발생 가능성 존재
- 단기적으로 신제품의 사업화를 통해 3D 프린팅 산업의 범위를 확
대할 수 있고, 장기적으로 재료의 새로운 사용법 발굴 등을 통해
원천 기술 역량 확보 가능
- 현재는 3D 프린팅 관련 기술 특허만 등록되어 있어 공학적인 지
식이 없는 개인 사용자에게는 원리도 이해하기 어려운 상태
○‘아이디어 사업화’지원을 위해 아이디어를 정기적으로(예: 월 1
54)“Govt intends to utilize 3-D printers in education”,「The Yomiuri Shimbun」, 2014.2.1.

회, 분기 1회 등) 공모하여, 사업화 가능성이 존재할 경우에는 벤처
창업 지원과 연계하는 제도 마련 필요
-‘아이디어 사업화’지원은 창업자의 시제품 제작에 대한 신속한
제조지원이 가능한 역할을 수행할 것으로 예상되며, 나아가 핵심
소재개발에의 기여도 가능할 것으로 전망
·미국에서는 국가 차원의 사업화 지원보다는 개인이 모인 클라
우드 펀딩사이트가 그 역할을 대신하고 있으며, JOBS법을 통해
소기업에 연간 100만 달러까지 지원 가능한 제도 시행 중
·우리나라의 클라우드 펀딩사이트(유캔 펀딩 등)는 현재 제조상
품 아이디어보다는 사회공공 활동 아이디어나 엔터테인먼트
관련 펀딩 성공률이 더욱 높은 편이므로, 3D 프린팅 아이디어
의 사업화를 위해서는 공공부문의 직접 지원 필요
□ 특허만료 기술의 보급과 원천 기술·소재활용 능력 선제적 확보
○ (단기) 특허만료 3D 프린터의 기술을 빠르게 개선하여 저가로 보
급·활용할 수 있는 상용화 지향형 RD 전략 필요
○ (장기) 3D 프린팅의 핵심 원천 기술과 더불어 소재활용 능력을 선
제적으로 확보하여 특허와 함께 S/W 포맷과 핵심소재, 기술 등의
표준 선점을 위한 원천기술 RD 전략 필요

68
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제조업 공정혁신의 기폭제 3D 프린팅 산업
인쇄일 2014년 2월 24일
발행일 2014년 2월 26일
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