3D프린터의 사례 문제점 및 향후 전망

소개글

3D프린터의 사례 문제점 및 향후 전망에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 3D 프린터란?

2 3D 프린터의 역사

3. 3D프린터의 원리와 종류
1) 3D프린터의 조형 방식에 따른 분류
2) 선택적 증착(Selective Deposition) 방식
3) 선택적 결합 방식(Selective Binding)

4. 3D 프린팅의 과정
1) 모델링
2) 프린팅
3) 후처리

5. 3D 프린터의 문제점
1) 일반적인 문제점
2) 저작권법상의 문제점

6. 3D 프린터 활용 사례
1) 콘텐츠 분야
2) 제조업 분야
3) 의료·스포츠 분야
4) 소비재 분야
5) 교육 분야

7. 3D 프린터의 발전 전망

본문내용

을 확보할 수 있게 한다는 측면에서 그렇다고 할 수 있다.
그러나 무엇보다 중요한 점은 이러한 자본 효율성 측면의 문제가 아닌, 기존의 산업 패러다임의 중심 가치인 소품종 대량생산이 점차 사라지고 점차적으로 개개인의 개성과 요구의 만족을 중요시하는 다품종 소량생산의 형태가 큰 흐름으로 부상하는 시대에서 이를 모두 만족시켜줄 수 있는 유력한 대안이라고 할 수 있다. 3D 프린팅 기술 발전의 핵심인 조형소재와 제작정밀도의 확보가 현실화될 경우에는 결국 기존 화학수지와 금속소재에서 벗어나서 점차 섬유, 세라믹 등의 다양한 소재로 확장이 될 것이고 정밀도 또한 고도화되는 현상이 시작되면서, 조형 및 산업소재뿐만 아니라 궁극적으로는 정밀 IT 부품과 의료에 적용산업이 큰 폭으로 확장될 것이다(CT INSIGHT, 2013)
기존 제조 방식은 제품의 금형(틀)을 만들어 대량으로 찍어냈지만, 3D프린터는 별도의 금형이나 생산 설비 없이 3D 도면만 있으면 다양한 제품을 만들 수 있어 맞춤형 소량생산이 가능하다. 또한, 3D프린터의 자유롭고 창의적인 디자인 실현과 생산 설비 없는 빠르고 간편한 생산 공정으로 개인 맞춤형 제품을 제작할 수 있는 1인 제조업이 활성화될 전망이다.
3D프린팅은 단순한 제조 산업에 그치지 않고 2차서비스 산업에 연관되어 다양한 부가서비스 산업으로 확산할 것이라 전망할 수 있다. 독점적으로 소수의 집단(대기업)에 의해 이용되어 오던 기술이 대중에게 보급됨에 따라 다양한 응용이 될 것이라 기대하고 있다.
최근 3D 프린터 기술은 RP(Rapid Prototyping)의 산업적 응용을 넘어, 저가 3D Printer의 개발과 보급이 이루어지고 있다. 이를 통해 3D프린터의 보급률은 폭발적으로 늘어나는 추세다.
이는 Scott Crump가 출원한 FDM 제조방식의 원천특허권이 만료되어 오픈 소스 프로젝트가 가능해지고, 이를 통해 3D프린터의 가격 하락으로 이어졌다. 앞으로도 특허가 만료된 다양한 방식의 3D프린터 가격이 하락할 것으로 전망되고 있으며, 특허의 다양한 응용을 통해 기술의 발전도 가속이 붙으리라 전망되고 있다. 아래 표를 보게 되면 레이저를 이용한 SLA(광조형, Sereo Lithography Apparatus)방식과 SLS(선택적 레이저 소결, SLA(Selective Laser Sintering)방식의 특허도 2014년에 만료된 것을 알 수 있다.
FDM방식의 프린터가 특허만료 2년 후 급격한 가격하락과 폭발적인 성장을 기록한 것으로 볼 때, 최근 특허가 만료된 다양한 방식의 3D프린터 역시 가격이 하락할 것으로 전망되고 있으며, 특허의 다양한 응용을 통해 기술의 발전도 가속이 붙으리라 전망할 수 있다.
최근 저가제품이 등장하면서 본격적인 상용화 단계에 진입하고 있으며 3D프린터의 가격은 크기, 성능 등에 따라 편차가 큰 편이다. 대개 15,000~600,000 달러 수준으로 형성되어 있던 가격 폭이 최근 Entry-Level 수준 제품의 경우 3,000달러 이하의 제품도 많이 등장하고 있고, 이들 제품은 시장 확대에 크게 기여하고 있다. 이제는 국내에서도 일반 소비자들을 대상으로 한 초저가 제품도 상용화되고 있다.
2014년 세계 3D프린터의 출하량은 총 10만 8,151대였고, 2016년에도 49만여 대에 이르렀으며, 이러한 성장 속도는 더욱 고속화될 전망으로 2020년 세계 3D프린터 출하량은 550만 대를 웃돌 것으로 예상하고 있다.
2019년에는 국내에 3D 프린터 산업의 증가추세로 변할 것이며 다양한 생산 공장이 생길 것으로 예상된다. 대기업은 설계가 가능한 중소기업을 대상으로 생산부품들을 찾아서 하나로 종합을 이룰 것이며 이것들을 적층제조기술을 통하여 설계와 검증을 이룰 수 있는 시스템이 요구된다.
중소기업은 생산 공장 구축, 품질관리의 시스템이 필요할 것이며, 이를 위한 스마트 공장이 건립과 함께 다양한 서비스 업체가 생겨날 것이다. 이들은 국내뿐만 아니라 글로벌 시장을 겨냥하는 형태가 될 것이다.
선진국에서는 이미 대기업을 중심으로 3D 프린터의 생산공장구축이 활발하게 이루어지고 있으며 서서히 중소기업 중심으로 생산 시장이 변모할 것으로 예상된다. 생산 시에 가장 중요한 분야은 품질관리다. 선진국에서는 품질관리를 위한 소프르웨어가 만들어져서 이를 실시간으로 체크하는 시스템으로 진행하고 있다. 국내에서는 아직까지 3D 프린터 산업발전이 늦은 편인데 일단 3D 프린터 산업 발전을 위하여 필요한 산업체의 수요구축이 먼저 이루어져야 한다. 그 후에는 3D 프린터 생산을 위한 스마트 팩토리가 구축되는 것이 수월해진다. 아직까지 3D 프린터에 필요한 인력이 부족한 편인데 이를 위한 정부의 지속적인 인력 약성도 뒤따라야 한다(서재창, 2019).
참고자료
곽기호박성우, 글로벌3D 프린터산업기술동향분석, 대한기계학회, 2013.
김아름, 3D 프린터 입체 설계도에 대한 저작권을 보호할 수 있는 DRM 개발, 저작권 동향, 제18호, 한국저작권위원회, 2013.
서재창, 3D프린팅 기술 경쟁력\' 인력 양성에서 시작하다, 헬로T 뉴스, 2019.
손명하, 3D 프린팅산업 시장/기술동향과 주요 산업분야별 활용사례분석, 지식산업정보원, 2013.
손재혁, 3D 프린터의 국내 활용 사례와 한계성, 한국정밀공학회지 춘계학술대회논문집, 2014.
이원희 외, 잉크젯 기술을 이용한 3차원 프린팅 공정, 한국정밀공학회지, 제23권, 제8호, 2006.
임수창, 3D 프린터 연관 산업 육성 전략 수립, 고려대학교 대학원 논문, 2014.
임용진, 미래 핵심기술 3D 프린터, 퍼플, 2015.
주승환, 3D 프린터 활용 마스터, 인포더북스, 2015.
지식산업정보원, 3D 프린팅산업 시장/기술동향과 주요 산업분야별 활용사례분석, 2013.
최성욱.황석승, 3D 프린팅 휘어짐 현상 최소화를 위한 설계, JKIECS, 2014.
CT INSIGHT, 3D 프린팅 기술동향, 한국콘텐츠진흥원, 통권 제29호, 2013.
IRS Global, 3D 프린팅(프린터,소재)시장, 기술 전망과 국내외 참여업체 사업전략, IRS Global, 2013.

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