1984년에 시작된 3D 프린팅의 역사는 2006년 레이저로 다양한 3D 물체를 융합하는 SLS(Selective Laser Sintering) 기술이 개발되면서 맞춤형 대량 제조의 시대를 맞이하였다. 2012년에는 3D 프린터를 이용해 노인 환자를 위한 맞춤형 턱을 인쇄 이식하는데 성공하는 단계에 이르러 기술의 비약적인 발전을 실현하였다. 전 세계 3D 프린팅 시장 규모는 ’16년 31억 달러 규모에서 ’19년 61억 달러까지 성장할 것으로 예상되고 있으며, 전 세계 제조업체 중 25% 이상의 기업에서 부품생산 과정에 3D 프린팅을 도입할 것으로 전망되는 등 현재 티핑포인트 기술 중 가장 주목받는 핫 이슈이다. 

 

제품 측면에서는 초기 제작 단계부터 개인의 기호에 맞는 최적의 제품 생산이 가능할 뿐만 아니라 3D 프린터의 보급 확산과 함께 개인이 직접 원하는 제품을 제작하는 경우가 빈번해 질 것이라 전망되고 있고, 경제성이 없다는 이유로 제품화하지 못했던 상품을 생산하여 새로운 시장 기회를 찾을 수 있다는 것이 시장 측면에서의 큰 변화이다. 새로운 시장을 만들기 위해서 필요한 제품 개발 단계에 투입되는 비용이 대폭 절감됨으로써 보다 많은 시장 기회 발굴 노력이 진행될 것이라는 전망이다.

 

이에 본원 R&D정보센터에서는 3D 프린팅산업의 총괄적 이해와 정보를 또한, 산업적 활용사례와 시장현황 및 기술개발 동향에 대한 국내·외 관련 기관들의 정보자료를 분석 정리하여 ｢3D 프린팅산업 시장/기술동향과 주요 산업분야별 활용사례분석｣을 발간하였다. 본서 제1장에서는 3D 프린팅에 관한 이해를 돕기 위한 총괄적 개요를 다루었고, 제2장에선 3D 프린팅 시장현황과 업계 주요 동향을 수록하였으며, 제3장, 4장에선 3D 프린팅 기술개발 동향과 주요 산업분야의 활용사례 -자동차, 건축, 소비재, 산업기계 및 부품, 금속소재, Fixture & Jig, 태양에너지, 로봇, 의료, 항공, 학교- 등을 구체적으로 분석한 유관기관의 정보 및 동향을 정리 수록하였으며. 특집 부록에서는 Disruptive technologies : Advances that will transform life, business, and the global economy -글로벌 경제에 일대 변화를 줄 12분야 차세대 와해성 혁신 기술- (McKinsey Global Institute, May 2013, 보고서)을 수록하였다. 아무쪼록 본서가 미력이나마 학계‧연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바 입니다     

 

 

제I장 3D 프린팅 총괄개요 
1. 3D 프린트 관련 이슈 및 시장 전망
1) 3D 프린트 개념
2) 3D 프린터 활용 범위
3) 3D 프린트 기술 유형
(1) 융합수지 압출 적층 조형-FFF : Fused Filament Fabrication
(2) 광 조형 수지 조형 -SLA : Stereolithography Apparatus
(3) 마스크 투영 이미지 경화 조형 -DLP : Digital Light Processing
(4) 분말 및 잉크젯 투사 조형 -PBP(3DP™) : Powder Bed and inkjet head 3d Printing
(5) 폴리젯 적층 조형-Polyjet : Photopolymer Jetting
(6) 멀티 젯 조형 -MJM : Multi Jet Modeling
(7) 레이저 금속 성형 기술(레이저 가열 증착 조형,

    Laser Additive Manufacturing)-DMT : Laser-aided Direct Metal Tooling
가. DMT : Laser-aided Direct Metal Tooling 기술의 개요
나. DMT 기술의 주요 특징
다. DMT 기술의 적용 분야
(8) 개체 접합 조형 -OM :: Laminated object manufacturing
(9) 선택적 레이저 소결 조형-SLS : Selective Laser Sintering
4) 3D 프린트 역사
(1) 인류의 인쇄술
(2) 지형학적/광조각적 출발
(3) 첨단기술 융합의 산물
5) 국내·외 3D 프린트 시장전망 자료
(1) 3D 프린팅에 의한 생산-공급 체계 변화
(2) 세라믹 3D 프린트 시장 선도를 목표로 하는 ADMATEC
(3) 폼랩과 3D 시스템즈, 3D 프린트 특허 분쟁 합의 진행
(4) 인포그래픽을 통한 3D 프린트로 인한 삶의 변화
(5) 스트라타시스, 메이커봇 인수합병 PR 자료
가. 스트라타시스(Stratasys)社 : 메이커봇(MakerBot)社 인수합병
나. 세부 거래 내역
다. 운영 구조
라. 메이커봇 개요

마. 데스크탑 3D 프린트 개요
(6) 2013-2025: 기술, 시장, 플레이어
가. 의료 및 치과 분야
나. 항공 우주 및 자동차 분야
다. 지역 별 내역
라. 가격
마. CNC 머신 VS 3D 프린터
(7) 인포그래픽을 통한 3D 프린트 시장 분석
(8) 2025년에 가장 위력적인 12가지 기술(맥킨지 보고서) 중 3D 프린트
가. 소비자의 사용
나. 직접 제조
다. 공구 및 금형 제조
6) 최근 3D 프린트 이슈 및 뉴스
(1) 새로운 DIY–드론 잇 유어셀프
(2) 관심 있는 모두에게 3D 디자이너로 만들어주는 ‘레오폴리’
(3) 3D 프린터로 인쇄된 스마트폰으로 제어 가능한 스마트 로봇 인형
(4) 그랩캐드(GrabCAD)에서 2D와 3D 캐드 작업
(5) 마이크로소프트, 윈도우 8.1에 3D 프린트 지원 발표
(6) 3D 스캔을 이용해 킨더 서프라이즈 에그 내용물 알아맞히기
(7) 3D 프린트 된 진공청소 터빈
(8) 시카고 공공 도서관에 문을 연 무료 메이커 스페이스
(9) 3D 프린트 기술로 창출된, 디지털 그로테스크
(10) 3D 스캔과 3D 프린트를 사용해 재구성한 500년 전의 얼굴
(11) 3D 프린트로 만들어가는 패션의 미래
(12) 우주선 비행사를 위한 3D 프린트로 인쇄된 시트
(13) 중국, 세계 최대 규모의 3D 프린터를 개발
(14) 3D 프린터로 자동차 목업하기
(15) 3D 프린터로 만든 트랜스포머 로봇
(16) MIT 연구진의 누에 실크 3D 프린터
(17) 3D 프린터로 인쇄한 획기적인 생체흡수성 스프린트
(18) 3D 프린터로 만든 커스텀 마우스. 스태이셜 마우스
(19) 공중에 원료를 분사해서 조형하는 3D 프린터 ‘매테리얼(Mataerial)’
(20) 바이오 3D 프린트된 피부 조직 화상환자 재생
(21) 화성에 가길 원하는 전자 폐기물로 만든 3D 프린터_ W.Afate
(22) Eyelet: 3D 프린터로 인쇄한 팔찌로 착용할 수 있는 선글라스
(23) 3D 프린트(바이오프린트)된 최초의 인간 간 조직
(24) 태양열을 이용해 모래를 녹여 3D 프린트하기
(25) 관절 이식 수술에 3D 프린터 활용
(26) 3D 프린팅 RC머신 오픈소스 프로젝트
(27) 3D 프린트 차기 기술, 4D 프린트(4차원 인쇄)
(28) 건축 자동화의 주역, 3D 프린터
(29) 드림박스(Dreambox), 최초의 3D 프린트 자동판매기
(30) 새로운 Z 축의 방향을 제시하는 J-Rev 3D 프린터
(31) 다음 3D 프린팅 활용의 격전지, 푸드 프린팅!
(32) 3D 모델링을 더 쉽게, Autodest 123D
2. 3D 프린터 제조
1) 완제품 구매
(1) 3D 프린터 시장 현황
(2) 구매 전 사전 인지 사항
(3) 3D 프린터 국내 구매처
2) 직접 제작
(1) 렙랩 오픈소스
가. 렙랩 만들기
나. 렙랩 프로젝트 개요
다. 기초 용어 정리
라. 렙랩 오픈소스 학습 기초
(2) 부품/원료 구매처
3) 3D 프린터 사용하기 (CAM)
(1) 프린터 구동 소프트웨어
가. G-CODE 및 기타 포맷 컴파일러(슬라이서)
나. 사용 가능한 구동 펌웨어
다. 렙랩 드라이버
(2) 파일 유형 알아보기
(3) 프린트 원료
가. 기술 별 원료 상식
3. 3D 모델 만들기(CAD)
1) CAM을 위한 CAD 기초개념
2) CAD 소프트웨어
(1) 무료 오픈소스
(2) 유료 라이선스
3) 튜토리얼 사이트/커뮤니티
4) 완성된 3D 모델 파일 구하기
5) 다양한 취미 활동
(1) 피규어/미니어쳐 등과 프라모델 제작
(2) RC 머신 제작
(3) 마인크래프트-마인웨이즈
(4) 커스텀 레고 블락
4. 3D 프린트 전문 서비스에 의뢰하기
1) 취미/일상/개인 작품 제작 등의 적합한 서비스
2) 보다 전문적인 서비스
3) 리테일 스토어

 

제II장 3D 프린팅 시장현황 및 업계 주요동향
1. 3D 프린팅 시장 환경 동향
1) 시장 환경 개요
2) 각국 정부의 적극적 지원
3) 3D 프린팅의 미래
(1) 개인 맞춤형 제품 제조 시대
(2) 1인 제조업의 가능성
(3) 제품 디자인의 획기적인 혁신
(4) 새로운 제조 영역의 개척
4) 제조업의 경쟁력 재편 드라이브(Drive)
5) 넘어야 할 극복 요인
2. 3D 프린팅 시장 현황 및 업계 주요 동향
1) 제조업계의 화두 3D 프린터
2) 3D 프린터 기술 개요
3) 시장 현황 및 업계 주요 동향
(1) 3D 프린팅 시장 현황
(2) 3D 프린팅 향후 시장 전망
가. 산업 규모 전망
나. 가격 전망
다. 기술 전망
라. 종합 전망
(3) 업계 주요 동향
가. 기업 간 시장 선점 경쟁
나. 주요국 연구개발
다. 3D 프린터 제조업체 현황
라. 3D 프린팅 연계 서비스 업체 현황
마. 기업의 3D 프린터 동향
3. 3D 프린팅 소비시장 현황 분석 및 산업 영역별 적용 현황
1) 3D 프린팅 소비시장 현황 분석
(1) 소비 관점의 3D 프린팅
가. 3D 프린팅에 주목하는 이유
나. 3D 프린팅 업계 현황
(2) 3D 프린팅이 가져 오는 소비 혁명
가. 소비와 제조의 결합
나. 3D 프린팅을 매개로 한 소비자 커뮤니티
다. 입체적인 3D 콘텐츠
(3) 제조도 가능한 창의적인 소비자
가. 완제품 VS 자기 제조
나. 아이디어와 알고리즘으로 만든 상품
다. 완벽한 맞춤화
(4) 3D 프린팅으로 인한 소비시장 다변화
가. 맞춤형 주문 생산과 원격 유통
나. 다양한 상품의 출현
다. 친환경적인 사용 방식
(5) 3D 프린팅 시대의 가능성과 과제
가. 3D 프린팅의 가능성
나. 3D 프린팅의 과제
2) 3D 프린팅의 산업 영역별 적용 현황
(1) 3D 프린팅 산업 미래화
가. 제조업 벤처 창업 열풍
나. 다양한 분야의 Niche market 등장
다. On-demand 제조시장의 탄생
라. 3D 프린팅과 인터넷이 연계된 New BM 탄생
마. 글로벌 제조업 지도 재편
(2) 3D 프린팅 산업 영역별 적용 현황
가. 전자산업
나. 항공/자동차 산업
다. 의료/제약 산업
라. 교육/패션 산업
4. 3D 프린팅 주요국 정책 현황 및 주요 활용 사례
1) 주요 국가 3D 프린팅 산업 및 정책 현황
(1) 주요 연구 기관 3D 프린팅 전망
(2) 주요 국가 3D프린팅 산업 및 정책 현황
가. 미국의 3D프린팅 산업 및 정책
나. 유럽의 3D프린팅 산업 및 정책
다. 중국의 3D프린팅 산업 및 정책
라. 일본의 3D프린팅 산업 및 정책
마. 호주의 3D프린팅 산업 및 정책
바. 한국의 3D프린팅 산업 및 정책
2) 3D프린팅 주요 활용 사례
(1) 런던 올림픽
(2) MIT 초콜릿 제조기 Digital Chocolatier
(3) 유럽 항공우주방위산업체 EADS의 Airbike 자전거
(4) 소형 권총 제작
(5) 3D 프린터로 인공 귀 구현
(6) House 3D 프린터 및 건축 활용 컨셉
(7) 3D 프린터 자판기
(8) 풀 컬러 3D 프린터
(9) 세라믹 벽돌 3D printing
(10) 고정밀도의 세라믹 3D printer
(11) 금속소재의 3D printing

 

제III장 3D 프린팅 기술개발동향
1. 3D 프린팅 기술의 등장과 발전
2. 3D 프린팅 기술 방식과 특징
1) 3D 프린팅의 원리와 과정
2) 3D 프린팅 방식
3. 주요 3D 프린팅 기술과 개발 현황
1) Rapid Prototyping(신속조형기술, 쾌속조형기술, 고속원형기술)
(1) 기술 개요
(2) 쾌속조형 (Rapid Prototyping) 재료 소개 및 제작 적용
가. 최근 개발된 쾌속조형 (Rapid Prototyping) 재료 소개
(3) 기술 개발 현황
가. 폴리젯 3D 프린팅 기술과 FullCure 3차원 프린팅 재료
나. 의학 쾌속조형 (MRP, Medical Rapid Prototyping) 기술
다. 조직공학용 스캐폴드 개발을 위한 조형가공기술의 적용
라. 역설계 및 Rapid prototyping(RP) technique의 선천성 심장병수술 시뮬레이션 기술적용
마. Objet Geometries社의 잉크젯 기반 3D 프린팅 기계를 이용한 쾌속 조형(RP) 분야

    기술적용
바. RP를 이용한 환자 맞춤형 족관절 보조기(AFO)
2) Additive Manufacturing(첨가형 제조, 첨가식 가공)
(1) 기술 개요
(2) 첨가식(첨삭)가공(Additive Manufacturing)의 세계적 추세
가. 개론
나. 산업 성장
다. 전 세계적인 첨삭가공의 채용
라. 토의
마. 부품 제조의 적용
바. 기회와 도전
사. 결론
(3) 기술 개발 현황
가. An Overview of Additive Manufacturing
나. Additive Manufacturing Technologies: Technology Introduction and Business

    Implications
다. Additive Manufacturing: Status and Opportunities
라. ECONOMIC ANALYSIS OF ADDITIVE MANUFACTURING FOR FINAL PRODUCTS:

    AN INDUSTRIAL APPROACH 
3) Direct Digital Manufacturing
(1) 기술 개요
가. DDM 사용 이유
나. DDM 사용 조건
(2) FAT (Fabrication & Assembly Tools : 시제품 제작) 활용 사례
가. FAT 장점
나. FAT 활용 사례
다. FAT 활용분야
(3) EUP (End Use Parts: 최종제품) 활용사례
가. EUP 장점
나. EUP 활용사례
(4) 기술 개발 현황
가. Direct Digital Manufacturing-New Product Development and Production Technology
나. Rapid (Direct Digital)Manufacturing-Moving towards a globally distributed supply

     chain for low volume economic production

 

제Ⅳ장 3D 프린팅 주요 산업분야 활용사례
1. 최근 3D 프린팅 주요 산업 기술 동향
1) 3D 프린팅의 산업 혁명적 서비스화
2) 3D 프린터 총기 제작의 위법성 이슈화 논란
3) 3D 입체 프린팅 제작 서비스
(1) 아이템 개요
가. 아이템의 컨셉 및 특징
나. 업체정보 및 운영현황
(2) 사업성 분석
가. 시장 상황
나. 성장성
다. 수익성
라. 리스크 요인 (약점+위협=통합)
마. 차별적 고객 가치
바. 유사 아이템 소개
(3) 사업화 전략
가. 차별화 전략
나. 창업 전략
다. 성공 요인
4) 휴대형 3D 프린터와 3D 프린팅 포토 부스 등장
5) 노키아, 3D 프린팅이 가능한 스마트폰케이스 디자인 파일 공개
6) 미국 벤처기업 WobbleWorks社, 3D 프린팅 펜 상용화 준비
7) MakerBot, 데스크탑용 3D 스캐너 올 가을에 시판 예정
8) 외과 수술에 이용되고 있는 3D 프린팅
9) 푸드 프린터, 3D 프린터 기반 음식 합성기의 가능성과 개념
10) 자가 변형 제조 물질형 4D 프린팅 기술
11) 홀로그래피를 이용한 3차원 이미지 프린팅 기술
(1) 기술 개요
(2) 홀로 프린터에 의한 입체상 표시
(3) 시작(試作) 시스템과 실험결과
(4) 물체표면의 특성과 광선정보
(5) 광선정보와 파면재생(波面再生)
(6) 시사점
2. 주요 산업 분야 활용 사례
1) 주요 산업군별 사례 분석
(1) 콘텐츠 산업 분야
(2) 기업의 제조업 분야
(3) 전자산업 분야

(4) 광고 산업 분야
가. 내부 및 클라이언트 커뮤니케이션
나. 대 소비자 커뮤니케이션
(5) 개인 맞춤형 분야
2) 3D 프린터 주요 분야별 활용사례
(1) 자동차
가. 코닉세그社-신차 개발 공정 시간과 비용을 대폭 감소시킨 3D 프린터
나. Stratasys 3D 프린터로 Urbee 제작
다. 자동차 디자인 향상을 도운 FDM 시스템
(2) 건축
가. 신일경사(일)-3D프린터에서 플라스틱 수지를 사용해 부품 테스트를 위한

    프로토타입 제작
나. 3D 프린터로 성공을 하게 된 Paul Davis and Part社
다. 디멘젼 3D 프린터 실시간 디지털 모형제작 전시
(3) 소비재
가. Nestle 커피 메이커 부품의 기능성, 조립성 테스트를 책임진 3D 프린터
나. 디멘젼, 3D프린터-싸이클러를 위한 아이폰 받침대 제작한 Pedal Brain社
다. Dimension의 FDM 방식으로 혁신적인 제품을 개발해낸 Enventys社
(4) 산업기계 및 부품
가. 3D 프린터를 이용한 치공구 제작
(5) 금속소재
가. 금속소재 관련 3D 프린팅 주요 프로젝트 개발 현황
나. 금속소재 3D 프린팅 동향
(6) Fixture and Jig
가. 진공청소기 조립 Fixture
나. loxus社, Dimension 3D 프린터로 기술혁신 파워 업
(7) 태양에너지
가. 3D 프린팅으로 인한 태양에너지 산업 변화
나. 태양에너지산업 3D 프린팅 기술 보완
(8) 로봇
가. 3D 프린터 Dimension ‘로보컵’
나. 포항지능로봇연구소(PIRO) : 유리창 청소로봇제작
(9) 의료
가. Dimension 3D 프린터로 만들어진 “외골격”
나. 의료, 개호 침대 개발에 사용된 디멘젼 3D 프린터
다. FDM 3D 프린터 국외활용사례-모노타로社 휠체어 개발
(10) 항공
가. 3D 프린터로 찍어낸 훈련용 비행기 부품
나. Czech Aircraft Company社 3D 프린터_FDM RP 사용 항공목업 제작
다. Bell Helicopter社, FDM으로 품질 좋은 시제품 제작
(11) 학교
가. 일본 공학대학 Dimension 3D 프린터 6대로 혁신적인 교육 환경 제공
나. 동명대학교 기계공학과 uPrint_3D 프린터를 활용해 실무능력 강화 교육
다. 중앙대학교 기계공학과 3D 디지털 설계 연구실
3. 향후 전망
1) 향후 각종 산업의 혁신 동력으로 작용할 전망
2) 가정용 시장에 범용 기기로 자리 잡을 가능성은 미지수
3) 3D 프린터 활성화에 따른 부작용

 

특집 부록
Disruptive technologies : Advances that will transform life, business,

and the global economy 

- 글로벌 경제에 일대 변화를 줄 12분야 차세대 와해성 혁신기술 -
(McKinsey Global Institute, May 2013, 보고서)
Introduction: Understanding the impact of technologies
1. Mobile Internet
2. Automation of knowledge work
3. The Internet of Things
4. Cloud technology
5. Advanced robotics
6. Autonomous and near-autonomous vehicles
7. Next-generation genomics
8. Energy storage
9. 3D printing
10. Advanced materials
11. Advanced oil and gas exploration and recovery
12. Renewable energy