단독 3D 프린팅, 과제 해결하고 4D 프린팅으로 진일보

[산업일보]
3D 프린팅에 이어 4D 프린팅에 대한 언급까지 전문가들 사이에서 언급되고 있는 가운데 아직까지 3D 프린팅 분야에 있어서도 기술적인 보완이 상당 부분 필요하다는 주장이 제기돼 화제가 되고 있다.

비즈오션의 주최로 23일 한국기술센터 국제회의장에서 개최된 ‘2016 3D 프린팅 적용 소재 최신 기술 동향과 상용화 전망’이라는 주제의 세미나의 발제자로 나선 한국과학기술원 3D 프린팅 그룹의 이헌주 그룹장은 ‘3D 및 4D 프린팅 소재/기술 개발동향과 발전 전망’이라는 주제의 발제를 통해 위와 같이 언급했다.

이 그룹장은 “3D 프린팅의 종류는 ‘광경화성 수지를 이용한 3D 프린팅’, ‘압출방식을 이용한 3D 프린팅’, ‘재료분사방식 3D 프린팅’, ‘접착제 분사방식 3D 프린팅’, ‘박층 개체 제조 3D 프린팅’, ‘선택적 레이저 소결 3D 프린팅’, ‘선택적 레이저 용융 3D 프린팅’ 등 7종류로 나뉜다”며, “최근에는 장소에 상관없이 프린팅이 가능하다는 점 때문에 우주에서 3D 프린팅 기술을 구현하는 연구도 진행되고 있다”며 최근의 동향을 전했다.

그러나 아직까지 3D 프린팅 기술은 분명한 한계를 가지고 있다는 것이 이 그룹장의 생각이다.

크게 해상도와 소재, 설계·소프트웨어, 복합화 분야에 대한 문제를 제기한 이 그룹장은 “해상도의 경우 현재 반나절에서 하루 가량이 소요되며 0.01~05㎜해상도를 구현하고 있는데 이를 수분~한시간 이내로 제작하는 한편 동시에 여러 제품을 제작할 수 있도록 하는 한편 서브미크론 급의 해상도를 기록해야 한다”고 말했다.

소재의 경우도 현재까지는 일부 메탈소재가 사용되고는 있지만 주로 플라스틱에 집중된 것을 벗어나 메탈은 물론 세라믹, 바이오 등 다양한 재료와 친환경, 형상기억 등 기능성 재료를 이용한 프린팅까지 기술개발이 이어져야 한다.

설계·소프트웨어에서도 기술개발이 필요하다. 현재는 CAD전문가 중심으로 3D 프린팅이 이뤄지고 있으며 다양한 소프트웨어와 외형 디자인에 집중돼 있다면 향후에는 복잡한 내부형상은 물론 부품까지 구현해내야 한다. 또한, 최적화 해석 기술 개발에도 심혈을 기울여야 한다.

복합화 분야에 있어서도 지금은 다양한 색깔을 구현하고 선택적 질감을 구현하는데까지는 이르렀고 아울러 바이오 3D 프린팅의 초기단계에 접어들었다. 그러나 이를 넘어 반도체/금속 배선 프린팅은 물론 바이오닉스·인체기관 바이오 프린팅까지 기술개발이 이어져야 한다는 것이 이 그룹장의 주장이다.

한편, 3D 프린팅의 차기 기술이라고 할 수 있는 4D 프린팅에 대해 이 그룹장은 “4D 프린팅은 온도, 시간, 수분, 바람, 자력 등에 의해 기능 및 형상의 변화가 이뤄진다”고 소개한 뒤, “이를 위해서는 자가변형 소재 등 스마트소재에 대한 연구개발이 반드시 필요하다”고 언급했다.