S18-09 www.iitp.kr 2018년 12월 10일 4차 산업혁명시대에서의 프린팅 산업 동향과 시사점 안기찬 수석
1. 4차산업혁명시대에서의 프린팅현황 1 2. 프린팅시장및기술현황 12 3. 프린팅관련주요국정책 20 4. 국내외 프린팅주요기업 25 5. 프린팅수요기업설문조사결과분석 33 6. 제언및시사점 36 참고자료 37
주요내용. 全세계적으로미래유망기술로선정되어지속발전이예상되었던 프린터분야는미국, 중국, 독일등의해외국가는제조업혁신을주도하고있으나국내는전반적으로더딘성장을하고있는현실임. 정부에서지난 16년 산업활성화법을시행하여매년정부차원의추진계획을발표하고있으나높은해외기술의존도, SW 의확대미비, 제조업에서의활용저조등으로인해본격적인산업활성화는저조. 이에해외선도시장의기술및기업현황을점검하고국내산업과의비교분석을통한향후전망을검토해보고자한다. 글로벌 프린터시장은 2020년 177억달러로연평균 66% 성장할것으로전망되며, 프린터보급대수는 22만대에서 675만대로급증할전망이며보급형 프린터에주로적용되는 FDM 방식의프린터가가장빠르게증가할것으로예상된다( 가트너, 16). 프린팅시장은미국(1 위, 39.3%) 과독일(2 위, 9.2%) 의점유율이가장높으며, 이들국가는원천기술확보, 산업용장비및부품생산등이활발하나, 한국은 1.8% 의점유율에불과하며, 외산프린터의존도가높은현실(73%) 이다. 최근스마트제조확산과함께 프린팅산업은 프린팅 1가격하락, 2재료의다양화, 3 메탈 프린터확대, 4프린팅속도향상, 5의료/ 바이오 프린팅확산, 6출력물품질과정확도향상, 7 프린팅의대량생산가능환경조성등의이슈가있으며, 기술적으로는 1제조공정의혁신과메탈 프린터기술적용확대, 2 바이오/ 의료등생명공학기술산업혁신주도, 3건설산업의공정혁신주도, 프린팅기술과로봇제작공정에접목, 마지막으로개인용 프린터판매백만대를돌파하여본격확산중이다. 그러나, 출력물결과신뢰성보장을위한표준마련, 적층제조와후가공시환경문제발생, 여전히높은장비및생산비용, 사용자교육과전무인력부족, 프린팅적층제조기술에대한복합한지적재산권문제등의한계가존재하고있다. 정책적제언 국내 프린팅산업활성화방안 4가지는국내산업을활성화시키기위해서는 1일반 프린팅분야활성화확대지원 2의료등가시적성과가나오는분야에대한선택과집중이필요하며, 3전문인력양성과관련제도및규제의재검토등이우선적으로시행되어야한다. 이와함께 4 차산업혁명시대에 프린팅산업이제조분야의성장을이끌핵심기술로부각되고있으나아직까지산업초기단계이고소규모시장이나기술개발투자를통해전통제조업의혁신을주도할수있도록지원필요하다. 우리나라는 프린팅중 HW부분은후발주자이나우리나라의강점인 SW 와바이오/ 의료/ 제조등우리나라산업이경쟁력이있는분야로의선택과집중육성이필요하다. 마지막으로장비와소재를동시에지원하는방안이필요하다. 사업은키덜트(kidult) 시장이활성화되면서 프린팅을통해사실적이며정교한제품생산이가능해졌다. 제품이개인화및다양화되어 디자인관련일자리창출효과도내고있다. 또한크라우드소싱을통한 콘텐츠시장이형성되면서개인소유 프린터판매를촉진하는상황도 프린팅에대한관심을높이고관련서비스도활성화될것이다.
1 프린팅산업현황 가. 배경 기대와달랐던 프린팅산업현황, 국내외업계실적부진 2012 년미국저널리스트트리스엔더슨이 메이커스 를통해누구나기술을대중화 와새로운산업혁명이일어나고제조의민주화까지를언급하면서주목받기시작 특히, 2014 년미국의시장조사기관이가트너가 IT 트랜드를주도할핵심기술중 하나로 프린터를포함시키면서전세계적으로본격적관심도고조 이후 2013 년오바마전미국대통령은 프린터가향후지금까지모든분야의생 산방식을바꿀잠재력을가졌다고언급하면서관련업계주가가상승 하지만 프린팅산업의장비및소재의가격문제, 느린프린팅속도, 제한된크 기와활용범위한계등의단점이부각되면서관련업계의실적도급락하며부진 - 2014.1 월부터 2016.2월까지글로벌 프린터제조기업인스트라타시스 (Stratasys) 社와 시스템즈社의주가가 90% 이상급락($133.65 $15.61) 4 차산업혁명시대의주역으로써다시부각하고있는 프린팅 산업 사물인터넷, 빅데이터, AI 등을통한제조업의디지털화는소비자맞춤형소량생 산과유통등아이디어를신속히구현할수있는 자리매김 프린팅이핵심구성요소로 - 산업내에서스마트제조업, 스마트팩토리가확산되는가운데 프린팅이다품종소 량생산, 재조업의서비스화에적절한해결책으로각광 - 최근佛 sculpteo 社에따르면독일산업현장에서시제품제작관련 프린팅활용비 율은 23% 에이르고있다고발표(2017) 맞춤형제조업시대도래와함께 프린팅기술의지속발전등이재도약요인 - 더딘 프린팅산업수요에도불구하고 프린터보급은가속화고있으며, 프린 터가격도대당평균가격이 6,297 달러( 15 년) 에서 2,615 달러( 18 년) 로낮아지고있으며, 프린팅원천기술특허가만료되면서시장이확대기대 - 메탈프린팅등산업계의수요가지속확대되고있으며, 최근산업용로봇에 프린팅시스템을적용하여 프린팅기술의한계를극복중 1
표 1 4차산업혁명과 프린팅관련업계전문가의견 분야 아밋드로 ( 나노디멘션 CEO) 마우리지오코스타베버 (DWS CTO) 아비레이첸탈 ( 엑스포넨샬웍스회장) 알렉스라루미에르 (HP 아태지역디렉터) 전략목표 - 프린팅은 인더스트리 4.0 개념을완성하는기술로구체적인맞춤형제품을빠르게만들수있다는점이핵심 (2018.6.27.) - 산업현장에서는 AI를통해제품의무게를줄이면서강도를늘리고부품을단 순화하는설계를하고 프린팅을통해이를출력하는식의기술융합이이 뤄지고있다 - 프린팅의이점은여러진보된기술과최적화된기술을통해제품을경량화한다는점이며설계분야에서많은발전이이뤄지고있다. 앞으로 AI 빅데이터등다른기술을이용해맞춤형생산의비용이저렴해질것 (2018) - 프린팅은인더스트리 4.0 의일부이며자동화, AI, 빅데이터들과결합해변곡점을만들것 자료 : 인사이드 프린팅컨퍼런스 (2018.6.27.) 토론내용재구성 글로벌 프린팅선도기업의영업실적향상과함께 2016 년을정점으로꾸준한상 승세 - 글로벌 1 위, 2 위업체인스트라타시스 (Stratasys) 社와 시스템즈 ( Systems) 社의주가 가연초대비 55% 와 61% 상승하였으며, 2017년에는영업이익이흑자전환 - 프린팅속도의개선과소재의다양화, 스마트팩토리의확산등산업용수요확대와함께 프린팅산업다시관심고조 - ExOne, MGI Digital Technology, Proto Labs, Materialise 등 프린터제조중소 기업의영업실적도개선 그림 1 주요 프린터제조기업의주가비교 ( 가) 주요 프린터업체주가추이 ( 나) 프린터선도기업의영업이익비교 자료 : Bloomberg, 2018 2
- 메탈프린팅등산업계의수요가지속확대되고있으며, 최근산업용로봇에 프린팅시스템을적용하여 프린팅기술의한계를극복중 표 2 프린팅산업의변화요인 1 가격하락 2 재료의다양화 3 메탈 프린터확대 4 프린팅속도향상 5 의료 / 바이오 프린팅확산 6 출력물품질과정확도향상 7 프린팅의대량생산가능 자료 : Sculpteo, 2018 글로벌기업의 프린팅산업진출및 프린팅기업과의제휴확대 최근 HP, GE, 지멘스등의글로벌업체도 프린팅시장에진출하였으며, 글로벌 업체의성장드라이브에따란 프린팅시스템도입이늘어날전망 - HP, GE, 지멘스등은기본적으로고객사, 외부업체와의개방형협력모델로 프린 팅사업전개 - HP는 2016년일반 2D 프린터의최강자 HP가 프린터를출시하였고정교함과신속 성을배가시켜최종부품을가공할수있는산업용 기존제품보다출력속도가 10배가량빠른 프린터출시 프린터에집중할예정이며, 최근 - GE는이미항공기엔진용연료노즐을 금속프린팅기술로생산하고있고, 차세대 보잉 737에장착되는엔진생산에도 프린팅제작부품사용 - 또한, 2016.9 월 Arcam, SLM Solutions Group 등의 프린터제조업체를 14억 달러에인수하여 17년에매출액의 17% 증가 시트라타시스 -지멘스간디지털팩토리와 프린팅솔루션통합파트너십체결하고 프린팅기반온라인협업플랫폼출시(2018 년말) 예정 - 이번협약은전통적인제조공정에 프린팅기술을적용하여하나의공정으로통합하 는데의의가있으며지멘스의 SW에스트라타시스의 프린팅제조기술이결합하여제 품의기획/ 개발/ 생산까지의프로세스를간소화가능 프린팅산업을넘어, 4D 프린팅으로의진화모색 프린팅에서 4D 프린팅으로진화중 - 4D 프린팅은 프린팅기술에 시간 이라는 1 차원(dimension) 을추가하한개념으로시 간경과와온도변화등특정상황에서 4D프린팅출력물의외형과성질이변화하는프리팅 - 2013년미국 MIT 자가조립연구소의스카일러티비츠교수가 4D 프린팅의출현 이라 는제목으로테드(TAD) 에서강연하면서세상에알려짐 - 최근에는패션, 디자인, 의료, 인프라등다양한분야에서혁신제품을하나둘씩선보이 고있으나아직까지장기적관점에서논의되고있음 3
스마트소재를활용한새로운기술이나아직은연구단계수준 - 스마트소재는형상기억물질처럼열이나물, 습도, 등특정외부조건에서모습이변하 는소재를의미하여형상기억물질처럼열이나물, 온도에따라형상변화 - 미국 NASA 는특수금속소재를사용해우주복, 우주선을보호하는도구로 4D 프린팅 기술을개발중이매 프린팅산업이미래에 4D 프린팅으로전환예상 H.264 코덱으로표준영상(640 360) 을녹화할경우, 초당 0.4Mbps, 1시간 195MB 가필요 - 셋째, 기밀성이요구되거나내부규정때문에클라이언트데이터를외부로반출하기어 려운경우로, 기업기밀정보, 개인생체/ 의료정보, 개인프라이버시정보등이이에 해당 예를들어, 주요순간을자동으로촬영하는인공지능카메라 구글클립스 는몰래카메라로활용되는것을막기위해클라우드로사진정보를전송하지않고기기자체에서인공지능연산을처리 - 넷째, 개인이나특정장소의요구조건에맞춤화 / 최적화될필요가있는경우로, 자율주행 차, 로봇, 스마트토이, AI 스피커등지능형가전등이이에해당 - 다섯째, 네트워크연결이물리적으로불가능해반드시에지디바이스에서인공지능처리 를해야하는경우로, 우주탐사, 심해탐사, 선박, 비행기등이이에해당 그림 2 4D 프린팅구조물과시제품 ( 가) 美 NASA가개발한 4D 프린팅구조물 ( 나) 입자단위로자가변형하는 4D 프린팅구조물 자료 ( 다) KIST가발명한 4D 깁스 ( 나) 美너브시스템의 4D 프린팅드레스 : 매일경제, NASA 4
나. 프린팅의개념 ( 개요) 프린팅은분말, 액체, 고체형태의특정소재를 프린터를통해분사및 적층하여 3차원형태의입체물을제작하는것을의미 ( 특징) 프린팅은전통제조방식인절삭가공을 3차원의복잡한복합형상제조문 제를극복하기 3차원으로특정물건을인쇄하는시스템 - 구현하고자하는물체를 3차원디지털도면을통해가상의물체로디지털화한후매우얇 은단면( 약 0.015~0.10mm) 을한층씩형상을쌓아결과물인쇄 - 적층제조(Additive Manufacturing, AIM) 라고도불리며, 입체물을기계가공등 을통하여자르거나깍는절삭가공(Subtractive Manufacturing) 제조방식과반대 되는개념 - 일반공정에서는복잡한과정을거쳐야생산이가능한모형이나내부에공간이있는구 조등의제품을한번에생산가능 그림 3 프린팅의과정 자료 : 한국문화산업협동조합, 2017 ( 구성) 프린팅산업은장비, 소재, 소프트웨어, 서비스로구분됨 - 프린팅산업은규모의경제를달성하기위해상당한규모의노동력이나자본없 이도소비자의요구사항을만족시킬수있으며, 유연한기술을바탕으로동일한장비, 재료, 프로세스를활용해다양한종류의제품을생산가능 - 프린팅산업을공급만관점에서구분하면장비, 소재, 소프트웨어산업으로나눌수있 고, 프린팅기술을이용해제품을제작하거나서비스를하는업체를별도로구분 5
표 3 공급만및공정관점에따른 프린팅산업구분 분야 주요내용 프린터 - 접착제분삭방식, 재료분사방식, 분말소결방식, 고에너지직접조사방식, 압출방식, 광조 형방식, 시트적용방식프린터 소재 - 금속, 세라믹, 고분자, 창의소재, 생체적합성소재, 하이브리드스마트소재등 소프트웨어 서비스 - 위상최적화설계, 격자구조설계, 메시오류수정, 서포트생성, 슬라이서, 장비컨트롤러, 공 정화적설계 sw, 가상프로토타이밍툴, 형상검색 SW, 디자인/ 콘텐츠지적재산권관리, 프린터용임베디드 SW, 하드웨어제어기술등 - 프린터로시제품또는완제품설계도, 스캔파일을이용해완제품을출력해주는출력 서비스와출력물을이물질제거, 표면가공, 도색및마감처리등의후공정을서비스를대 행서비스포함 자료 : 한국투자증권자료 (2017) 재가공 맞춤형제작방식에적합한 프린팅기술은다양하게활용 - 현재 프린터의주용도인시제품제작이외에제조공정에사용되는도구를 접제작하는제조용툴링시장이빠르게확대되고있음. 직 - 또한, 의족과의수같은의료용보조기구와스마트케이스처럼소비자분야의맞 춤형생산에도 프린터가다양하게활용될것임 - 프린팅을통해생산의효율성을높여비용을절감할수있고맞춤형생산이 능해짐에따라수요확대가가능해지며, 전자, 항공, 자동차, 의료, 교육등전통 산업의재도약기회를제공하고기술집약형산업구조화게기여할것임 가 6
프린팅 SW ( 개요) 프린팅용 SW는 프린팅워크플로우에따라크게 설계 SW와출력 준비 SW로구분할수있으며, 각단계마다별도의 SW 제품군으로구분될수있음 그림 4 프린팅 SW 범위및프로세스 (STL 파일) 모델링단계와머시닝단계사이에전달되는데이터형식으로, CAD 데이터가아닌폴리곤메시(Polygonal Mesh) 데이터 ( 출력코드파일) 머시닝단계와모니터링단계사이에전달되는데이터형식으로, 프린터장비에따라지원되는형식이다른기계코드 자료 : 전자부품연구원, 2018 프린팅용 SW는 프린팅워크플로우에따라크게세단계모델링 ( -머시닝 - 모니터링 ) 로구분할수있으며, 각단계마다별도의 SW 제품군으로구분될수있음 그림 5 모델링프로세스 자료 : 전자부품연구원, 2018 7
국내 프린팅용 SW 기술은아직초기단계이며대부분이외산에의존 그림 6 프린팅용도별 SW 구분및제품들 자료 : IITP, 2018 프린터 ( 개요) 프린터는일반적으로 FDM, SLA, SLS 등의방식이있지만보급형으로 쓰이는대부분의 프린터는 FDM을가장많이사용 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식: 필라멘트를녹여한줄씩쌓아올리는 방식으로가격이저렴해가장많이활용되는 프린팅기술 - FDM은 프린팅의기본방식으로 Startasys 社스가개발하였으며, 소재를가늘게뽑아 한줄씩쌓아올려원하는형상을만드는방식 그림 7 FDM 방식 자료 : 스트라타시스, 2017 ( 가) FDM 출력방식 ( 나) FDM 방식의 프린터 8
SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식: 美 Systems 社개발한최초의 프린터방식으로인쇄출력물의품질은우수하나별도의후가공처리필요 - SLA 방식은 Systems 社가처음고안한광경화성액체수지가담긴수조에레이저를발 사해굳게하는방식으로재료를적층하며액화상태의레진이나왁스를사용해출력하 며, 생산품질이우수하여고가의 프린터에대부분채택 그림 8 SLA 방식 ( 가) SLA 출력방식 ( 나) SLA 출력방식의 프린터자료 : Systems, 2018 SLS(Selective Laser Sintering) 방식: CO2 레이저를금속분말에쬐어응고 적층시키는방식으로가격이비싸나플라스틱에서금속까지광범위한재료로높은품질의출력물을얻을수있어향후 프린팅방식의표준기술이될가능성이높음 그림 9 SLS 출력방식 자료 : 한국투자증권, 2017 ( 가) SLS 출력방식 ( 나) SLS 방식의 프린터 9
DPL(Digital Light Processing) 방식: 빔프로젝터에서출력물이미지를직접투 사해출력하여정밀도가우수하나사용가능한재료및출력크기가제한적임 - 빔프로젝터를재료에직접적으로투사하면서뛰어난정밀도와세밀함을갖춘출력물을기대 할수있어대량생산이가능한것이최고의장점 그림 10 DLP 방식 ( 가) DLP 출력방식 ( 나) DLP 방식의 프린터자료 : ATO, 2018 P(Three Dimensional Printing) 방식: 잉크젯프린팅방식에석고가루를활용 하여프린팅하는방식으로본딩액을분사해굳히는방식 - 프린팅특성상모든색감이표현가능하며별도의지지대를생성할필요가없으며주재 료인석고가루가다른플라스틱, 금속재료에비해저렴하나석고기반이라 족하며외부적충격으로쉽게파손되는단점 탄력이부 1995년 Z Corporation 에서 P라는명칭으로특허출원됐으나이후 Systems 社에합병되어 CJP라는기술로명칭변경 그림 11 P 방식 자료 : 한국투자증권, 2017 ( 가) P 출력방식 ( 나) P 방식의 프린터 10
MJP(Multi Jetting Printing) 방식: SLA방식과 CJP 방식의혼합된방식 - 다양한분출구모형출력방식으로 MJM 방식이라고도불리며프린터의노즐로부터 재료와지지대가될왁스재료를동시에분사한뒤이두재료를 을제작하는방식 UV로경화시켜제품 - 곡선처리가뛰어나정밀도가가장뛰어난기술로평가되며광경화성수지를사용하기때문 에투명한조형물을제작가능하나재료및기기의가격이높은편이며강도및내열성 이약해온도에서변형가능 그림 12 MJP 방식 ( 가) MJP 출력방식 ( 나) MJP 방식의 프린터 자료 : 한국기술, 시스템즈, 2018 인쇄하여쌓은방식에따라분사형, 압출형, 소결형등으로분류 표 4 인쇄방식에따른분류 기술명기술원리적층방식 FDM (Fused Deposition Modeling) * 응용수지압출조형방식 SLA (Stereolithography) * 광경화수지조형방식 SLS (Selective Laser Sintering) * 선택적레이저소결방식 LOM (Laminated Object Manufacturing) * 적층물제조방식 EBM (Electron Beam Melting) * 전자빔용해방식 DMT(Laser-aided Direct Metal Tooling) * 레이저가열증착조형방식 자료 : IITP, 2018 재료에열을가해녹인후노즐을통해재료가면서쌓이는방식 나오 강한자외선이나레이저로순간적으로재료가굳게하여쌓는방식으로얇고미세한형상제작가능 대량의작은플라스틱분말세라믹금속, 유리분말등을레이저로녹인뒤응고시켜입체적으로형태를만들어가는방식 디자인한모델의단면모양대로잘려진종이, 플라스 틱, 금속판등을접착한채로쌓이게하여형태를만드 는방식 전자빔을통해금속파우더를녹여티타늄소재의고강 도제품조형방식 레이저등의고출력에너지를통해재료의분사와동시에재료를완전히녹여서결합시키는방식 분사형 (Jetting) 입출형 (Extrusion) 광조형 ( L i g h t Polymerized) 소결형 (Sintering) 층층형 (Laminated) 소결형 (Sintering) 고에너지형 ( Directed Energy Deposition) 11
2 프린팅시장및기술동향 가. 프린팅시장규모 ( 해외) 글로벌 프린팅시장은 2022년까지 262억달러로연평균 27.6% 씩고성장 전망 (Wohlers Associates, 2017) 글로벌 프린팅시장은 2017 년 94억달러에서 2022 년 262억달러로연평균 27.6% 씩성장예상 - 동기간 프린터보급대수는 22만대에서 675만대로급증할전망이며보급형 프 린터에주로적용되는 FDM 방식의프린터가가장빠르게증가할것으로예상 - 글로벌 프린팅시장은빠른성장세에도불굴, 기계설비시장에비하면여전히규모 가작으며, 금속을이용한 프린팅시장은일반기계설비시장의약 10% 차지 美, 獨, 中등의국가가세계 프린팅시장점유율이높고제조기업들의 프 린터지속도입중 - 프린팅시장은항공우주, 자동차, 의료분야를중심으로많은기업들이의욕적으로도입 해성장하고있으며, 2019 년까지전세계제조업체의 25% 이상이 프린터를도입할것 으로예상 그림 13 프린터기술별시장규모 ( 가) 프린팅시장규모 ( 나) FDM 방식의 프린터보급이대부분자료 : Wohlers Associates, 2017 프린팅시장은미국(1 위, 39.3%) 과독일 (2 위, 9.2%) 의점유율이가장높으며, 이들 국가는원천기술확보, 산업용장비및부품생산등이활발한반면, 한국은 1.8% 의점유율 (11 윌) 12
그림 14 국가별 프린팅시장점유율 자료 : Wohlers Associates, 2017 글로벌 프린팅시장의산업활용분야를살펴보면, 기계(18.8%), 항공우주 (18.2%), 자동차 (14.8%), 소비재 / 가전(12.8%), 의료/ 치과(11.0%) 분야중심으로활 용중이며, 사용용도는부품제작, 맞춤조립 시제품제작, 교육연구개발 順 ( 국내) 국내시장은 2022년 1 조원시장규모로성장전망(Wohlers Associates, 17 년) 국내 프린팅시장은 2017 년전년도 (2,971 억원) 보다 16.8% 증가한 3,469 억원이 며 2022 년까지 24.1% 연평균성장률을보이며 1조원규모로성장할것으로전망 - 국내 프린팅시장은교육기관중심으로보급형 프린터의수요가급증하고 모델일을위한 스캐너등의매출이증가하면서지속적인성장세를유지중 - 국내보급형 프린터시장현황은 2016년 244.1 억원에서 2017년 418.7 억원으로 71.5% 성장 그림 15 국내산업용 프린팅시장전망 자료 : MarketandMarkets, 2017 13
(SW) 글로벌 프린팅 SW 시장은 2028년 9.7천억원규모로성장전망 (IDTechEx, 18 년) 세계 프린팅 SW 시장은 2018 년 1.3천억원규모로 2028 년까지연평균 22% 씩성장 전망 그림 16 프린팅 SW 시장전망 자료 : IDTechEx 프린팅소재동향 최근글로벌 프린팅소재시장은메탈의활용증가와제조현장으로의적용확대중 그림 17 글로벌 프린팅소재시장의트랜드 ( 가) 프린팅시장의주요이슈 ( 나) 세계 프린팅소재사용변화* 자료 : Market Research Future, Sculpteo, 2018 * 세계 프린팅소재사용변화 관련연도별숫자는중복음답한값을포함한숫자임 14
나. 최신기술동향 프린팅최신기술변화의특징 인더스트리 4.0 등의제조혁신과함께메탈 프린터활용확대 - 특히금형산업은 프린팅기술을가장효율적으로사용하는대표적분야로기존의 조업전통생산방식 ( 금형제작 사출/ 프레스가공 조립및제품생산 ) 을단순화가능 ( 설계 프린터 제품생산 ) 제 그림 18 산업용메탈 프린트 자료 : 지멘스, 2017 바이오프린팅바이오 / 의료등생명공학기술산업을혁신중 - 현재바이오분야 프린터는주로치과임플란트, 틀니, 보청기와같은신체보조 기기와의족과의수, 인공뼈와인공관절등을제작중이며, - 특히보청기의경우현재 프린터로제작된수가전세계에약 100 억개를기록하며, 기 존의료용신체보조기기의시장판도선도 - 최근에는 MIT에서여러개의예방접종을한개의백신으로제공하는 프린팅백신을 개발. 특히백신의선량을수용할수있는 마이크로입자개발 그림 19 바이오 프린팅기술현황 자료 ( 가) MIT가개발한 프린팅백신 ( 나) 프린팅적용인공장기기술 : 글로벌첨단바이오의약품코디네이팅센터 (2016), MIT(2017) 15
프린팅기술의건설산업의혁신주도 - 기존 프린터에건설현장에적용하여시멘트를적층으로쌓아벽면조립, 교각건설등의 실제콘크리트구조물을사용하는 프린터개발 그림 20 프린팅의건설산업적용사례 자료 : CyBe Construction, 2017 프린팅기술과로봇제작공정에접목 - 로봇을 프린터를활용하여제작하는최첨단기술확보. 프린팅기술을활용하여 로봇의각종근육, 뼈, 관절등을만들고로봇을완성하는기술개발완료 ㅊ 프린팅의로봇에적용사례 자료 : ALLP, 2017 개인용 프린터판매백만대돌파 - 2014년아마존이 프린팅스토어를개설한이후 2017년에개인용 프린터판매 가백만대를돌파. 16
- 일반소비자를위한시장에서도 프린터가성공적으로정착해나간다는것을의미 그림 22 프린팅기술및서비스체계 ( 가) 아마존의 프린팅트럭시스템 ( 나) 美미네소타대학이개인용 프린터로개발한인공눈 자료 : 아마존, 미네소타대학, 2018 프린팅기술의한계 반복출력시동일한인쇄출력물생산과신뢰성보장을위한표준마련시급 - 프린팅은, 엔지니어가단일품목을저렴하게제작할수있게해주는반면상시적 프린팅인쇄물에대한품질보증이때때로차이가나는기술문제발생 - 즉, 많은제조업체와개인이 프린팅으로생산된부품이나제품이모두동일한프린 터또는여러지역에걸쳐일관적인품질, 강도및신뢰성낮음 - 이의해결을위해미국제조 &ANSI 적층제조표준협력(AMSC) 은결과물의항상일정 한품질의인쇄물을생산해낼수있도록표준화작업논의중 적층제조와후가공시환경문제발생 - 프린터에서가장많이사용되는재료인플라스틱필라멘트는품질이좋고저렴하지 만, 폐기물을매립지에버려져플라스틱사용을자제하는최근의환경운동에악영향 - 또한, 프린팅의과정에서에너지의과도한사용문제발생 - 프린터는동일한무게의제품을만들때사출성형보다약 50~100 배더많은전기 에너지를소비하고레이저직접금속증착기는전통적인기계보다수백배나많은전기 사용한다는연구결과를최근에발표 - 또한, 가정과사무실환경에서신속한시제품제작과소규모제조를위해사용하는개인 용데스크톱 프린터는실내에서장기적으로몸에해로운나노크기입자방출하는 실내공기오염으로인한인체피해우려 17
여전히높은장비및생산비용 - 최근 Stratasys Direct 社 (stratasys 자회사 ) 가실시한연구에따르면 프린터사용자 가가장우려하는것은장비비용으로밝혀짐 - 플라스틱으로인쇄하는것은쉽고저렴한게장점이나, 대기업에서요구하는금속프린터 는수만달러의비용들며, 금속프린터를사용시인쇄속도가여전히느림 - 기존제조방식과는달리 인쇄를이용해특정제품을대량으로생산하는비용이높고시간이 많이듬 - 아직도오늘날금속프린터는프린팅하는데며칠이걸리며, 특히금속파우더를사용하 는기계도시간당 5~40Cm 밖에인쇄하는기술적한계 프린팅기술에대한사용자와제조자의인식차이 - 프린팅기술이확산됨에따라기계설계, 성능및조작에대한전문지식을갖고사 용하는직원의부족으로인한인쇄물오류및프린터오작동발생 - 적층제조가일반화되려면제조업체는 프린팅전문엔지니어를고용또는직원 교육에시간과비용투자가필수로요구되나산업현장에서는이를꺼림 위탁 - 매사추세츠공과대학과조지아공과등의일부대학에서는실제교육을전문화하는 프린팅연구소를개설하여별도의교육전담 프린팅적층제조기술에대한복합한지적재산권문제 - 적층제조설계는누구나언제든지인쇄할수있으므로지적재산권문제가발생할소지 가많음 - 원하는품질이나설계와다른해적판또는무허가설계를인쇄할경우, 설계자에대한 책임문제와보안문제발생 - Deloitte 는 " 현재일부총기조립품을공개적으로 프린터로인쇄하여사용가능하나 법적으로부적합한일반이이불법적으로사용할경우에대한책임소재도명확화되지않고 있음 국내 프린팅기술격차 최근전문가대상인터뷰를통해국내 프린팅기술을전망한연구결과 ( 프린 팅이주요산업에미치는영향과대응방안 ) 에따르면국내 프린팅기술은최고 선진국인미국과의전반적인기술격차가 2.9년으로발표 - 장비, 소재, 소프트웨어중미국과의격차가가장많이벌어지고있는분야는소프트웨어분야 ( 美대비 36.3% 수준이며 ) 2025 년이되어도동분야의기술격차가여전할것으로예상 - 2025 년까지가장많은기술발전이이루어질분야도 프린팅소프트웨어분야로전망됨 18
표 5 국내 프린팅기술수준 분야 세부분야 미국대비수준 (%) 현재 2025 상승폭 (%) 대형구조물용프린터 36.8 75.2 36.4 복합가공용프린터 36.4 68.2 31.8 장비 공정혼합용다중복합 SLS 프린터 41.2 69.4 28.2 고속/ 고정밀광조형프린터 49.4 77.6 28.2 정밀검사및역설계용스캐너 47.0 74.2 27.2 평균 42.6 74.2 27.2 생체적합성소재 32.9 64.7 31.8 맞춤형금속분말소재및공정기술 42.4 75.3 32.9 소재 세라믹소재및공정기술 41.2 68.2 27.1 복합가능성고분자소재 40.0 74.1 34.1 능동형하이브리드스마트소재 32.9 68.2 35.3 변환합성기반비정형 평균 37.9 70.1 32.2 모델링 SW 37.6 67.1 29.4 개방형협업저작 솔루션 34.1 67.1 29.4 소프트웨어 입체프린팅시물레이터 35.3 68.2 34.1 지능형출력계획관리 솔루션 32.9 64.7 31.8 자료 : 산업연구원, 2016 저작물관리 활용오용방지솔루션 36.5 71.8 35.3 평균 35.3 68.0 32.7 국내 프린팅분야기술은정부주도기술개발로상승세에있으나, 선도기업의부재 로사업화가정체되어시장성장성이취약 (IITP, 2017) 19
3 프린팅관련주요국의정책 가. 개요 나. 해외 2012 년 프린터로제작한총기가큰반향을일으켰고, 초기 프린터기술에 대한특허기간이만료되면서각국들은 프린터관련주요정책들이발표 하지만더깊은내면에는글로벌경기침체가장기화되는이른바뉴노멀시대가본격 화됨에따라, 자국의경제성장률이둔화에따른고민에서출발 이러한저성장과저수익률이장기화되면서해외에진출한기업들을자국으로유인 미국 하고자국의제조업을살리기위한일환으로앞다투어 프린터정책을수립발표 미국은 2012 년도에제조업혁신및발전을목표로 프린팅기술개발에 3천만달 러규모의특화연구소건립계획을공개하며적극적으로 프린팅산업을지원 또한 2016 년도에는 국가제조업혁신연례보고서및전략계획 을수립하여 프린터활용등첨단제조업육성을위한새로운기술개발촉진및기술기반산업 인프라조성에지원 미국의 프린팅산업지원정책은크게제조업원가절감, 에너지소재절감에초 점으로첫번째는에너지소재절감은 되는에너지및소재의절감을추구하고, 프린팅기술도입을통해제품생산에소요 둘째, 원가경쟁력확보는물론지속가능한성장을위한제조인프라혁신을추구 유럽 하는방향으로진행중 유럽의경우 20년까지 GDP 중제조업비중을 16% 에서 20% 로확대하기위해 프린팅기술을주요수단으로설정하고전략개발및투자가활발히지원중 특히독일은 인더스터리 4.0 플랫폼으로전환하는데 프린터가중요한역할을 수행할것으로기대 20
독일이집중하고있는분야는의료/ 바이오, 금속소재분야이며, 2011 년도에 프 린터를통한인공혈관제작에성공하였으며, 2013년도에는인체조직과인공장기용 젤라틴형태의바이오잉크를공개하는등의료/ 바이오분야연구개발집중지원중 또한 중국 있음 프린팅선도국지위유지를위해수요가큰금속소재에개발을집중하고 중국의경우, 2013 년도 프린팅기술기초전자산업의핵심연구분야에총 4,000 만위안의투자계획 을수립하여지원중 또한, 2015 년도에 국가적층가공산업발전추진계획 을발표하여 프린팅산 업경쟁력을제고하기위해 2~3 개의글로벌기업을육성하고, 연평균 30% 성장률 을목표설정 중국은우주/ 항공, 복합부품및금형, 신소재분야에정책을집중하고있다. 우선항 공분야에서는정부주도의상업항공프로젝트를진행하고있고, 베이징항공항천대학 은세계최초로티타늄합금을이용하여복합구조물인쇄의기술개발을집중지원 중 또한, 4대국가첨단기술연구프로그램을지원하여혁신센터를건립하고기존산업 일본 과 프린팅기술을연계지원하고있으며, 신소재분야에서는 2014 년도에국가 성장재료제조산업발전계획을발표하여천연재료, 합성고분자등의특수소재연 구에집중지원중 일본의경우 2015 년도에 프린팅산업경쟁력강화방안 을발표하여 프린 팅창업, 인력양성, 융합기술개발등을통한제조공정혁신을추진하여생산성향 상및비용절감효과의극대화 일본정책은콘텐츠, 뿌리산업, 금속소재에집중하고있으며, 콘텐츠분야에서는경 쟁우위의콘텐츠산업과연계하여지원하고모형제작을위한초정밀입체조형기술 개발을시행계획발표 2013 년 별도의금형을사용하지않고복잡한형상의주조틀을제작할수있는 프린터개발에착수하였으며, 산학연컨소시엄을통해 2018년까지 30억엔예산을 투입한다는계획발표 2014 년금속분말 프린팅기술개발프로젝트를추진하고, 2016년까지 37억엔 을투입하여 30 여개대학/ 기업/ 산업기술종합연구소에참여시킴 21
다. 한국 정부의삼차원프린팅산업진흥업시행( 16 년) 이후매년정부는 프린팅산업시행 계획발표및 R&D 지원중 2019 년 프린팅글로벌선도국가도약을위해글로벌선도국가도약을비전으로 글로벌선도기업육성, 점유율제고, 독자기술력확보등의추진계획발표 그림 23 프린팅 2018년추진방향 자료 : 2018년 프린팅산업진흥시행계획, 2018 22
또한, 프린팅기술을융합한국민일상생활및산업경쟁력확보추진중 그림 24 프린팅 2019년도 R&D 추진방향 비전 생활혁신형 프린팅융합기술개발을통한국민삶의질향상및산업경쟁력확보 ( 전략1) 부처협업및 SW-HW 융합을통한국가기술경쟁력확보 ( 전략2) 쉬운 프린팅구현및활용촉진으로삶의질개선 목표 추진과제 자료 : 2019 년 ICT R&D 기술로드맵 2023(IITP), 2018 23
표 6 프린팅관련주요국현황 국가명 미국 일본 유럽 중국 한국 자료 : IITP, 2018 주요내용 o 프린팅은제조업부활을목표로대량생산 물류기반의경제구조에서중국과차별화된이탈을꾀하여신속한디지털 분산제조로의이행을통한룰체인저로서의자리매김 o 압도적우위에있는국방, 항공우주산업분야에서선산업화를시도하고비지니스모델을창출하여산업화의빗장을여는데성공 o ( 항공) 대량맞춤양산을시작한연료노즐이외에도트보프롭부품등부품일체화에성공한개발사례가상당수존재 o ( 의료) NIH( 미국국립보건원 ) 과 FDA( 미국식품의약국 ) 를중심으로의료분야 프린팅기술에정보공개와연구지원을통해 프린팅의료분야중점육성 o 프린팅 자체보다는 디지털 데이터로부터 직접 조형물을 만드는 디지털 생산기술을 통해일본기업의강점강화와약점극복이라는접근방향 o 제조의디지털화를통한 제조프로세스및제품혁신 : 시간과 비용절감, 생산성향상, 제품혁신등이주안점 o 프로슈머로서의 제조 저변 확대, 전문화된 서비스 뷰로우의 출현, 소셜미디어와 연계된 개방형개발환경등메이커스시대로의산업생태계의변신이이루어지고있음 o 프린팅산업활성화를위한법제도개선및주요분야 프린팅응용연구지원을 추진하여 신에너지산업, 의료제품, 바이오 분야 조직재생, 교육용 시뮬레이터 및 시뮬 레이션로봇등에적용 o 유럽연합은 2020년까지첨단기술육성으로 GDP의제조업비중을 16% 에서 20% 로늘릴계획을발표하면서 프린팅산업이주요대상으로포함됨을밝힘. 프린팅주요산업별가이던스를마련하고유럽연합공동프로젝트를추진 o 독일은인더스트리 4.0 극대화등을위한 디지털전략 2025 발표 ( 16) o 영국은정부산하기술전략위원회, 연구위원회에 프린팅기술분야 18개 R&D 프로젝트지원(840 만파운드), 초중등교육과정에 디자인과기술 과목을도입하고장비공공구매유도 o 최근유럽 MDD(EU 의료기기지침) 프린팅가이던스에맞춤형의료분야가포함되었으며, 유럽연합융커플랜(Junker Plan) 에서신성장동력및일자리창출방안중하나로바이오 프린팅산업투자를발표 o 프린팅기술의산업화추진과국제교류가속화를위해베이징에 프린팅기술산업연맹설립, 산 학협력가속화및산업표준제정추진 o 공업정보화부에서글로벌 프린팅기업육성을목표로산업플랫폼구축등전방위적지원 o 적층가공산업발전추진계획을수립하여 프린팅기술진흥을국가적과제로삼아산업체계를완성할것이며, 2017년까지 프린팅응용산업플랫폼구축목표를제시하였으며 프린팅교육시장활성화를추진중에있음 o 의료분야의규제가약해의료프린팅의분야의급속한발전이이루어지고있음 o 9 대제조업분야를중심으로부처간협력과국방, 발전등의분야에서민관협력체제를구축중이며, 공급기술확보, 수요연계형품목연구, 설계디자인중점연구등으로정책전개中 o 삼차원프린팅산업진흥법(2016.12.) 발표이후기본계획의 4대전략 12대중점과제를구체화하여 2017년 프린팅산업진흥을시행계획심의 확정하였으며, 2018 산업기술R&BD 투자전략에서 프린팅맞춤형제품 서비스및정밀의료기기 제품등을중점투자분야로제시함 24
4 국내외주요 프린팅기업 가. 해외 프린터기업 Systems( 미국) 세계최초의 프린터를제조한 프린팅산업의시초이나개인용 프린터시장철수로 2015 년, 2016년실적부진했으나 2017년실적개선된이래 흑자로돌아섬 Systems 社는미국의 프린팅업체로세계최초로 프린터를개발하여 시스템즈는 프린터, 스캐닝, 모델링및제작소프트웨어를제공하고 또한, 프린팅관련소재를판매하는등 프린팅산업의모든기술요소를확보 프린팅을활용한프로토타이핑서비스를제공하고있으며헬스케어 관련각종의료기기등도제작, 판매중 프린팅업체인수통해시장점유율확대, 의료기기관련업체인수로 서비스사업부문구축하였으며, 2016년매출의 60% 는 프린터및해당 재료판매로부터발생 시스템즈는제품사업은크게제품판매와소재판매 2 가지로구분되고, 프린터, 헬스케어시뮬레이터, 디자인소프트웨어, 프린팅소재등 4 개의카테고리로구성되며, 2016년제품사업의매출비중은 60% 이며, 제품 판매가 35%, 소재판매는 25% 수준 2016년이후이익률이높은소재사업부분을중요시하고소재사업으로의집 중지원하고있으며, 사업영역을헬스케어서비스사업에집중 그림 25 Systems 社프린터 ( 가) 팩토리대량생산용프린터 ( 나) 프로토타입용메탈프린터 자료 : Systems 社, 2018 25
Stratasys 社 ( 미국) 프린팅시장의대표주자로리더, FDM, PolyJet 원천기술을보유한글로벌 점유율 1 위기업(28%) 으로굵직한 M&A 를통해기술확보, 매출액성장하고 있으나 더딘수요증가로 2015 년, 2016년실적부진했으나구조조정등으로 2017년 부터실적개선경쟁심화되고있지만지멘스, 협력을통해서비스 부문매출확대될전망 다쏘시스템등과솔루션분야 Stratasys社는미국의 프린팅업체로 프린팅의장비와솔루션분야 에서글로벌선도업체이며, 시스템즈의 SLA 프린팅기술에이어 두번째로 프린팅기술을개발 Stratasys 社의사업영역은 1아이디어개발을포함한컨설팅, 2 모델링 및 CAD 소프트웨어제공, 3 프린터와다양한프린팅소재, 4 프로토타 이핑및직접디지털제조서비스등으로 프린팅의全영역을포함 Stratasys社는굵직한 M&A를통해성장하고있으며 2013년메이커봇인수로 개인용 프린팅시장에진출하여 2016년4월세계최초로 10대의 프린터판매 Stratasys 社는 2014 년 모델링과프린터과련솔루션을제공하는소프트웨어기업인 그랩카드 를인수 그림 26 스트라타시스 프린터제품 자료 ( 가) 대량생산이가능한적층형 프린터 ( 나) 항공기부품생산요 프린터 : 스트라타시스, 2017 26
오가노보 (Organovo Holdings) 2007 년설립된의료업체로인공간, 신장생산에성공하였으며인공장기판매, 제약업체화의파트너십을통해수익창출중이며세계 1 위기업 바이오프린팅 오가노보(Organovo Holdings, ONVO US) 는미국의생명공학업체로프린팅기술을활용해인공장기및신체일부를생산하는데특화됨 2007년설립되어 2013년 4월 프린팅으로인공간을만들었으며, 인공 간은 42일간생존하면서간기능을 100% 수행하였으며, 이후 2014 년, 2015 년에는각각인공간과신장등을상업화하는데성공 장기기증을원하는미국인은꾸준히증가하고있으나기증자는부족한상황 이며, 전세계적으로비슷해 바이오프린팅을통한인공장기수요는 꾸준히증가예상 그림 27 오가노보사의 프린터제품 ( 가) 대량생산이가능한적층형 프린터 ( 나) 항공기부품생산요 프린터 자료 : Organovo 社, 2018 나. 국내 프린터기업 카리마, 인스텍, TPC 메키트오닉스, 로킷등이 프린터제조기업으로활동중 이외에도개인용 프린터를제작하는오픈크리에이터, 월리봇, 아이너스기 술등이있으며특히, 아이너스기술은우수한 소프트웨어기술력을인정 받아 12년 Systems( 美 ) 에약 3,500만달러에인수되었음 27
\ \ ICT SPOT ISSUE 캐리마는기계적인구조가복잡하지않은 DLP방식의산업용프린터를제조 하고있으며, 아크릴, 에폭시등 5종의광경화성소재를자체적으로개발하 여생산 판매중 - 핵심부인 DLP 모듈은외부(Texas Instrument) 에서구입하여사용하고있으며, 수출실적을늘리며성장중이나최근연간매출규모는약 16억원수준으로미미 인스텍은대부분기술을자체적으로개발하는데성공한것으로알려져있는 산업용 프린터제조업체로, DMT(Directed Metal Tooling) 원천기술을보유 다. 프린팅 SW 기업 Autodesk( 미국) 미국 3차원디자인소프트웨어공급기업으로설계업계표준이된대표적 SW으로전통제조방식과 프린팅을혼합하는방식의서비스제공 1982 년회사설립이후오토캐드, 스튜디오, 스튜디오맥스, 마야, 머 드박스등의 키텍처에서엔터테인먼트까지다양 또한, 프린팅요소프트웨어를개발하였으며활용분야도공학용아 타사가개발한다양한프로그램을인수하여자회사화하고타경쟁제 품과의경쟁력, 하고있음 오토데스크연구소의경우, 기술력등을고려하지않고다양하게개발하여시장에출시 기술연구가혁신적인신기술을고객을아이디어 단계부터참여시켜철저히상품화될수있는제품까지를만들도록기술개발 단계를거침 28
그림 28 Autodesk 社의프린터 Autdesk 社의주요산업용 설계 SW 자료 : Autodesk 社, 2018 Artec ( 룩셈브루크 ) 룩셈브르크소재세계최대 스캐너분야의기업으로 2007년창업후고 품질의휴대용 스캐너및사용하기쉬운스마트 소프트웨어를개 발및제조보급중 응용프로그램이무엇이든최상의통합가능성을제공하는 全세계적으로많은고객을보유 SDK(SW 개발킷) 산업, 헬스케어, 과학 예술등의주력분야로최근에는원클릭바디스캐닝 후자동데이터처리가 12총안에가능하는장비를대중화하고있음 그림 29 Artec社의 기반원클릭바디스캐닝 자료 : Artec 社, 2018 29
Materialise( 벨기에) 2006년설립되어 SW 관련개발및판매전문회사로의료, 자동차, 항공 우주, 예술및디자인, 소비재등다양한산업분야에종사하는기업들이혁 신제품을만들수있게해주는 프린팅애플리케이션을개발중 그간 27년간쌓은 프린팅경험을 프린팅업계기반을이루어의료, 자동차, 항공우주, 예술및디자인, 소비재등다양한산업분야에종사하는 기업들이제품을신속하게만들수잇도록지원하는 개발기업임 업계가장큰소프트웨어개발인력을보유하고있으며최근에는 공장솔루션과 프린팅애플리케이션 P기반 P 운용솔루션, 의료소프트웨어등의분야에사업을집중하고있음 그림 30 Materialise 社사업영역및적용사업장 자료 : Materialise 社, 2018 ( 가) Materialse 社사업영역 ( 나) Materialse 社가디자인한 P기반공장 다쏘시스템즈 ( 프랑스) 프랑스대표항공회사인다소그룹의자회사로 CAD/CAE 소프트웨어개발기업으로전세계 있는 CATIA 와 SolidWorks 제품이널리알려져있음 1981년서립되어주력인 CAD SW의대부분을차지하고 SolidWorks 프로그램은 1993년 12월 MIT 출신 Jon Hirschtick이설립한 후 1997년7월에프랑스다쏘시스템에인수돼이후전세계 CAD 시장의 21% 정도의점유율지속중 30
CATIA 는항공소프트웨어뿐만아니라기계, 조선, 소비상품등다양한산업 분야에서전세계 1 위를차지하고있으며, 연매출 23 억유로( 한화약 2.9 조원, 15 년기준) 이며전세계 140여개국에약 13,300여명의인원을채용하고있으며매출의약 30% 를연구개발비용으로 투자하고있음 표 7 다쏘시스템즈社의 모델링제품 제품명 제품별상세설명 CATIA 카티아 SOLIDWOR KS 솔리드웍스 GEOVIA 지오비아 제품의초기아이디어기획단계부터설계, 분석, 조립에이르기까지전생산과정에서제품을 로디자인및설계 SW 자동차, 조선, 산업기계, 하이테크, 건설, 소비재산업에이르는광범위한산업분야에서활용되고있는점유율세계 1 위. 윈도우환경에서사용할수있는최초의 CAD 소프트웨어로비교적쉽고간단한사용환경을가지고있어제품설계분야에서전세계제일많이사용하는 SW 지구를모델링및시뮬레이션하여천연자원의예측성, 효율성, 안정성및지속성을개선하는세계최고의솔루션 광산전체수명주기를아우르는전용포트폴리오덕분에광산업계에서가장많이사용하고있음 BIOVIA 바이오비아 화학, 생물, 재료분야등모든과학기업들이혁신적연구개발및제조, 생산과 정에서비용효율적으로품질을높이고가속화할수있는솔루션 생물학적, 화학적, 재료적모델링및시뮬레이션, 과학적파이프라인, 연구실관리 및품질관리, 건강및안전환경관리와운용정보등과같은과학적데이터관 리전반에걸친토털솔루션제공 자료 : 다쏘시스템, 2018 3shape( 덴마크) 2,000 년에설립한치과(dental) 분야 스캐너및 CAD/CAM 소프트웨어세계 1위기업으로코펜하겐에본사를두고약 1,500명을고용 31
그림 31 치과용 소프트웨어개념 자료 ( 가) 치과분야 프린팅사용프로세스 ( 나) 치과용 프린터 : 3Shpe 社홈페이지, 2018 전세계적으로주요선진국의치과보정시장의 90% 이상을 프린터를활용한 인쇄및인쇄적용중이며, 향후 주요 표 8 소프트웨어 주요 소프트웨어 제품명 ( 유료) 특징 Dassault Systems 기계등산업분야에서사용하고있는대표적 모델링 SW Autodesk 전세계 CAD용모델링 SW 시장점유율세계최고 SW Autodesk PC用 프린터모델링프로그램 Autodesk 가장많이사용하는 애니메이션 CAD 프로그램 R o b e r t M c N e e l &Associate s 상용 3 차원컴퓨터그래픽스및컴퓨터지원설계(CAD) 응용 SW 건축, 산업디자인 ( 예: 자동차설계, 조선설계), 제품디자인 ( 예: 보석류디자인 ), 멀티미디어와그래픽디자인분야에서컴퓨터지원설계(CAD), 컴퓨터지원제조 (CAM), 래피드프로토타이핑, 3 차원인쇄, 리버스엔지니어링공정설계에사용 Pixologic /2.5D 모델링, 텍스처링, 페인팅을결합한디지털툴셋으로자사개발한픽솔 (pixol) 을사용하여영화, 게임, 애니메이션의고해상도모델(40,000,000 개이상의폴리곤에달함) 을만드는데사용 32
제품명( 무료) 특징 FreeCAD Team 범용목적의파라메트릭 3차원 CAD 모델러이자유한요소법 (FEM) 을지원하는빌딩정보모델링(BIM) 소프트웨어이다. 프리캐드는기계공학, BIM, 제품설계, 제품디자인을직접목표로하고있으나구조및기타공학적특수용도에도적합 네오게오 네덜란드애니메이션제작화시인네오게오사가자체이용할목적으로만든후반응이좋아무표배포중 M a r i u s Kintel 솔리드 CAD( 컴퓨터지원설계오브젝트를만들기위한 ) 자유소프트웨어애플리케이션 자료 : 기업홈페이지, 2018 33
5 프린팅수요기업설문조사결과분석 가. 조사개요및표본의특성 ( 조사개요) 프린팅수요기업대상국내외개별설문조사결과를비교 ( 해외) 프랑스기반전세계에 프린팅서비스를제공하는스컬프테오社 고객기업대상(1,000 개사) 매년실시하는설문조사(the state of Pringing) 결과참조 ( 국내) 매년실시하는 프린팅산업실태및동향조사 ( 정보통신산업진흥원 ) 에서수요처(908 개) 대상설문결과참조 국내와해외에서각기조사된결과를비교가능한항목을뽑아내어상호비교 분석을통한국내와해외 프린팅수요기업의활용현황및전망도출 ( 표본의특성) 해외 프린팅수요기업은유럽이가장많았으나매출발생하지않은 기업이많이분포 ( 해외) 해외 프린팅수요기업은유럽이가장많았으나매출미발생기업이많음 그림 32 해외 프린팅도입기업분포 자료 : Sculpteo, 2018 ( 가) 해외수요기업분포 ( 나) 해외수요기업의매출규모 34
( 국내) 국내기업은매출이 50억미만의기업들이 프린터를많이도입 그림 33 국내 프린팅도입기업분포 자료 ( 가) 국내수요기업의매출현황 ( 나) 국내수요기업의고용인원 : 정보통신산업진흥원, 2018 나. 주요결과 프린팅의최대수요처는해외는산업분야, 국내는교육분야에서활용 ( 활용분야) 프린팅의주요활용분야는해외는산업분야(24%), 일상품 (12%), 항공우주(7%) 의순이며, 국내는교육(19%), 산업(18%), 전기전자 (13%) 분야로나타남 그림 34 프린팅활용분야 ( 가) 해외 ( 나) 국내 자료 : Sculpteo(2018), 정보통신산업진흥원(2017) 35
프린팅도입목적은국내외모두시제품제작이가장큰비중을차지 ( 활용목적) 프린팅의활용은국내에서는시제품제작(39%), 모델/ 디자인 검증(24%), 교육(19%), 완제품(9%) 의순이었으며, 해외는시제품제작(55%), 완제품생산(43%), 모델/ 디자인검증(41%), 마케팅샘플(18%) 등의순으로사 용되고있음 그림 35 프린팅활용용도 ( 가) 해외 ( 나) 국내 자료 : Sculpteo(2018), 정보통신산업진흥원(2017) 프린팅을활용하여복잡한구조물구현가능 ( 해외) 과제품개발주기단축 ( 국내) 의효과발생 ( 도입효과) 프린팅도입후해외기업들은복잡한구조물형상화해결 (13%), 제품개발주기단축(13%), 비용절감(10%), 다품종소량생산가능(10%) 등 의순으로성과가있었으며, 국내는제품주기단축(29%), 비용절감(22%), 공 정개선(20%) 등의효과발생 그림 36 프린팅도입효과 ( 가) 해외 ( 나) 국내 자료 : Sculpteo(2018), 정보통신산업진흥원(2017) 36
프린팅소재로는국내외모두플라스틱을가장많이사용 ( 소재) 프린팅도입기업에서주로사용하는소재는국내외모두플라스 틱이가장높았으며( 해외:65%, 국내: 62.7%), 해외시장에서는메탈(36%) 과 레진(29%) 소재를, 국내는레진(18.6%) 소재를많이사용하였음 - 국내의 프린팅소재중메탈소재사용은 3.4% 로해외시장대비저조한실정 그림 37 프린팅주요출력소재 ( 가) 해외 ( 나) 국내 자료 : Sculpteo(2018), 정보통신산업진흥원(2017) 프린팅도입시고려사항은해외는출력의품질을국내는가격을우선고려 ( 도입고려사항 ) 프린팅도입기업의도입시고려사항은해외는출력물/ 서비스 품질(30%), 출력속도(29%), 완제품의호환성(21%), 사용의편리성( 빠른배송, 부품구입용이성등)(13%), 가격(7%) 등의순으로나타났으며, 국내기업은 가격(40.4%), 출력속도(38.8%), 안정성/ 적은고장(38.3%) 등의순으로나타났음 그림 38 프린팅도입시고려사항 ( 국내결과는 2 개이상중복체크 ) 자료 ( 가) 해외 ( 나) 국내 : Sculpteo(2018), 정보통신산업진흥원(2017) 37
6 제언및시사점 프린팅산업은제조업혁신이핵심이되는 4차산업혁명시대에성장중심으로 부상예상 프린팅은제조기술과 IT 기술이결합된것으로아직은산업초기단계이 국내 고소규모시장이지만기술개발자를통해 프린팅산업을우리제조업의 성장수단으로육성이필요하나선택과집중을통한육성지원필요 - 우리기업들은 프린터개발에있어후발주자이지만, 프린팅이미래신성장동력 산업인만큼시장진입을위해적극적인기술개발필요 - 현재주류를이루고있는 SLA, FDM, SLS 등 프린팅기술의특허가만료되어 누구나용이가능하므로이를토대로점차새로운방식의기술개발필요 프린팅기술여건과바이오등세계적경쟁력있는분야와의융합할수있는 분야위주의육성이필요하며이에대한정부의집중지원필요 프린팅산업활성화를위해 HW제작을위한기술개발및시장선점도 중요하나, 프린터가다양한분야에서활용되기위해서는아이디어를이 미지화하고, 데이터를오차없이전달할수있는 SW 기술개발도필요 - 예) 정부의국방SW 기술개발지속지원으로 98% 였던외산의존도( 12 년) 가 90% 로낮 아짐( 16 년) 프린팅관련 HW와 SW의균형있는지원을통해필요새로운시장과 일자리를창출할산업으로성장가능 또한, 아무리좋은성능을가진 HW를최대한사용하기쉽게활용할수 있는 전문적교육프로그램개발도병행필요 국내확산과해외진출을위해표준화, 특허및저작권문제에대한대응필요 프린터의보급확산에따라제품디자인에대한특허및저작권침해문 제가주요한이슈로발생할것으로예상되며, 제품디자인의저작권침해및인터넷불법유통등의문제로인해 팅산업의성장저해예방 프린 38
설계도면제작등창의적인분야의성장을저해할것을우려 - 실제로 Makerbot( 美 ) 은 설계도면을공유할수있는사이트를운영하는데, 로봇피규어제조업체인 권소송을당한바있음 Games Workshop( 英 ) 의제품설계도면이공유되어저작 단기적으로는전문인력양성이시급하며, 장기적관점에서의신소재개발필요 프린터제조업체의원료매출이전체의약 20~30% 수준으로기여도가 높은바, 장비와소재의동시개발을통해기술경쟁력을갖추는것이중요 - 2D프린터업체인 HP( 美 ) 의경우잉크등의소모품판매를통한매출이전체의약 60% 수준으로수익창출에지속적으로기여하고있는상황 프린팅인적자원개발협의체조사에따르면, 관련중소기업 194개업체중 49.5% 가전문인력양성의어려움( 매우어려움 8.2%, 어려움 41.2%) 호소 프린팅제조기업과도입기업의어려움은지원자의기술력(56.3%) 과실 무경험부족(25%) 이며채용인력에대해 60% 가전문기술력부족문제발생 프린팅관련제도와규제의재검토필요 바이오 프린팅등관련기술발전에따른규제및제도를보완해야한다는 요구가급증하고있으며, 세계적흐름에따른유연한제도를수립필요 - 예) 재직자재교육을위한 프린팅교육과정확대와바이오/ 의료 프린팅 활용기기( 의족등) 에대한의료수가반영검토필요 39
참고자료 1. Sculpteo, The state of PRINTING, 2018. 2. 정보통신산업진흥원, 2017 프린팅산업실태및동향조사, 2017.12. 3. 산업연구원, 프린팅이주요산업에미치는영향과대응방안, 2016.12. 4. 식품의약품안전평가원, 알기쉬운의료기기 프린팅기술의이해, 2018.5. 5. 대한민국정부, 2018 년 프린팅산업진흥시행계획, 2018.2.26 6. 한국투자증권, Global Thematic Insight : 다시주목받고있는 프린팅산업, 2017.6.27 7. 첨단헬로 IT, 국내외 프린팅시장 2022년까지연평균 20% 성장한다., 2018.6.6. 8. 정보통신기술진흥센터, ICT R&D 기술로드맵 2023 프린팅분야, 2018.8 9. 과학기술정보통신부, 프린팅생활혁신융합기술개발사업기획보고서, 2018.5 40
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발간자료목록 발간회차보고서제목작성자이메일 (@iitp.kr) 1호금융통계를통해본글로벌 IT 트렌드및시사점김용균 valuation 2호플랫폼으로진화하는인공지능(AI) 음성비서조성선 ssj 3호국내외스타트업투자현황및시사점채송화 shchae 4호자율주행자동차주요업체동향과시사점이재환 jaylee 5호 4차산업혁명을대비하는중국의 ICT 산업및정책동향유영신 yshin 2017 년 6호 The Next Big Thing, 서비스로봇동향과시사점김용균 valuation 7호차세대디스플레이, Micro LED 디스플레이개발동향조성선 ssj 8호경쟁이심화되는간편결제서비스채송화 shchae 9호세계특허동향및주요이슈이재환 jaylee 10호사물인터넷산업의국가경쟁력요인분석유영신 yshin 11호 ICT 로제조혁신, 스마트팩토리조혜지 qaqaws 12호 ICT 육성정책 10년및향후추진관점변화성 hsbyeon 1호반도체산업의차세대성장엔진, AI 반도체동향과시사점김용균 valuation 2호양자컴퓨터개발동향과시사점조성선 ssj 3호사례로살펴보는제조업의서비스화현황채송화 shchae 4호사회문제해결형 R&D 최신동향및시사점조혜지 qaqaws 2018 년 5호 R&D 관련종사자의도전성분석이효은 lee 6호자율주행자동차산업활성화를위한규제개혁이슈이상길 ansf 7호혁신아이콘 60 년, DARPA의평가및 PM제도분석이효은 lee 8호국내외 AI 활용현황과공공적용이상길 ansf 9호 4차산업혁명시대에서의 프린팅산업동향과시사점안기찬 mikeahn 상기보고서는 [ITFIND(http://www.itfind.or.kr) 정기간행물코너] 에서보실수있습니다.
본보고서는정보통신기술진흥센터기술정책단산업분석팀에서수행하는 ICT 동향분석및정책지원 사업의연구결과입니다. 본보고서의내용을전재할수없으며, 인용할때는반드시 과학기술정보통 신부 ICT 동향분석및정책지원의연구결과 임을밝혀야합니다. 본보고서의내용은정보통신기술진흥센터의공식견해와다를수있습니다. 참여연구진 - 사업책임자 : 최령 - 과제책임자 : 이성용 - 참여연구원 : 변화성, 이재환, 이효은, 이상길, 안기찬, 김용균, 박혜영 김우진