3D 프린팅을 넘어 4D 프린팅 주목받는다

[산업일보]
기술이 혁신하면서 3D 프린팅을 넘어 4D 프린팅이 주목받는다. 4D 프린팅 시장이 2025년까지 5억3천800만 달러에 이를 전망이다.

KOTRA 실리콘밸리 무역관에 따르면 4D 프린팅은 온도와 시간 등과 같은 외부 특정 자극 요소에 의해 특성과 습성이 자가변환할 수 있는 생산기술을 의미한다. 4D 프린팅은 현재 자가변환이 가능한 형상기억소재 등의 소재 개발과, 제조과정에서 기간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 혁신적인 프린팅 기술에 초점을 맞춰져 개발이 진행 중이다.

글로벌 조사기관 Markets and Markets은 4D 프린팅 시장은 2025년까지 5억3천800만 달러에 이를 것으로 조사됐다고 밝혔다. 현재 정부의 지원 아래 대학교 연구소에서 기술을 개발 중이며 대학교 연구소와 글로벌 선두 프린팅 기업 간 전략적 파트너십을 바탕으로 공동 연구개발을 진행 중이다.

4D 프린팅 응용분야는 ▲헬스케어 분야 ▲사회기반기설 분야 ▲자동차, 항공, 방위산업 분야 ▲제조 및 패키징, 내구소비재 분야다. 4D 프린팅의 기술의 헬스케어 분야 접목을 통해 프로그램이 가능한 생체물질을 개발 가능할 것으로 전망된다. 상하수도관 개발 분야에서는 자가변환 기술을 통해 관을 확장하거나 축소가 가능하다. 이를 통해 별도의 시간과 비용을 수반하지 않고 도시 계획 목적에 따라 상하수도관 형태 변경이 가능해진다.

4D 프린팅 기술을 자동차 코팅부분에 사용할 경우 주변환경 변화에 맞게 변형 가능한 형태로 전환 가능하다. 환경의 변화에 맞게 차량 코팅부문이 변환 가능해 차량 외관 부식을 방지할 수 있다. 제조 및 패키징, 내구소비재 분야에 사용될 경우 제품 운반 후 목적지에서 4D 프린팅 기술을 활용해 자가변환이 가능한 제품을 개발해 제품 운송비용과 인건비를 획기적으로 줄일 수 있다.

4D 프린팅 시장을 활성화시키기 위해서는 정부와 민간 기업의 전폭적인 지원이 필요하다. United States Army Research는 4D 프린팅 기술개발 대학연구소에 총 85만5천달러를 지원할 예정이다.

지속적인 투자 및 지원을 통해 높은 초기 개발비용 극복이 필요하다. 4D 프린팅이 시장에서 상용화되기 위해서는 상대적으로 높은 개발비용 및 기술 표준화 문제에 대한 해결이 요구된다. 현재 4D 프린팅 시장 제조기업은 한정돼 있기 때문에 기업들의 맞춤형 수요에 대해 능동적으로 대처하기 위해서는 초기 개발과정에 대해 투자와 지원이 필요하다.