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의료∙항공∙건축∙패션에서 활약… 3D 프린팅 사례 8선

2020-05-08

코비드-19 팬데믹에서 3D 프린팅 기술이 장비를 신속하게 설계하고 제조하는 데 사용되고 있다.

3D 프린팅은 일반적으로 디지털 청사진을 부가적인 재료로 3차원의 객체로 변환하는 프로세스를 말한다. 기업은 소규모 프로토타입을 위해 계획 단계에서 이 도구를 사용할 수도 있고, 다른 프로토타입을 사용하여 도구를 개발하거나 설계할 수도 있으며, 일부는 3D 프린팅을 통해 전체 엔드투엔드 설계 프로세스를 실행할 수도 있다.

최근 몇 년 동안 3D 프린팅의 기술적 기능이 저렴해지고 널리 보급되었지만 3D 프린팅 프로세스는 최초의 적층 제조 장비가 개발된 1980년대로 거슬러 올라간다.

지금까지 사용된 독창적인 3D 프린팅 사례를 알아보자.

1. 의료

의료는 3D 프린팅으로 전환되고 있으며, 코비드-19 발생과 관련된 문제에 신속하게 대응하기 위해 영국 전역에 적용되는 애플리케이션이 있다.

영국 텔퍼드에 본사를 둔 리코 3D(Ricoh 3D)는 지난주에 코비드-19로부터 보호하기 위해 NHS 직원에게 일주일에 4만 개의 3D 프린팅 안면 보호대를 제공할 것이라고 발표했다.

이 회사에 따르면 3D 프린트 실드는 장기적인 비용을 절감하는 재사용 가능한 솔루션을 제공할 것이라고 한다.

리코 3D의 적층 가공 및 성형 전문가인 마크 디킨은 “기존의 보호 장비로는 간호사 얼굴에 상처가 나고 멍이 든다는 보고를 받았다”라며 “코로나바이러스와의 전쟁 최전선에 있는 직원들은 12시간 교대 근무가 끝날 때 얼굴이 아프고 부어오르지 않으면서도 잘 싸우게 됐다”라고 말했다.

공중 보건 조직을 지원하는 다른 3D 프린팅 회사에는 의료 서비스 종사자를 위한 개인보호 장비(PPE) 부족을 해결하기 위해 설립한 에듀메이커(Edumaker)와 투카봇(Tocabot) 같은 신생기업이 포함된다.

한편, IBM은 의료 종사자를 위한 3D 프린팅 페이스 바이저를 만드는 직원 중심 프로젝트를 발표했다. 초기 단계에서 20개의 바이저가 사우샘프턴대학병원 직원에게 전달되었으며 현재 300개가 넘는 바이저가 개발 및 배포되었다.

바이저는 3D 프린팅 프레임, 아세테이트 시트, 프레임을 고정하는 탄성 스트랩의 세 가지 구성 요소로 구성된다. 처음에 IBM 직원은 자체 생산해 개발했지만 대량 생산을 위해 고펀드미(GoFundMe)에서 크라우드 펀딩을 요청했다.

NHS는 2017년 브리스톨에 기반을 둔 신생벤처인 오픈바이오닉스(Open Bionics)와 협력해 어린이를 위한 3D 프린팅 생체공학 의수를 테스트하기 시작했다.

보철물에 3D 프린팅을 사용하면 가볍게 만들 수 있을 뿐 아니라 일반적으로 최고 6만 파운드에 이르는 가격을 5,000파운드로 낮춰 비용을 절감해준다는 의미다.

3D 프린팅은 복잡한 수술의 사전 계획 단계에서도 유용하다. 이식 수술 시 외과의사를 돕는 방법으로도 사용되었다. 가이즈 앤드 세인트 토머스(Guy’s and St Thomas)의 NHS 파운데이션 트러스트(NHS Foundation Trust)는 스트라타시스의 다중 소재 3D 프린팅 기술을 사용하여 신장 이식 수술에 성공했다.

2. 항공우주

ⓒGetty Images Bank

영국의 신생벤처인 SYS 시스템즈(SYS Systems)는 항공우주를 시작으로 여러 산업에서 3D 프린팅 솔루션을 제공하고 있다.

이 회사는 FDM(Fused Deposition Modeling)이라는 기술을 사용하여 항공우주 안전에 필요한 난연 특성을 가진 강력하고 내구성 있는 열가소성 3D 모델을 만든다.

SYS 시스템즈에 따르면 FDM 기술은 수분을 흡수하지 않는 온도, UV, 화학, 환경 저항성 열가소성 수지를 생산한다.

3. 항공

3D 프린팅은 항공 및 제조 산업에서 많은 기회를 제공했으며, 이 기술을 활용하여 많은 유명 기업들이 이점을 얻었다.예를 들어, 핀에어(Finnair)는 에어버스 A320 항공기에서 소량 생산에 3D 프린팅을 사용했다.

이 항공사는 3D 프린팅된 스페이서 패널 부품을 기내에 넣어 기내 상단의 짐칸을 채우고 패널 내부에 간격을 만들었다.

독일의 산업 제조 회사인 지멘스는 머티리얼 솔루션(Material Solutions)과 손잡고 영국 우스터(Worcester)에 3D 프린팅 공장을 설립하기 위해 2,700만 파운드를 투자하겠다고 밝혔다. 항공 3D 프린팅을 연구하게 될 이 공장은 지멘스가 적층 제조의 성장을 수용할 계획으로 50개 이상의 일자리가 생겨날 것으로 기대된다.

4. 엔지니어링

ⓒWilliams F1

3D 프린팅은 여러 가지 방법으로 엔지니어링 산업에도 큰 영향을 미쳤다.

영국의 포뮬러 원(Formula One) 자동차 경주 회사인 윌리엄스 F1(Williams F1)은 3D 프린팅을 사용하여 경주용 자동차의 일부 부품과 풍동 테스트용 모델을 위한 부품을 제작한다. 이 기술은 기능이 얼마나 잘 작동하는지에 대한 빠른 응답을 제공하여 부품 개발 시간을 단축해 준다.

윌리엄스 F1의 팀장인 리처드 브래디는 <테크월드>에 “우리는 폴리머 3D 프린터를 프로토타이핑에 사용한다. 따라서 대부분 작업은 풍동실험을 위한 것이므로 실제로 60% 모델에 고정된 부품을 만들고 풍동실험에서 작동하는지 확인하는 것이다”라고 말했다. 

브래디는 “엔지니어가 설계한 부품이 CAD 시스템에서 예상한 부품인지를 확인할 수 있도록 다른 부품도 마련했다”라고 덧붙였다. 

이밖에 BT는 2017년에 엔지니어링 아이디어를 빠르게 현실화하는 방법으로 3D 프린팅을 시험하기 시작했다. 이 통신사는 도로의 캐비닛에 새로운 회로를 쉽게 추가할 수 있는 케이블 스레딩 바늘 같은 프로토타이핑 도구를 활용해 각 가정에 광섬유 케이블을 공급하는데 드는 프로토타이핑 툴로 비용을 절감했다.

5. 건축

3D 프린팅은 건축을 혁신했다. 심지어 3D 프린팅 주택이 곧 주류가 될 수도 있다. 건축회사인 두스 아키텍츠(Dus Architects)는 네덜란드 암스테르담에서 3년간의 연구 및 디자인 프로젝트의 일환으로 ‘3D 프린팅 커널하우스’를 만들었다.

운하를 따라 지어진 커널하우스에는 주택 조립 전에 각 방이 각각 3D 프린팅으로 만들어졌다. 20피트(약 6m) 높이의 3D 프린터인 카머마커(KamerMaker)는 주택 개발에 사용된 제품이다.

6. 자동차

3D 프린팅은 자동차 생산에 혁명을 일으키고 있다.

로컬 모터스에서 개발한 전기차 ‘스트라티(Strati)’는 ‘세계 최초의 3D 프린팅 전기 자동차’로 알려졌다. 시카고에서 개최된 2014년 국제 제조 기술 전시회에서 첫 선을 보인 이 자동차는 44시간만에 3D 프린팅으로 완성됐다. 

2018년 3D 프린팅 자동차 제조사 MINI는 고객이 손잡이나 측면 플레이트 부품 같은 자체 자동차 부품을 만들 수 있도록 사용자 지정 서비스를 시작했다. 부품은 카본(Carbon), EOS, HP와 협력하여 전문 서비스를 사용하여 사용자 맞춤 인쇄된다.

자동차 제조사인 다이버전트(Divergent)는 3D 프린팅 접합으로 새로운 자동차 제조 방법을 개발했다. ‘노드’라고 하는 이 방법에는 3D 프린팅 알루미늄 노드가 포함되며 3D 프린팅 탄소 섬유와 결합된다. 다이버전트는 이 기술을 사용하여 ‘블레이드’ 슈퍼카와 ‘단검’ 오토바이를 제작했다.

7. 패션

패션 산업도 3D 프린팅으로 전환했다. 2017년 4월 아디다스는 실리콘밸리 신생벤처 카본과 파트너십을 체결하여 3D 프린팅된 밑창이 있는 트레이닝화를 출시했다.

경쟁사 나이키와 뉴발란스는 3D 프린팅을 실험했지만 이 기술을 사용하여 프로토타입만 개발했다.
닥터숄(Dr Scholl)은 신발 안창의 대량 맞춤화를 위해 3D 프린팅을 사용하는 또다른 신발 브랜드다.

닥터숄은 3D 프린팅 회사인 위브(Wiivv)와 협력하여 고객 발을 스캔한 후 스캔 및 매핑 기술을 사용하여 밑창을 맞춤 제작하는 데 도움이 되는 앱을 제공한다.

8. 교육

학생들의 창의력과 문제 해결이 3D 프린팅으로 향상되었다.

공학과 같은 과목에서 디자인 전공 학생들은 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입을 인쇄할 수 있다. 이에 대한 데모는 이미 전 세계 일부 기관에 도입됐다.

2013년 영국 정부는 STEM 과목의 교육을 강화하기 위한 3D 프린터 프로그램을 발표했다. 발표 후 21개 학교에서 프로그램이 시행되었다.

그 이 3D 프린팅은 중고등학교에 배포되어 학생들이 실생활에서 객체를 디자인하고 테스트할 기회를 얻게 됐다.

‘CREATE’ 교육 프로젝트는 2014년 영국에서 교사들에게 자원, 수업 계획, 프레젠테이션을 제공함으로써 3D 프린팅을 커리큘럼에 통합할 수 있도록 하기 위해 설립되었다.

*이 기사는 ‘항공∙의료∙건설∙자동차 등 산업 곳곳에 파고든 3D 프린팅’에서 업데이트해 작성됐다. ciokr@idg.co.kr

기사출처 : IT WORLD from IDG
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