[칼럼] 갈 길을 못 찾는 우리나라의 3D 프린팅
3D 프린팅 산업은 없다, 주력 산업의 고도화가 살 길이다
■ 주승환 | KAMUG(Korean Additive manufacturing User Group, 한국 AM 3D 프린팅 유저 그룹) 회장으로 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술 로드맵 수립위원이다. 네이버 카페 한국 3D 프린터 유저그룹을 운영하고 있으며 오픈소스 3D 프린터 윌리봇을 개발한 바 있다.
카페 | cafe.naver.com/3dprinters
2014년 이후 국내에서는 3D 프린팅 기술에 대해 수많은 정책과 정부자금이 투자되었지만, 아직도 산업이 활성화되지 않는 원인을 깊게 생각해 본 사람은 별로 없을 것이다. 3D 프린팅 기술에 수천 억원의 예산이 투입되었으며 3D 프린팅 교육을 통해 1000만 명의 인력을 양성시키겠다는 정부의 발표 등에 많은 희망을 가졌고, 실제 수많은 인력이 양성되었지만 현재 3D 프린팅 전문 인력으로 취업한 사람은 많지 않다.
국내는 가정용 프린터가 중심이지만, 해외는 많은 부분이 산업용으로 진행되고 있다. 산업용으로 생산에 들어가고 일자리가 생기고 성공하는 비즈니스맨이 생기지만, 국내는 아직 이에 대한 길이 제시되지 않아 가정용 수준에서 벗어나지 못하는 실정이다. 중국에서는 이 분야의 중견 기업이 나오고 있지만 국내 가정용 시장은 중국 제품에 밀려 고사 위기에 있다. 필자는 국내 3D 프린팅 산업의 태동에 많은 역할을 한 사람으로 아쉬움이 금할 길 없다.
미국의 경우는 주력 산업인 항공 산업에 고도화를 위해서 3D 프린팅 산업을 도입하여 생산성 향상 및 대량 생산에 들어가고 있다. 새로운 3D 프린팅 설계 기술인 DfAM(Design for Additive Manufacturing : 3D 프린팅을 위한 디자인 방식)으로 설계되어, 기능을 향상시켜서 대표적으로 적용된 것이 항공 산업에 들어가는 연료 노즐이다. 이 제품은 크게 성공하여 2015년에 상용화되었다. 연간 4만 5000개의 제품이 생산되어 우리가 타고 있는 항공기에 장착되고 있다. 우리는 메탈 3D 프린팅으로 제작한 부품을 장착한 항공기를 타고 다니는 것이다. 2015년에 1개를 시작으로 수백 개의 부품이 제작되고 있다. 이미 미국 앨라배마주의 앨번 공장은 대량 생산 체계를 확립하였다. 향후 1만여 대의 금속 프린터를 설치하고, 연간 10만 개 이상 의 부품을 들어가는 항공 여객기 엔진과 발전기 터빈에 생산, 장착하고 있다. 그 이후에 미국에서는 물론 유럽의 지멘스, 캐터필러 등이 항공기, 중공업, 발전 분야에 활발하게 적용되고 있다.
2017년 파리의 에어쇼에서 GE 항공 엔진은 이 기술로 경쟁사를 제치고 27조원 시장의 수주를 맡았고, 3D 프린팅의 시장의 규모를 단기적으로는 76조, 미래 예측은 전체 공업 생산 시장의 15% 를 차지할 것으로 예상하여 2000조의 시장을 선점하려고 발전 노력을 계속하고 있다.
3D 프린팅이 생산으로 진행됨에 따라 용어도 3D 프린팅은 일반인이 쓰는 용어가 되었으며, 산업에서는 기존 부품 생산 방식(SM : Subtractive Manufacturing)의 반대 개념으로 3D 프린팅의 새로운 정의가 만들어졌다. 3D 프린팅을 붙여서 만드는 방식의 생산 방식으로 따로 정의하여 적층 제조 방식인 AM(Additive Manufacturing)으로 해외에서는 불리고 있다. 이는 정식 용어로 사용되고 있으며, 이미 GE의 신규 사업팀은 AM의 A를 사용하여, GE Additive라는 회사명을 사용하고 있다. 디자인 방식도 DfAM으로 바뀌었으나, 우리나라는 기존 캐드 교육에 치우치고 있는 것이 현실이다. 아직도 생산의 개념까지도 못간 것이 아쉬운 현실이다.
지금은 우리의 궁극적인 방향이 어떻게 가야 하는지에 대한 깊은 고민이 필요한 시점이다. 결론은 주력 산업의 고도화이고, 새로운 3D 프린팅 설계 방식인 DfAM을 국내에 도입하여 새로운 비즈니스 모델을 창출해야 한다. 그리고 그에 대한 목표 지표는 일자리 창출이다.
우리나라는 이 산업의 초기 참여자로 우리나라가 전세계 산업의 중요한 역할을 해야 하나, 방향을 못 잡아 중추적인 역할에서 멀어지고 있는 현실을 보니 가슴이 아프다. 다시금 우리가 전세계에서 주도적인 역할을 하는 우리의 주력 산업 분야인 조선, 중공업, 발전, 의료, 주조 금형 분야 전략을 제대로 세워 진행해야 한다.
영국의 국가전략 로드맵에 의하면, 8%의 세계 시장 확보와 6만 3000명의 일자리 확보를 목표로 하고 있다. 영국은 롤스로이스의 항공엔진 산업이 있어, 셰필드 대학을 중심으로 한 AMRC(Advanced Manufacturing Research Center)에서 활발하게 인력 양성 및 제품이 생산되고 있다.
▲ 3D 프린터를 통해 생산된 항공용 및 차량용 부품(폼넥스트 2017 전시회)
우리는 아무 생각 없이 해외를 따라 하다보니, 항공 산업을 따라하다가 전세계 4%의 시장 점유율에 일자리는 하나도 생기지 않는 상황이 된 것이다. 외국에서 장비를 무작정 사주고 제대로 활용을 못 하는 한국 정부의 연구기관을 우습게 보는 것도 이러한 맥락이다. 실제 고용이 전혀 창출이 되고 있지 않은 실정이다.
3D 프린팅에 대한 우리나라 산업 육성 방법 중에 하나가 주력 산업에 3D 프린팅 기술을 도입하여 생산성이나 원가 절감을 통한 주력 산업의 고도화이다. 국내 산업에서 3D 프린팅이 쓰이지 않는 것은 주력 산업에서 3D 프린팅을 사용하지 않기 때문이다. 미국은 항공을 중심으로 3D 프린팅이 산업화가 되었다. 항공 산업이 있는 유럽, 중국, 인도, 일본 등은 자체 개발하는 항공 산업이 있어 주력 산업에서 3D 프린팅이 시작 및 발전하였으나, 우리나라는 항공 산업 자체가 대부분 하청 조립 생산에 지나지 않아 발전하지 못했다. 우리가 계속 따라하기만 한 것은 실제 산업 응용이 되지 않기 때문이다. 우리의 주력 산업에 전념을 하는 것이 필요한 시점인데, 전체적 인 산업에 대한 가이드도 없는 것이 현실이다.
3D 프린팅 산업화의 명제 아래, 한국적인 3D 프린팅 비즈니스 모델을 만드는 것은 한국의 주력 산업에 적용하는 것이다. 한국의 주력 산업은 중공업, 조선, 발전, 자동차 산업이다. 이에 대한 적용을 우리가 세계에서 먼저 시작해서 주력 산업을 고도화하는 것이다. 이런 목적 아래 최근 울산시와 한국적층제조사용자협회(KAMUG) 는 주력 산업의 고도화를 통한 AMC(Additive Manufacturing Consortium)를 조직하여, 국내 산업에서 5000개 이상 3D 프린팅으로 생산이 가능한 부품을 만드는 과정을 진행을 하려고 하고 있다.
이런 시도 중에서 가장 중요한 것으로 느껴지는 것이 소재의 국산화이다. 이유는 현재 나오는 소재는 GE의 부품 등, 항공기 기준으로 만들어진 가격의 소재로 만들다 보니, 제품은 만들 수 있으나 가격이 중공업 선박의 부품으로는 맞지가 않는 경우가 발생하여, 이제는 주력 산업에 맞는 개발을 하여야 한다. 그러나 개발을 했지만 가격이 높아 판매를 하지 못하는 상황이다. 선박에 맞는 가격대의 소재를 만들어야 한다. 우리나라의 주력 산업에 맞는 소재, 공정, 장비를 제작하는 민간 위주의 컨소시엄으로 진행해야 많은 업체가 실제 산업에 뛰어들 수가 있는 것이다.
그 외에 울산시를 중심으로 조선용 프로펠러 제작, 배에 장착, 바다에서 시운전을 진행 중이고, 2018년 초까지 완성하고, 세계 최초의 3D 프린팅 배를 만들어 전세계에서 우리나라의 기술을 알릴 계획이다. 또한 새로운 발전 방향을 전세계에 필자가 회장으로 있는 KAMUG를 통해서 국내 제조 업체와 진행을 하고 있다. 3D 프린팅에서 항공은 GE, 미국의 자동차는 로컬모터스, 3D 프린팅 건축물은 중국의 윈선과 같이 조선 선박은 한국의 울산으로 알려지게 하고, 전세계 시장 시장 점유율 4% 이상을 달성하고 3만명 이상의 고용을 창출하려고 하는 것이 필자의 목표이다.
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작성일 : 2018-02-01
