[칼럼] 3D 프린팅, 올해도 제조업에 변화의 바람 일으킬까

2024년 새해가 밝았다. 지난 해부터 이어진 글로벌 경제 성장률 둔화와 지정학적 리스크에도 올해 3D 프린팅 업계는 견고한 성장세를 이어갈 것으로 보인다. 더욱 다양한 제조업 분야에서 3D 프린팅 기술을 채택할 것이라는 장밋빛 전망은 인공지능(AI) 기술 접목, 초개인화 시대에 따른 수요 증가, 기업들의 지속가능성 목표 실현이라는 뒷받침 요소로 힘을 받을 전망이다.

3D 프린팅 기술을 채택하는 움직임은 시장에 많은 변화의 바람을 일으키고 있다. 코로나19 팬데믹 이후 지난 몇 년간 글로벌 공급망 붕괴, 일손 부족에 따른 비용 상승 문제를 앓아 온 기업들은 이에 대응할 방안을 모색해 왔다. 최근 제조업계는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 공급망 복원과 적기 생산에 초점을 맞춘 지역 분권형 생산에 몰두하는 추세다. 이러한 움직임이 가장 두드러지는 예시로는 3D 프린팅 기술을 제조업에 접목한 적층제조(AM)가 있다. AM 산업은 업계는 원자재, 부품, 제품 생산 등 과정에서 기존 제조 방식보다 최적화된 워크플로를 제공하면서 강력한 성장세를 경험하고 있으며, 많은 산업이 주목하는 차세대 제조 트렌드로 자리매김하고 있다.

장비 생산 속도를 높이고, 최적화된 워크플로를 제공하는 3D 프린팅 기술이 급격하게 점유율을 높이고 시장을 확대해 나가는 주요한 이유 중 하나로는 지속가능성 목표를 달성하려는 기업들의 노력을 꼽을 수 있다. 하지만 여러 산업에서 목표 대비 실천되고 있는 수준이 미비하며, 이 특징은 포장재 산업에서 두드러진다. 지속가능한 제조 환경을 구축하기 위해서는 제조 공정 설계 단계에서부터 지속가능성이 고려되어야 한다. 3D 프린팅 기술은 이러한 측면에서 이미 많은 기업에서 보다 지속가능한 도구의 기능을 제공하고 있으며, 앞으로도 그 역할이 더욱 확대될 전망이다. 구체적으로 3D 프린팅 기술은 대량 맞춤 제작을 가능하게 해 폐기물을 대폭 줄이고 재활용 및 재생 가능한 재료 사용을 늘리는 등 혁신적인 환경 친화적 제조 공정을 지원하고 있다. 실제로 최근 많은 기업이 3D 프린팅 기술에 손쉽게 적응할 수 있게 되며, 기존 제조 공정의 친환경성을 높이기 위한 공정 디자인 혁신과 최적화에 속도를 내고 있다.

▲ HP의 산업용 3D프린터 젯 퓨전(Jet Fusion) 시리즈

올 한 해는 AM과 인공지능 기술이 그 어느 때보다 빠르게 발전하고 있는 만큼 두 기술이 융합되고, 보다 많은 엔드투엔드 암호화와 데이터 보안 도구를 필요로 하는 클라우드 기반 솔루션이 확대될 것으로 기대된다. AI 기술이 접목된 3D 프린팅은 디자인 전문 지식이 없는 사용자의 3D 프린팅 사용을 용이하게 할 것으로 예상되며, 특히나 초개인화 시대에 지속가능한 제품을 생산하는데 큰 기여를 할 것으로 보인다. 이 밖에도 AI 기술은 물리적 인쇄 작업 없이 3D 프린팅 인쇄 결과를 예측하고 최적화하는 물리 시뮬레이션을 제공해 생산 관리의 효율을 높이고, 적층제조에서의 사출 금형 제조 가능성을 높일 것으로 기대되고 있다.

3D 프린팅 자동화는 ‘확장성’이라는 장점으로 변화하는 소비자 선호도와 공급망 이슈에 기업들이 보다 수월하게 대응할 수 있도록 지원해, 기업의 잠재력을 최대한으로 끌어올리는 역할을 수행하게 될 것으로 예측된다. 이는 사람의 개입을 최소화함으로써 오류를 줄이는 한편 인쇄 과정 및 매개변수를 모니터링, 분석, 조정 및 최적화해 가동 시간을 극대화하는 역할을 수행한다. 단적인 예로, 비용이 많이 드는 야간 및 주말 교대 근무 생산을 줄여 비용은 절감하면서 물리적 생산 시간을 늘려 생산성을 높일 수 있는 방식이다. 이는 초개인화 시대에 극도로 복잡해진 생산, 제조 워크플로 문제 역시 효과적으로 대응할 수 있게끔 할 전망이다.

앞으로도 기업들은 소비자 선호를 충족하는 제조, 생산과 대용량 생산이라는 두 마리 토끼를 한 번에 잡기 위한 노력을 아끼지 않을 것으로 보인다. 올 한 해 최첨단 AI 기술과 접목해 시장을 더욱 확장해 나갈 3D 프린팅의 역할이 ‘불 꺼진 공장’과 같은 새로운 제조 패러다임을 구축할 수 있을지 주목해 볼 만하다.