IT & Future Strategy 보고서 는 21세기 한국사회의 주요 패러다임 변화를 분석하고 이를 토대로 미래 정보사회의 주요 이슈를 전망, IT를 통한 해결 방안을 모색하기 위해 한국정보화진흥원 (NIA) 에서 기획, 발간하는 보고서입니 다. NIA 의 승인 없

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1 IT & Future Strategy 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 제4 호( ) 목 차 Ⅰ. 새로운 성장동력 프린팅 혁명 / 1 Ⅱ. 프린팅과 제조 패러다임의 변혁 / 11 Ⅲ. 프린팅 기반의 창조경제 실현 전략 / 17

2 IT & Future Strategy 보고서 는 21세기 한국사회의 주요 패러다임 변화를 분석하고 이를 토대로 미래 정보사회의 주요 이슈를 전망, IT를 통한 해결 방안을 모색하기 위해 한국정보화진흥원 (NIA) 에서 기획, 발간하는 보고서입니 다. NIA 의 승인 없이 본 보고서의 무단전재나 복제를 금하며, 인용하실 때는 반드시 NIA, IT & Future Strategy 보고서 라고 밝혀주시기 바랍니다. 보고서 내용에 대한 문의나 제안은 아래 연락처로 해 주시기 바랍니다. 발행인 : 장 광 수 작 성 - 한국정보화진흥원 빅데이터전략센터 미래전략연구부 이정아 ( , leeja@nia.or.kr) 보고서 온라인 서비스 -

3 요약 스마트 사회 메타기술, 차세대 성장동력 인 프린터 보급활용 가속화 - 80년대부터 연구된 프린터가 가격 하락과 활용 재료의 다양화, 핵심 특허 만료, 오픈소스 프로젝트로 적용 분야가 광범위해지면서 관심 집중 - 대규모 산업용 시장뿐만 아니라 오픈된 개인용 프린팅 시장이 확대 되면서 제조 절차나 비즈니스에 혁명을 가져올 것으로 예상 프린팅은 제조 절차나 제품 생산에 혁신을 가져올 전망 - 프린팅이 제조업에서 보편화될 경우 제조 절차와 생산품에서 혁신을 일으켜 제조업 전반에 커다란 변혁을 가져올 것으로 예상 - 프린터 등장은 다양한 주체가 제조업에 참여하는 계기를 마련하고, 누구나 아이디어를 실현함으로써 제조업 발전을 위한 부가가치 창출 1 (시간비용 절감) 제조 단계에서 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감 2 (정보공유 소셜 제조) 설계도 등 정보공유로 시공간을 넘는 제조 실현 3 (다품종 소량생산) 대량생산이 아닌 소량의 맞춤형 틈새시장 물건 제작 4 (생산 자유화 제조업 민주화) 누구나 창의적으로 제조하는 생산시대 도래 < 프린터 활용과 제조업 부가가치 창출 >

4 프린터 기반 제조 선진화를 위한 강력하고 적극적인 정책 추진 필요 - 프린터의 국가 간 기술 시장 격차가 큰 폭으로 심화되는 상황에서 프린터 제조시장 및 R&D 주도권을 확보하기 위한 정책 추진 시급 - 프린팅은 기술 혁신뿐만 아니라 가치사슬을 대상으로 한 비즈니스 모델 혁신이므로 창조경제 확대를 위한 기반과 원천 산업으로 육성 프린팅 산업 발전 및 확산을 위한 전략 1 프린터 기반 기술 개발 및 R&D 강화 - 장치 SW 재료 등 프린팅 산업 기술은 현재 여명기이므로 우리 기술 수준을 파악해 체계적 전략적으로 개발을 추진 2 오픈 네트워크 제조를 촉진하는 환경 정비 및 벤처 지원 - 설계도 등의 활발한 정보교환을 위한 정보 허브 기능, 네트워크 형성 촉진( 플랫폼 구축 등) 및 벤처 투자 촉진을 위한 우대제도 마련 3 체계적인 교육 시스템 구축 및 전문 인력 양성 - 제조 기술과 함께 설계 디자인 디지털 정보나 데이터 등의 기술을 모두 이해할 수 있는 하이브리드형 인재 육성 4 애플리케이션 시장 확대를 위한 환경 정비 - 프린팅 등의 디지털 제조가 기존 산업 현장에 연계적용됐을 때 부작용 이나 법적 분쟁 등이 발생하지 않도록 환경 정비와 제도 개혁 필요 5 - 기술 진화에 따른 새로운 윤리 문제에 대응 기술 혁신과 함께 나타나는 역효과를 해소하거나 최소화 할 수 있는 사회적 환경정비 및 법제도적 기반 마련, 새로운 형태의 윤리교육 필요

5 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 1 Ⅰ 새로운 성장동력 프린팅 혁명 1. 프린터 활용 가속화 및 정책 강화 스마트 사회 메타기술, 차세대 성장동력 프린터 1) 보급과 활용 가속화 80년대부터 연구된 프린팅이 제품 가격 하락과 활용 재료 다양화, 핵심 특허 만료, 오픈소스 프로젝트로 적용 분야가 광범위해지면서 관심이 집중 일본 고다마히데오가 최초 입체물 제작( 81), 시스템즈 창업자 찰스헐이 입체 모델링 인쇄기법 창안( 84) 및 특허 획득( 86), 아드리안 보이어 교수가 프린팅을 위한 오픈소스 프로젝트 시작( 05), FDM( 09) 및 SLS( 14) 방식 기술 특허 만료 - 다양한 산업분야에 적용해 생산성을 높일 수 있고, 를 포함한 입체 조형 제조 기술의 향후 발전 가능성이 높아지면서 관심이 증폭 - 즉흥적 창의적 아이디어를 간편하게 실체화 할 수 있어 개인을 포함한 폭넓은 주체가 프린터를 도구로 활용할 수 있게 되면서 저변이 확대 프린팅에 관심이 집중되는 본질적인 이유는 디지털 데이터로부터 직접 다양한 조형물을 만들어 제조업을 혁신 할 수 있기 때문이라는 것 년대 이후부터 서서히 진전되고 있는 디지털 제조 기술2)의 발전을 일시에 가속화시킬 수 있고, 기업의 수익과 경쟁력 향상에도 기여 1) 프린팅은 설계 데이터에 맞춰 컴퓨터 지시에 따라 액체 분말 형태 수지, 금속 등의 재료를 한 층씩 쌓아가는 가공 적층 방식(Layer-by-Layer)으로 입체 형상을 제조하는 기법이며, 표준화된 기술 명칭은 AM(Additive Manufacturing). 원재료를 디자인에 맞게 깎아 내거나 틀을 만들어 물건을 제작하는 절삭 제조(SM, Subtractive Manufacturing) 의 반대 의미로 해석. 프린터는 프린팅 방식으로 입체물을 제작하는 장비. 본고에서는 AM 기법의 제조 방식을 프린팅으로, 제작 장비는 프린터로 통칭 2) 컴퓨터로 디지털 제어가 되는 장치를 이용한 각종 제조 기술의 총칭. 1 NC공작기계나 machining center를 이용한 절삭 제조 기술, 2 프린팅 같은 가공 적층 방식 기술을 포함하는 AM(Additive Manufacturing) 등이 있음

6 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 2 - 대규모 산업용 시장뿐만 아니라 오픈된 개인용 프린팅 시장이 확대 되면서 제조 절차나 제조 비즈니스에 혁명을 가져올 것으로 예상 - 시장조사 업체 등은 프린팅이 다양한 산업분야에서 활용되어 정체된 제조업을 혁신시키고, 제조업의 새로운 모멘텀을 가져올 것으로 예측 (맥킨지) 12개 혁신기술 중 하나로 프린팅 지목 ( 13), 25년 경 경제적 파급효과를 2,300 억~ 5,500억 달러로 예측하고 재생에너지나 셰일가스보다 큰 경제적 파급효과를 가져올 것으로 전망 (가트너) 프린팅으로 인한 물리적 제품 생산 방식의 변화를 의미하는 디지털 산업 혁명(Digital Industrial Revolution) 이 14 년부터 본격화 될 것으로 예상( 13) ( 타임지) 12년 최고의 발명품 26종에 프린터를 포함 ( 세계경제포럼(WEF) ) 미래 10대 기술에서 프린터를 두 번째로 발표( 13) ( 이코노미스트) 프린터가 내연기관, 컴퓨터에 이어 3차 산업 혁명을 촉발할 것 ( 파이낸셜타임즈) 프린터는 인터넷보다 더 큰 영향을 미칠 것( 12) 각 국은 프린팅 활성화 정책 강화 및 제조 혁신을 위해 전력 질주 제조 강국인 미국 독일 중국 등을 시작으로 각국은 프린팅을 활용한 제조업의 새로운 혁신을 위해 산학연관이 협업해 적극 대응 - 미국이나 독일 등은 제조업 르네상스 정책을 강화하면서 디지털 기반의 첨단 제조업 확대에 집중하고 있으며, 이 가운데 프린팅을 핵심으로 포함 - 각 국은 프린터 시장과 산업을 확대하기 위해 우선적으로 민관이 협업 할 수 있는 연구개발에 투자하면서 개발 거점지역 지정 등 환경정비에 주력 국내도 프린팅 적용 분야가 증가 추세지만 미 독 영 등에 비하면 인식 부족으로 프린터 보급과 활용률이 낮은 상황( 세중정보기술 이사) - 12년 현재 프린팅 시장 규모는 약 300 억 규모로 추정, 판매 프린터 90% 가 수입품, 기술 수준은 관련 특허 기준으로 상위 10개 국 중 6위( 산업일보, 14) - 프린팅 시장성에 대한 보장이 없고, 관련 법제도가 정비되지 않아 국내 업체들이 시장에 뛰어들기 주저하는 상황( 프린팅 산업 발전전략 포럼 위원장, 14)

7 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 3 < 주요국의 프린터 기술 발전 전략 및 정책 > 국가 미국 주요 추진 정책 및 전략 AM 기술 혁신 거점(American Makes) 설치, 민간 기업은 초등학교에 프린터 보급 중서부 지역 쇠퇴 산업인 제조업을 프린팅 산업으로 재성장 시키기 위한 전략 추진 * 오바마 대통령 : 프린터는 거의 모든 것을 제조하는 방법의 혁신으로, 다양한 제조업에서 혁명을 가져올 것이다 ( 13) 독일 대학에 거점을 설립하고, 산학관 연구 개발( 디바이스 업체(EOS), 보잉 등 참여) 중국 국가 중요기술( 전략 하이테크 연구개발) 로 프린터 제시, 산학에서 연구 개시 프린터 기술산업연맹 건립 ( 12), 주요 10개 공업도시에 프린터 혁신센터 설립 추진 프린터 기술에 기초한 핵심 기술 연구 분야에 총4,000만 위안을 투자할 계획 영국 700만 파운드를 투자해 노팅엄대와 셰필드대에 프린터 연구센터 설립( 10) 일본 총 30억 엔을 투자해 프린터 연구 개발을 진행 중 * 산학연관 전문가로 구성된 新 제조 연구회 에서 프린터 정책 방향 보고서 발간( 14) 자료 : ETRI, 프린팅 관련 ICT R&D 유망 영역 탐색, 2013, 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 2014 < 프린터 시장 국가별 점유율 ( 12 기준) > < 프린터 발전 방향 > 자료 : 훨러스리포트( 13), 노컷뉴스에서 재인용 < 프린팅 용도( 11 기준) > 자료 : 훨러스리포트( 12), 매경TV에서 재인용 자료 : 신소재경제신문( 14) 에서 재인용

8 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 4 < 미국의 프린터 관련 정책 > 미국의 제조업 경쟁력 저하에 위기를 느낀 오바마 정권은 제조업 재생 계획을 공표( 12.7). < 프린팅을 지켜보는 오바마대통령 > IMI 에서는 민관학 연구원 엔지니어 기업가 학생 등이 공동 인프라를 활용해 다양한 주체와 협력하면서 혁신 제품이나 제조 기술 개발, 사업화, 인재육성 등 추진 이 중 DoD 주도 민관 공동출자로 처음 설립한 IMI가 프린터 기술을 목표로 한 NAMII(National Additive Manufacturing Innovation Institute, America Makes 로 개칭 ) 그 중 하나로 제조 혁신 기관(IMI: Institute for Manufacturing Innovation) 설립 및 그 기관의 전국 네트워크화( 전국에 15 개소 설치) 구상 발표 America Makes( 구, NAMII) 에는 85 개 이상의 기업, 13 개의 연구형 대학, 9개의 커뮤니티 컬리지, 18 개의 비영리 단체 학회가 참여 또한, 민관 협력으로 프린터를 포함한 각종 공작기계를 학습하는 환경 정비 대표적인 사업이 DARPA가 1,000만 달러를 투자해 시작한 MENTOR(The Manufacturing Experimentation and Outreach)( 부터 시작) MENTOR 는 14~ 15년 학기까지 전미 1,000 개 고교를 대상으로 공동 디자인 대회, 제조업 체험 지원 프로그램 제공 등을 추진할 계획 MENTOR 지원 프로그램 중에서도 프린터 활용에 적극적인 것은 컴퓨터 서적 출판사인 오라일리(O'Reilly ) 사가 중심이 된 Makerspaces 프로젝트 12 년부터 시작한 이 프로젝트는 초보자도 쉽게 취급할 수 있는 컴퓨터보드, 오픈 소스 마이크로 컨트롤러, 그리고 프린터를 갖춘 Makerspaces 를 고등학교에 설치, 온라인 디자인 툴을 활용해 혁신적인 제조업 교육을 지원하는 것 민간기업도 교육 분야를 적극 지원하는데, 프린터 제조사 MakerBot은 구NAMII 와 함께 공립학교( 초중교 포함) 에 프린터를 기증하는 사업 개시 < America Makes 구조 > < America Makes( 구, NAMII) 설비 > 자료 : 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 2014

9 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 5 참 고 AM(Additive Manufacturing ) 기법 AM( Additive Manufacturing) (* 본고에서는 특정 번역 용어 대신 AM 으로 지칭) 적층가공, 적립가공, 적층제조, 첨가적 제조 방식, 첨삭식 제조, 첨삭가공, 첨삭생산 등으로 불림 AM은 소상처럼 재료를 더하면서 제조하는 조형 방법 또는 그에 따른 가공법으로, 프린팅이 대두되면서 각광 받는 제조 기법 * 입체 조형기법은 재료를 더하면서 만드는 소상과 당기면서 만드는 조상으로 나뉨. 소상의 재료는 점토였지만 프린터는 수지나 금속을 사용. 최근 알루미늄이나 티타늄 합금으로 조형 가능한 장치도 개발 AM의 장점은 모델 데이터를 그대로 사용할 수 있다는 것이며, 따라서 AM은 조형물이 제작되면 추가 가공 없이 바로 실 제품으로 사용할 수 있도록 하는 것이 목표 AM의 다양한 방식 프린터처럼 얇은 수평 층을 겹겹이 쌓아 조형물을 만드는 장치는 80년대 최초 개발 90 년 무렵 수지 분말을 레이저로 용해 경화시키는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식이나 열가소성 수지로 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식 등 개발 초기 조형 장치는 컴퓨터 데이터를 입체 형상으로 빠르게 실체화해서 시제품을 만들 목적 이었으나(RP, Rapid Prototyping), 최근 장치 발달로 시제품에 한정할 필요가 없어짐 * 초기 조형 장치 용도는 공업 분야에서 형상 확인을 위한 시제품(Prototype) 제작이었으며, 이런 기술이나 장치를 RP(Rapid Prototyping) 라고 불렀음. 그러나 현재 AM 은 시제품뿐만 아니라 완제품 제작이 목표 비영리 민간 국제 표준화 기관인 ASTM(American Society for Testing and Materials)이 RP 장치의 조형 방식을 AM(Additive Manufacturing) 으로 통일해 부르기로 결정( 09) * 현재 ASTM에서는 모델 데이터를 AM 전용으로 강화하기 위해 데이터 포맷의 표준화도 진행 < ASTM이 분류한 AM의 7 가지 방식 > 종류 생산 방식 비고 Binder Jetting 액상 연결 접착제를 분말 재료에 분사해 굳히는 방식( 석고에 컬러를 프린팅 하는 방식) (* MIT 개발) - Material Jetting 분말을 분사해서 선택적으로 붙이는 방식 - Powder Bed Fusion 분말 베드에 있는 분말에 열이나 레이저 에너지를 SLS(Selective Laser 가해서 분말을 붙이는 방식 Sintering)가 대표적 Directed Energy 정확한 초점으로 에너지를 주사해서 녹여 붙이는 방식 deposition ( 주로 금속 분말을 레이저로 녹여서 하는 메탈 프린터 ) - Sheet Lamination 단면 형상에 시트 형태로 된 원료를 붙여 만드는 방식 - Vat Photopolymerization 원료를 경화시켜 만드는 방식(DLP, SLA 방식) - Material Extrusion 노즐을 통해 원료를 녹여서 분사해 만드는 방식 주 : 7 가지 방식으로 나누었지만, 30여 가지의 변종 방식이 있음 자료 : 외 각종 일간지 기사 참조 FDM(Fused Deposition Modeling) 가정용 프린터

10 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 6 2. 프린팅의 가치창출과 경제적 파급 효과 프린팅 기술은 제조업을 혁신하고 새로운 비즈니스 창출 1 프린터는 정밀 공작기계로서 제조 절차와 생산 제품을 혁신 시작품 제작이나 설계 등을 신속 간편하게 할 수 있고, 고기능 제품을 제조해서 제품의 성능과 생산성을 향상시키며, 불필요한 재료 낭비도 절감 - 형태를 제조하지 않고 조형하는 것이 가능하기 때문에 시제품 설계 변경 개발 제작이 신속하고 간편해 제조 주기가 빨라지면서 시간이나 비용에서 우위 부품간의 접합 검증, 대형 부품의 시작품 제조 설계, 소재나 크기에 영향을 받기 어려운 제어 이론의 검증을 실시할 때 유용 - 주조나 금형 등 기존 사출성형 제조 기술에서 실현할 수 없었던 복잡 정밀한 제품을 제작할 수 있기 때문에 품질이 개선되고 생산성이 향상 복잡한 제품 제조가 가능하고 인체나 자연물 등에 장착할 수 있는 부품 제조에도 활용할 수 있으며, 다품종 소량 생산에도 적합 - 복잡한 형상을 자유롭게 조형할 수 있고, 프린팅 기법의 특징을 살린 전혀 새로운 구조의 부품을 만들거나 부품 경량화 등의 실현이 가능 항공기 분야에서는 부품의 경량화가 대단히 중요한 과제이기 때문에 항공기 부품 제조 등에 프린팅 기술의 활용이 확대되는 추세 - 보청기나 의족 의수 제조, 이식용 수술 치료기기 등 작업 공정마다 다른 형상이 필요한 연속 제조, 또는 인체에 부착하는 부품 제조에서 활용 가능성 확대 프린팅 기법을 이용하면 기존에 어려웠던 입체 그물( 매쉬) 구조 제작이 용이. 입체 그물 구조는 골조직에 침입하기 쉬워 인체와의 자연스러운 접착이 가능하기 때문에 이런 성질을 이용해 프린터로 인공뼈나 인공 관절 제조 개발도 진행

11 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 7 - 프린팅 제조는 물리적 형태의 틀이 별도로 필요 없기 때문에 제품 단가가 일정해 다품종 소량생산에 유리( 기존 제조법의 경우 소량생산은 비효율). 소량이면 단시간에 제조가 가능해지기 때문에 납기 직전에도 설계 변경을 할 수 있고, 생산 직전까지 시장동향을 파악해 빠르게 제품을 제작. 소량의 맞춤화된 제품 공급이 가능해지기 때문에 인공치아 등 의료용구 제조나 양산단계에 비해 생산량이 감소하는 교환용 부품 제조에 활용 프린터로 교환용 부품 제조가 가능해지면 금형 보관 관리비 절감과 재고 감소 등의 효과가 있어서 공급망에도 변화. 자동차 내장용 부품을 필요 양만 생산할 수 있을 경우 생산비는 80%, 금형 보관비는 30~50% 이상의 절감 예상 2 개인이나 아마추어도 제조 비즈니스에 참여 특별한 부대설비 없이 가정이나 사무실에서 저가격의 프린터 한 대로 개인이나 아마추어가 간편하게 저비용으로 최종 제품 제조가 가능 즉흥적 아이디어를 저가격으로 바로 실체화해서 공유하고 다양한 커뮤니 케이션을 통해 더욱 창의적인 상품을 제작할 수 있어 제작의 시행착오도 축소 SNS 발달로 프린팅 제조 아이디어 공유와 같은 개방적인 개발 환경은 새로운 투자기법( 크라우드 소싱 펀딩) 과 결합해 산업과 사회를 혁신 < 프린팅 제조 사례 > A380( 에어버스사) 도어경첩 경량화 생체질감 조형( 수술 시뮬레이션용 인체 모델) 주문 제작 보청기 ( 귀 모양을 데이터화 해서 제작 ) 프린터로 제조한 골반뼈 인체 친화적 매쉬 구조 자료 : 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 2014

12 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 8 부가가치가 높은 프린팅 시장은 급속하게 성장할 전망 프린팅 기술의 발전은 제조업 프로세스 혁신이나 생산제품의 다양화 등을 가져오게 되고, 이에 따른 경제적 파급효과도 클 것으로 예상 - ( 직접시장 및 관련시장) 소비자용 프린터 디바이스, 재료 및 SW 시장, 개인용 출력 서비스, 부품 등 직접 조형, 교환용 부품 제조 등 프린터라는 HW와 함께 프린터가 발생시키는 새로운 형태의 제품( 또는 부품) 제조와 판매 비즈니스, 모델 디자인 설계도 등 콘텐츠의 경제성에 주목 - ( 프린터 활용에 따른 생산성 향상) 시제품 개발 절차에 활용해 연구 개발의 효율화, 제조 절차에 있어서 생산비용 절감 등 현재 프린터 활용 업종은 자동차 가전 의료기기 항공기가 약 70%를 그 외는 군사나 연구기관 등이 차지( 훨러스리포트, 12) 각 기관과 시장조사 업체들은 프린터가 개인 산업계에 폭넓게 보급 되고 활용되어 시장이 급성장하고, 경제적 파급효과도 막대할 것으로 예측 - 시장 조사업체 가트너( 17년 57억 3 천만 달러), 훨러스( 19년 133 억 달러), 컨설팅 업체 맥킨지( 25년 파급효과 2,300 억~5,500 억 달러), 일본 신제조업 연구회( 20년 직접적 파급효과 약 10 조원) 등이 프린팅 시장 성장 추이 전망 < 전 세계 프린팅 및 관련 서비스 시장 규모 전망 > 자료 : 헤럴드 경제, 프린터, 넌 못하는 게 뭐냐? ( ) 에서 재인용

13 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 9 < 업종별 프린터 활용 현황 및 파급효과 > 자동차 신차 개발에서 CAE 전후로 설계 체크, 조립 작업 확인 등( 완성차) 의뢰인에게 받은 데이터의 수정 작업 필요 파급 효과 제품 많은 종류의 시제품을 한 번에 조형할 수 있다는 점이 가장 큰 이점 최근 프린터 장치 붐이 판촉과 직결 주 : 일본의 프린터 사용 업체를 대상으로 실제 설문을 통해 조사 정리한 내용 자료 업종 활용 현황 개발 양산용 주형( 사형) 을 개발하기 위한 수지형태 조형( 주조 부품) 시제품 제작을 위한 사형을 직접 조형( 주조 부품) 파급 효과 개발 신차 개발 기간 단축( 완성차) 양산용 주형 개발 리드타임 단축 ( 주조 부품 ) 시제품 제작의 짧은 납기 주문에 대응 가능( 주조 부품) 업종 항공 우주 개발 시제품 제작( 연소 시험용 엔진 부품 등) 활용 현황 군용기의 냉각 덕트용 부품 제작 제품 제트 엔진의 연료 분사 장치, 엔진 커버용 도어 경첩 등의 일체 성형 파급 효과 개발 CAE 결과 확인에 활용해 개발 리드타임 단축과 비용절감 실현 팀원 간의 정보 공유 도구로 활용 제품 일체 성형으로 납기 단축, 비용 절감, 강도 향상 업종 IT 정보가전 케이스, 기본 파트의 시제품 제작( 원래 외주에서 내부 제조로 이행) 개발 수지 재료로 간이 형태 제작 활용 현황 생산 금속 분말로 양산용 금형 제작 제조 라인에서 사용하는 지그(jig) 제작 파급 효과 업종 활용 현황 파급 효과 업종 활용 현황 파급 효과 업종 활용 현황 마케팅 상담 도구로 조형물을 활용 시제품 제작에 필요한 시간과 비용을 크게 절감 개발 개발 단계가 활발해져서 신규 디자인에 도전이 용이 부품의 감합 상태나 간섭 상태의 확인이 용이 생산 양산용 금형의 짧은 납기, 성형 생산성 향상, 기간 단축 지그(jig) 의 일체 성형으로 비용 절감 마케팅 이용자와의 상담에서 물건의 질감 등 감성에 호소하는 것이 용이 의료기기 개발 개발용 시제품 제작 주사통 등 양산품 의치 인공뼈 인공 관절 등 제품 주문 제품 보청기 조형 주조관( 은 치아), 의치 패턴 등 제작( 의치) 개발 신속한 상품 개발( 양산품) 제품 정밀도 향상으로 재조정이나 재가공 등이 감소( 보청기) 직접 조형을 함으로써 작업 시간, 비용 절감( 의치) 금 형 개발 광조형 장치를 이용한 시제품 형태 제작 제품 AM 장치를 이용한 특수 금형 부품( 내부에 3 차원 냉각 용수관 조립) 제작 개발 개발에 필요한 트라이얼 회수 감소( 최대 5회 3~4 회) 수지 성형 부품 품질의 안정화, 생산 효율 향상 제품 금형 제작 기간 2/3, 성형 시간 30% 단축, 양산 기간 1/2 시제품 모형 제작 하청 프린터는 시제품 제작 도구의 하나로 요구에 따라 진공주형, 절삭 등으로 구분해 사용 제품 표면 연마, 도장 등에서 숙련된 직공의 처리가 필요 : 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 2014

14 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 10 참 고 프린터 개념 프린터( Printer) 얇은 막을 층층히 쌓아 올려 입체적 형상의 물건을 제작(AM 기법) 하는 기계. 주로 플라스틱 원료를 사용하는데 잉크젯 프린터와 동일한 메커니즘으로 원료를 분사해서 프린터 명칭이 붙음 잉크 역할을 하는 원료 소재와 컴퓨터 SW로 만든 3차원 설계도만 있으면 누구나 어떤 형태의 물건이라도 제작 가능 < 프린터 ( 예시 ) > 프린터 기술 입체적인 물체를 만들기 위해 원재료를 얇은 레이어로 쌓는 방법과 프린터가 원재료들을 결합시켜 물체를 만들어내는 방식 등 크게 두 가지로 구분 1 레이어로 쌓는 방식의 프린터는 주사기나 노즐을 통해 원료를 분출하는 프린터는 보통 프린터 헤드를 필요한 방향으로 안내하는 수직 수평의 레일을 따라 동작(물체의 밑그림 윤곽을 그린 후 색칠을 하는 것처럼 윤곽 채우기 진행) * 프린팅에도 디자인 파일과 원료 필요. 파일은 찰스 헐이 발명한 STL(Standard Triangulated Language)이 표준처럼 사용되지만, 헤드에 전달할 복잡한 디자인과 상세 정보의 변환이 어렵다는 것이 단점 최근 고속으로 초고해상도 물체를 인쇄하는 신기술(헬리오리소그래피(Heliolithography)) 개발 중 액체를 분출 분사하거나, 액체 원료를 짜내서 바르거나, 가루 형태 원료를 뿜어내는 방식으로 작동 2 재료를 결합시키는 방식의 프린터는 원료를 레이저 접착제를 사용해 결합하는 방식으로, 열이나 빛으로 분말이나 빛에 민감한 감광성 수지를 사용해 굳히는 방식 프린터 원료 및 적용 분야 원료는 대부분 플라스틱( 열가소성 열경화성 탄성체) 을 사용하지만, 프린터로 성형하기 어려운 금속( 강철 티타늄) 까지도 원료로 쓰기 위해 기술 개발 중 * 금속 가루를 먼저 열에 민감한 플라스틱으로 코팅한 후 레이저를 이용해 선택적으로 융합 시키거나, 노즐로 금속을 압출하거나 레이저로 직접 원료 분말을 융합하는 단계 등으로 발전 최근 금속, 세라믹, 플라스틱으로 교정기나 보청기, 뼈 등이 제작되고 있지만 세포 프린트가 가능한 바이오 소재까지 나올 경우 의료계는 프린팅으로 혁신이 이뤄질 전망 적용 분야는 산업디자인, 보석, 제화, 건축, 엔지니어링, 건설, 자동차, 항공 우주, 치의료, 교육, 지리, 토목, 전자기기, 군수품 등 산업 전반으로 확대 소비자 취향에 맞춰 제품을 개량하거나, 소비자에게 최적화된 소량 주문생산이 일반화 될 전망( 초기에는 액세서리나 인테리어 용품 등 맞춤형 소량생산 제품이 주류를 이룰 전망) 자료 : 이코노믹 리뷰( 외 각종 일간지 기사 참조

15 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 11 Ⅱ 프린팅과 제조 패러다임의 변혁 1. 디지털 제조업의 새로운 총아, 프린터 프린팅은 제조 절차나 제품 생산에 혁신을 가져올 전망 프린팅이 제조업에서 보편화될 경우 제조 절차와 생산품에서 혁신을 일으켜 제조업 전반에 커다란 변혁을 가져올 것으로 예상 - 제품 설계 정보를 원형대로 로 표현할 수 있어서 설계가 고도화 되고, 제조 단계에서 누구나 설계도를 쉽게 이해할 수 있고 검증도 가능 기존에 방대한 시간이 필요했던 유체 해석 시뮬레이션도 프린팅에 의한 실물 검증이 가능해지면서 최적치를 설계 정보에 반영 - 시제품을 빠르게 제조해 개발 초기에 소비자 기호를 파악함으로써 상품 판매 가능성을 판별하거나, 실물을 통해 소비자와 구체적 커뮤니케이션이 가능 - 프린팅의 특징이 활용되는 분야가 확대되고, 기존 공법으로 어려웠던 부품 제조 등이 가능하게 되며, 다양한 소재를 결합해 새로운 상품을 제조 프린터 등장은 새롭고 다양한 주체가 제조업에 참여하는 계기를 마련 하고, 누구나 아이디어를 실현함으로써 제조업 발전을 위한 부가가치 창출 - 프린터는 디자인만 있으면 손쉽게 시제품을 제작하고 오류 수정도 할 수 있기 때문에 저렴한 초기 투자비용으로 기술 개발이 가능 - 특별한 제조 설비가 있는 공장 등의 장소가 필요하지 않고 프린터만 으로 누구나 제조가 가능해 제조업 문턱이 낮아지고 활성화에도 기여 3 차 산업혁명의 특징은 누구나 기업가가 되어 혁신적 아이디어를 제품으로 만드는 것이며, ( 그런 차원에서 ) 프린터는 3차 산업혁명의 주인공이다 ( 제러미 리프킨)

16 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 12 프린팅은 제조 혁명과 함께 새롭고 창의적인 고부가가치 제조 실현 1 ( 시간 비용 절감) 제조 단계에서 소요되는 시간 비용의 획기적 절감 - 제조에서 프린팅이 가장 많이 사용되는 단계는 시제품 생산으로, 프린터로 샘플을 제작, 문제점이나 개선점을 확인해 비용을 절감 - 시제품 제작 시 금형을 만들어야 하는 방식을 개선해 엄청나게 소요되었던 비용을 절감하고, 곧바로 시제품을 만들어 확인함으로써 개발 시간 단축 이태리 스포츠카 업체는 시제품 제작에 4달 동안 4만 달러가 소요됐으나 프린팅으로 시간과 비용을 20 일, 3 천 달러 수준으로 낮췄고, 스포츠용품 제조업체는 12명이 시제품을 개발했지만 프린터 도입 후 필요 인력이 2명으로 감소했고 제작기간도 4~6주가량에서 1~2주로 절감( 신소재경제신문, 13) 프린팅 기술을 활용할 경우, 반복적인 디자인 수정이 용이해 제품 - 디자인에 소요되는 시간을 1년에서 3개월 정도로 단축 가능( 산업일보, 14) 프린팅 제품은 소비자에게 전달되는 과정에서 공장과 유통채널이 차지하는 비중을 줄이고, 생산과 소비 주체간의 경계를 파괴( 제일기획, 14) 2 ( 정보공유와 소셜 제조 ) 설계도 등 정보공유로 시공간을 넘는 제조 실현 - 해당 업계 전문가나 내부자만 접근 가능했던 지식이 산업 전반에 확산되면서 제품 서비스 개발 과정에 비전문가나 외부인들의 참여를 개방 유도 - 프린팅으로 제작된 신제품을 타분야 전문가나 대중 등 많은 사람과 공유 검증해 수정 보완하고 제품으로 생산하면 훨씬 효율적으로 신제품 개발 - 프린트 설계도 디자인 등의 자원과 결과를 오픈소스로 개방하면 어디에 누구든 파일을 공유, 시간 물리적 공간을 초월한 제조가 가능 - 단순히 소비자의 아이디어를 제품에 적용시키는 수준을 넘어 개인의 제품 생산 능력 자체를 핵심 요소로 삼는 공익캠페인과 신제품 개발에도 참여 프린터 사업가, 로봇개발자, 신경과학자가 참여하는 구호 활동 NGO 인 낫임파서블은 남수단 내전 피해자들에게 프린팅 의수 기술을 전수하는 다니엘 프로젝트 추진

17 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 13 3 ( 다품종 소량생산 ) 대량생산이 아닌 소량의 맞춤형 틈새시장 물건 제작 - 대량생산과 소비의 시대에서 다양한 개인 욕구를 충족하는 맞춤형 생산 소비 시대로 변해가면서 프린터의 역할은 비약적으로 확대 - 소량제품을 위한 금형 제작은 상당한 비용이 발생하지만 프린팅은 커스터 마이징을 위한 별도 비용이 발생하지 않기 때문에 소량 주문형 상품 제조에 유리 - 대량 생산이 어려운 맞춤형 의료기기, 제작 시 생산비용은 감소하고, 취향에 맞춘 제품 등의 틈새상품 안정성 측면에서 소비자 만족도는 증가 4 ( 생산 자유화 제조업 민주화 ) 누구나 창의적으로 제조하는 개인 생산시대 도래 - 대량생산된 기성품에 만족하지 못했던 소비자가 특별한 기술 없이 프린터로 아이디어와 필요를 반영한 제품을 직접 만들어 사용하는 일이 현실화 - 셀프 제작자들이 온라인이나 공용 공간에서 소통 협업해 창의적 결과물을 만들고, 아이디어가 담긴 설계도면과 콘텐츠 등의 창조적 지식물 도 거래 - 제조 진입장벽이 낮아져 프린터를 생산적 취미 활동에 이용, 단순한 취미를 넘어선 비즈니스로 발전시켜 개인 사업자 및 1 인 기업으로 성장 (Maker Movement) 완성된 실물 재화뿐만 아니라, 개인이 만든 제품이나 창조적 지식물도 거래 되어 제조의 민주화(Democratization of Production) 실현( 크리스 앤더슨) < 프린터 활용과 제조업 부가가치 창출 > 자료 : 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 내용 재가공

18 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 참 고 14 신비즈니스 : 모델 설계도 거래 장터 및 정보공유 플랫폼 쉐이프웨이즈(Shapeways) 2007년에 설립된 네덜란드 쉐이프웨이즈는 프린터 장비를 제공하고 설계도와 프린팅 제품 판매를 중개하는 대표적인 온라인 프린팅 서비스 사업자 모델 데이터를 보내 원하는 물건을 프린팅 할 수도 있고, 수많은 디자이너나 아티스트, 일반인이 올려놓은 작품을 프린팅해서 구입할 수도 있는 마켓 쉐이프웨이즈는 단순히 프린팅만 해 주는 곳이 아니라 원하는 모델로 작품을 프린팅 할 수도 있고, 만든 작품을 판매도 할 수 있는 마켓플레이스 * 쉐이프웨이즈는 구글이나 스카이프에 출자한 유명 투자가들로부터 300만 달러 자금을 조달( 13.4 현재) < 셰이프웨이즈의 프린팅 앱 > 자료 : 내용 캡처 및 편집 다양한 모델 데이터 제공 플랫폼 <Thingverse(미국)> <CGTrader(리투아니아)> <Yeggi(독일)> <Sculpteo(프랑스)> <Cubify.com(미국)> 메이커봇이 운영하는 품질이 우수한 전문가용 프린트가 가능한 고품질 프린트가 시스템즈의 큐브 모델 데이터 공유 모델 데이터 판매 무료 데이터와 툴 가능한 시리즈 판매와 커뮤니티 스토어 정보 제공 데이터 제공 모델 모델 데이터 제공 자료 : 각 사 사이트 등 IT & Future Strategy(4호)

19 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 프린팅 제조 영역 확대 및 생산 혁신 프린팅 제품 제품 내용 < 환자 맞춤형 인공 머리뼈 이용, 두개골 복원 > 국내 최초로 프린터를 이용, 환자 맞춤형 인공 머리뼈 이식 수술에 성공( 의료기기 업체 메디쎄이와 신촌 세브란스병원 협력) < 의수( 좌) 및 의안( 우) > 다니엘 프로젝트 로 남수단에서 프린터로 제작된 의수 프린팅으로 제작한 여러 색깔의 의안( 영국 프립 디자인사와 맨체스터메트로폴리탄대학 협력) * 통상 4880달러 의안을 프린팅으로 163 달러에 제작 < 명화( 좌) 및 건축물( 우) > 유화 질감과 붓터치를 프린팅으로 완벽히 재현, 전세계 어디서나 제작 가능( 러시아 프렉셀) 프린팅으로 제조한 건축물( 중국 잉추앙 신소재 주식회사) * 노동력 80%, 재료비 60% 절감, 공기 70% 단축 < 아이스크림( 좌) 및 피규어( 우) > 미국 MIT 대학생들이 프린터로 만든 아이스크림 스캐너로 촬영한 모습을 프린팅을 통해 피규어로 제작( 한국후지필름과 포디웰컴 협력) < 게임기( 좌) 및 세라믹 도자기( 우) > 닌텐도의 게임기 ' 게임보이' 를 본떠 프린터로 제작한 'PiGRRL' 게임기(Adafruit Industries) 세라믹 프린팅으로 제작한 도기 ( 이스라엘 Studio Under) < 로켓엔진( 좌) 및 제트엔진( 우) > NASA의 프린팅 로켓엔진 부품( 좌) GE의 프린팅 제트엔진 부품( 우) < 우주비행사 시트 > 프린터로 제작한 우주선 선저우 10 호 의 우주 비행사 시트( 중국 텐진대학 쾌속성형센터)( 좌) * 우주비행사 몸을 100만 곳 정도 치수를 측정해 제작 시트에 앉은 선저우 10 호 우주비행사 모습( 우) < 치아 모형( 좌) 및 치과 기공물( 우) > 프린터를 이용해 치아 모형 제작( 일본 덴타스) * 기공물 설계는 해외에서 하고 일본에서는 프린터로 보형물을 생산해 치과에 발송하는 비즈니스 모델 구상 중 프린터로 인쇄한 치과 기공물 형상( 일본 덴타스) 자료 : KBS 파노라마 등에서 재인용

20 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 16 < 프린터로 출력한 조형물이 예술작품으로 진화 > 해외 미술계에서는 하는 작가가 지속 증가 프린터로 작업 미국 작가 프랭크 스텔라는 2000 년대 중반부 터 프린터 사용. 작가 네리 옥스만은 프린팅 작품을 뉴욕 현대미술관(MOMA) 에서 전시 네덜란드 반고흐미술관은 일본 후지필름과 반고흐 작품 해바라기 등을 질감과 색채 그대로 재현( 일부 작품은 고가에 판매) < 독일 출신 작가 올리버 그림의 작품 게임즈 > 향후 미디어아트를 하는 작가들은 프린터 사용이 자연스러운 일이 될 것 전 세계적으로 프린터와 예술을 결합하는 작업이 이뤄지고 있는 상황에서 국내 미술계와 작가들도 관심을 보이고 있는 상황 ( 자료 : 국민일보( 14)) < 프린터와 보석 패션 전통공예의 콜라보레이션 > 일본의 프린트 서비스 업체는 세계에서 처음으로 프린터와 전통공예, 남염을 융합한 액세서리 시리즈를 프린트 제품으로 주문받아 제작 및 판매 프린팅 기술과 전통공예의 기예를 조합한 제품 개발은 세계 최초의 시도 제품 생산에 프린팅 기술을 활용하며, 재고를 두지 않고 완전 수주생산이라는 새로운 스타일로 판매 < 액세서리 제작 과정 및 단계 > 1 디자인 2 스타일링 3 프린트 4 남염 시험 5 작품 완성 자료 :

21 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 17 Ⅲ 프린팅 기반의 창조경제 실현 전략 1. 새로운 제조업의 출현과 창조경제 확산 프린팅은 디지털 데이터 를 물리적 콘텐츠 로 변환시키는 혁신적 제조 방법 프린팅은 이른 기술 개발에 비해 아직 활용이 초보 수준이고, 보편적 상용화에도 분명히 한계가 존재하지만 잠재적 가능성이 무궁무진한 기술 - 많은 장점에도 불구하고 조형 속도나 조형물의 강도 크기, 표면 해상도, 활용할 수 있는 재료의 다양성 관점에서 프린팅은 현실적으로 많은 한계가 존재 - 그러나 디지털 데이터를 물질로 변환 시키는 프린팅의 매커니즘은 단순히 제조의 혁신을 넘어 산업 전반에 지각변동을 가져올 가능성도 충분 - 프린터는 제품 생산 혁신의 촉발, 고부가가치 부품 제조, 바이오 의료 콘텐츠 분야 등에서 신성장 동력을 창출할 수 있는 잠재력 보유 프린터는 누구나 아이디어만 있으면 공유 협업을 통해 새롭고 획기 적인 제품과 비즈니스를 발굴할 수 있는 창조경제 활성화 촉진의 도구 - 디지털 제조 기술의 보급이 부가가치의 원천을 변화시켜 나가는 상황에서, 프린터는 개인의 아이디어를 고부가가치화 할 수 있는 유용한 기술 - 프린터 개발 생산뿐만 아니라, 프린터가 발생시키는 새로운 형태의 제품 부품 제조, 유통 판매 비즈니스, 설계 콘텐츠 등이 창조경제를 견인 - 프린터는 다양한 분야에서 활용이 가능하고, 맞춤형 제품 생산 벤처 나 1 인 기업 등이 양산되는 소셜 제조업을 확산시켜 일자리 창출을 촉진 프린터는 기업에서 도입이 증가하고 있지만, 머지않아 컨슈머 시장이 프린터 출하를 견인할 전망(Canalys 시니어 어널리스트 Tim Shepherd)

22 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 18 프린터 기반의 제조 선진화를 위한 강력하고 적극적인 정책 추진 필요 산업계에서 이미 혁신을 불러오고 있는 프린터는 개인용 가정용 제품의 생산 보급의 확산과 더불어 급속하게 진화하고 발전하는 상황 프린터가 대두된 최근 5 년 간 기술 시장 격차가 큰 폭으로 심화되는 상황 에서 프린터 제조시장과 R&D 주도권 확보를 위한 정책 추진이 시급 미 독 등 각국이 프린팅 정책을 강력하게 추진하는 이유는 제조업 부흥과 선진화, 일자리 창출 등과 더불어 기술과 시장을 선점하고 주도하기 위함 프린팅은 기술 혁신뿐만 아니라 가치사슬을 대상으로 한 비즈니스 모델 혁신이므로 이를 창조경제 확대를 위한 기반과 원천 산업으로 적극 육성 - 프린터 스캐너( 제조업) 와 프린팅( 서비스업), 재료 디자인(SW) 산업의 동반육성과 함께 - 프린팅 산업은 프린팅 관련 산업 전반을 포괄하는 생태계 구축 무한한 가능성을 보유하고 있고, 파급효과가 크기 때문에 제조 고부가가치화와 고용 창출을 위해 창조경제 정책과 연계해서 추진 프린팅이 2025년 무렵에는 3.2억 명의 글로벌 제조업 고용과 11조 달러의 글로벌 제조업 GDP 를 창출할 것( 맥킨지) < 인터넷 진화에 따른 프린팅 진화 전망 > 자료 : SIGMAXYZ, 일본 新 제조연구회 보고서 별첨자료( 발표자료 등) 에서 재인용

23 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 프린팅 산업 발전 및 확산을 위한 전략 1 프린터 기반 기술 개발 및 R&D 강화 장치 SW 재료 등 프린터 산업 기술은 현재 여명기이므로 우리가 보유한 기술 수준을 파악해 체계적 전략적으로 개발을 추진해 나가는 것이 필요 우리나라 프린터 산업의 과제는 제작 속도 단축( 현재 20cm, 반나절 소요 수분~1 시간), 소재 다양화( 플라스틱 중심 바이오, 나노 등), 정밀도 향상( 현재 0.01~0.5mm 나노 수준), SW 와 디자인 기술 점유율 확대 등(MeCONOMY, 14) 프린터 기술을 실용화하기 위해서는 1 정밀도나 속도, 크기 등의 기본적 요구에 부합한 장치 개발, 2 가공 시 수정이나 파라미터 설정을 하는 SW 개발, 3 소재 개발 등을 일체화해서 동시에 추진하는 것이 중요 우리나라 중소기업 친화적으로 프린터 기술 개발은 중소기업이 주축이 되고 있기 때문에 R&D 인력과 예산을 지원해야 하고, 핵심 전략 기술이나 선도적 기술에 대한 정부차원의 보호 보안대책이 시급 2 오픈 네트워크 제조를 촉진하는 환경 정비 및 벤처 지원 개방된 네트워크를 통해 다양한 주체가 프린팅 기반 제조에 참여할 경우 개인이나 벤처 등이 아이디어나 창의력을 발현하는 데 문제가 발생 하지 않도록 지적 재산권이나 제조물 책임 등의 관점에서 검토 필요 - 일반 개인이나 디자이너 등 폭넓은 주체가 다양한 아이디어를 기반으로 적극 제조에 참여할 수 있도록 환경을 정비하고 정돈해 나가는 것이 중요 - 새로운 시장 형성을 저해하지 않도록 데이터의 유통도 데이터 전체의 문제로 파악하고, 법제도와 라이센스 등의 문제를 해결해 누구나 쉽고 편리하게 사용하도록 제공하는 것이 필요

24 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 20 프린터 기술 개발 확대 등 새로운 움직임을 가속화 시켜 나가기 위해서는 협업 네트워크화 가 중요 - 폭넓은 관계자 간의 정보교환이 원활히 진행되도록 정보의 허브 기능, 소프트한 네트워크 형성을 촉진( 플랫폼 구축 등)하고, 제조 협업 네트 워크화 를 통해 유기적으로 연계되도록 지원 방안 마련 - 새로운 프린팅 제조 기반의 혁신을 촉진할 수 있도록 지역별 거점 이나 클러스터 등을 마련하고 최첨단 기술을 지역 중소기업이 활용하기 쉽도록 환경 정비 및 지원 제조 네트워크 시대에는 아이디어 실체화와 빠른 상품화, 제조업 참여 장벽이 낮아지면서 제조업에 벤처가 중요한 플레이어로 부상할 전망 - 따라서 아이디어 기반의 창업을 확대할 수 있도록 벤처 투자 촉진을 위한 우대제도 마련 및 벤처와 대기업의 제휴 촉진을 도모하는 것이 필요 - 프린팅 각 요소기술 분야에 정부가 중소기업 친화적으로 R&D 인력과 예산을 지원하는 것도 중요 3 체계적인 교육 시스템 구축 및 전문 인력 양성 초중등학교에 입체 인지 능력 향상이나 프린터를 보급해 3 차원 제조에 대한 관심을 높이고, 인재 육성과 교육 프로그램 도입 3차원에서의 창조성 육성을 도모하기 위한 미국은 제조 체험을 위해 1,000 개 고교를 목표로 프린터를 포함한 공작기계를 보급하고, 민간 기업은 모든 공립학교( 초중학교 포함) 에 프린터 도입 지원 제조 지식만으로는 설계 정보를 고도화가 어렵기 때문에 제조 기술과 함께 설계 디자인 디지털 정보나 데이터 등의 기술을 모두 이해할 수 있는 하이브리드형 인재 육성

25 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 21 4 애플리케이션 시장 확대를 위한 환경 정비 프린팅 기술 기반의 혁신이 촉진되면 디지털 제조 기술이 도입되는 시장 ( 애플리케이션 시장)도 동시에 발전하고 해당 시장 그 자체가 더 크게 변화 예를 들어, 의료 분야는 CT 단면 데이터를 3 차원 데이터화해서 병리 진단 검사 능력을 향상시킬 수 있고, 동시에 인공뼈 등의 조형물을 제조해서 수술 시뮬레이션이나 의학 교육 등으로 응용 범위를 확대할 수 있음 이처럼 디지털 제조 기술이 의료 현장 등에 적용됐을 때 부작용이나 법적 분쟁 등이 발생하지 않도록 안전성을 확보하면서 새로운 기술의 보급이나 혁신이 진행되도록 환경 정비와 제도 개혁 필요 5 기술 진화에 따른 새로운 윤리 문제에 대응 프린터 등 새로운 기술의 부상과 발전의 이면에 나타날 수 있는 사회적 이슈와 문제점, 역기능, 윤리 문제에 대한 대응 방안 마련 필요 웹에 프린팅용 총기류 제작 설계도 파일을 공개, 누구나 다운받아 총기를 제작하는 문제가 사회적 이슈로 부상 ( 미국영국일본 등). 미 국무부는 사안의 심각성과 파장을 고려해 국제 무기거래 규정에 어긋난다며 웹에서 설계도를 내리도록 지시 기술 혁신과 함께 나타나는 역효과를 해소하거나 최소화 할 수 있는 사회적 환경정비 및 법제도적 기반 마련, 새로운 형태의 윤리교육 등이 시급

26 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 22 < 주요국의 프린터 연구개발 현황 > 구분 영국 미국 독일 대만 중국 전국에 기술혁신센터 설치, 제조업 부활 정책은 리쇼 The new High-Tech Strategy 경제부, 공업기술원이 레이저 과학기술부가 14년에 전략 네트워크화 계획을 발표 어링 촉진책, 제조 혁신 2020 공표( 10.7) 기술 클러스터로 레이저 하이테크 연구 개발 진용 제조업 ( 10.10) 정책 등 두 가지 밸리 구축을 계획 강화로 Break through를 Photonics Research Germany 관련 정책 기술혁신센터를 Catapult 로 정책 일환으로 전국 각지에 실현해야 할 중요 기술의 : Light with a Future 정책 명명 제조 혁신 기관 창설 제안 하나로 부가 제조 기술 제시 수립( 12.1) 전국 Catapult 센터 네트워크 제조 혁신기관(IMI) 설립, 연구 개발 거점으로서 대만 신죽의 공업기술연구원 국가 중점 대학인 서안 제조기술 연구개발 거점 AM 기술 연구개발 인재육성 ( 현재 7 개 거점 ) 설치에 4 년간 2억 파운드 계상 최초 센터로 고부가가치 제조 Catapult 설치( 11.10) Manufacturing Technology Centre(MTC) 가동( 11) MTC 에서는 고부가가치 제조 분야 제조 프로세스( 부가 제조 포함) 를 특화 21 개 공립학교 ( 중고교 ) 대상 수업에 프린터 사용 프로젝트 실시( 12~ 13) 향후 50 만 파운드를 투자, 60개 학교에 프린터 보급 예정 전국 네트워크화 구상을 밝힘 NNMI에 신규 10억 달러 예산을 강구한다고 공표( 12.3) IMI는 전미 각지에 최대 15곳을 설치할 계획 AM 기술과 관련된 IMI로 서 National Additive Manufacturing Innovation Institute(NAMII) 설치( 12.8) 연방 정부는 약 3000 만 달러 투자. 여기에 더해 산업계, 학계 등의 조직에서 약 4000만 달러 거출 정부가 1000 만 달러 투자, 공작기계 ( 프린터 포함) 를 전국 고교에 보급 목표( 10.10) 민간분야에서는 공립학교에 프린터를 배포하는 MAKERBOT ACADEMY 가 있음 Fraunhofer-Gesellschaft 08년 Paderborn 대학에 Direct Manufacturing Research Center(DMRC) 설립. 13 년에 1100 만 유로 계상 Fraunhofer Institute for Laser Technology 에서는 레이저 응용으로서 제조기술, 계측 기술 등 연구 SLM 에 의한 Rapid Manufacturing 등 연구 정부 이니셔티브로서 청년 대상 Make Light 제시 이니셔티브에서는 직업훈련 학교 학생이 스캐너, 프린터 등의 사용법을 배우는 환경 제공을 제시 자료 : 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, 2014 (ITRI) 남분원에 레이저 적층 조형 산업 클러스터 설치( 12.7) 3차원 적층 조형 전용의 레이저 기술, 적층 조형 산업용 애플리케이션 연구 촉진 교통대학( 섬서성), 화중 과학기술대학 ( 호북성 ), 세이카 대학( 북경시) 등 3개 대학 에서 80년대부터 AM 기술 연구 추진 최근에는 그 외의 대학에 서도 연구 개시 AM 관련 산업과 연구 기관이 프린팅 기술 산업 연맹 발족( 12) 세계 프린터 기술 산업 대회 개최( 13 년 북경 개최, 14 년 아오시마 개최 예정) 일부 학교에서 프린터 를 이용한 교육 개시

27 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 23 참고 자료 [1] 한국기계연구원, 글로벌 프린터 산업 기술 동향 분석, 기계기술정책, No [2] 일본 新 제조 연구회, 프린터가 창출하는 부가가치와 두 개의 제조, [3] 관련 웹사이트(Accessed : ~07)

28 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 24 IT & Future Strategy 보고서 제1 호( ), LOD 기반의 데이터 관리 패러다임 전환 전략 제2 호( ), 인더스트리 4.0과 제조업 창조경제 전략 제3 호( ), 초연결 사회 도래와 사이버물리시스템(CPS) 제4 호( ), 프린팅 기반의 제조 혁명과 창조경제 실현 1. 본 보고서는 정보통신진흥기금으로 수행한 정보통신 방송 연구개발 사업의 결과물이므로, 내용을 발표할 때는 반드시 미래창조과학부 정보통신 방송 연구개발 사업의 연구결과 임을 밝혀야 합니다. 2. 본 보고서 내용의 무단전재를 금하며, 가공 인용할 때는 반드시 출처를 한국정보화 진흥원(NIA) 이라고 밝혀 주시기 바랍니다. 3. 본 보고서의 내용은 한국정보화진흥원 (NIA) 의 공식 견해와 다를 수 있습니다.