항공우주산업이나 의료업 등 전문분야에서 활용됐던 3D프린팅이 벤처 제조업 시대를 열고 있다.

저가 프린팅 기기가 확산되면서 대학, 벤처기업, 연구소 등 다양한 곳에서 필요한 물품을 만들기 시작했다. 전문분야로 여겨졌던 3D모델링 SW가 쉽고 편리한 3D프린팅을 지원하면서 일상생활에 초점을 맞춘 다양한 완구나 주방용품, 액세서리 등도 속속 등장하고 있다.

하드웨어를 생산하던 기업이 3D모델링 SW를 통해 항공 관련 첨단 SW기업으로 변신하는가 하면, 사용자와 제조자 간의 다양한 아이디어가 디지털 공간에서 맞춤 설계돼 출력되기도 한다.

수십 만 개의 제품 중 하나도 똑같은 것이 없는 다양성과 가정에서 필요한 부품과 물품을 바로 출력할 것이란 ‘상상’이 세계 곳곳에서 현실로 이뤄지고 있다.

A4용지를 사용하는 3D프린팅 ‘아르크’
플라스틱을 소재로 한 3D프린팅의 성장세를 보고 종이 프린팅 시대는 끝났다고 생각하면 오산이다.

아일랜드의 3D기업 ‘엠코 테크놀로지'는 플라스틱 대신 종이를 사용하는 풀 컬러 3D프린터 ‘아르크(ARKe)’로 주목받고 있다.

아르크는 3D모델링된 파일을 평범한 A4용지에 인쇄한 후 이를 한 장씩 접착제로 붙이고 정교하게 자르는 과정을 반복한다.

엠코 측에 따르면, 출력 속도는 일반 가정용 3D프린터보다 두 배 정도 빠르다. 아르크의 장점은 3D프린팅을 하는 과정에서 색을 첨가할 수 있다는 것이다. 기존 보급형 3D프린터들은 제품을 찍어낸 다음 다듬기나 채색 등의 마무리 작업을 해야 했다.

반면 아르크는 완전히 색이 입혀진 형태로 제품이 출력되기 때문에 컬러를 맘껏 표현할 수 있다. 엠코는 1만 가지 색채를 낼 수 있다고 밝혔다.

원재료의 조달이 쉬운 종이를 사용하기 때문에 재료비용이 적게 드는 것도 장점이다. 다만 수분에 의한 수축이나 변색 등에 주의해야 한다.

엠코의 엔지니어 나일 매기는 “종이 3D프린터는 플라스틱을 재료로 쓰는 보통의 3D프린터와 비교해 저렴한 가격으로 제품을 만들 수 있다”고 설명했다. 또 “기존의 화학용품을 쓰는 것보다 더 환경친화적이기 때문에 이런 장점을 살려 학교 등에 보급할 계획”이라고 덧붙였다.

엠코는 올 2분기에만 2500대 이상의 사전주문을 받았다고 밝혔다.

MIT 출신들의 패기가 담긴 3D프린터 ‘폼투’
폼랩(Formlab)은 MIT 미디어랩 출신들이 세운 벤처기업이다.

2012년 고해상도의 전문가용 성능을 갖추면서도 가격은 300만 원 대로 낮춘 3D프린터 ‘폼원(Form-1)’을 개발, 크라우드 펀딩 플랫폼인 킥스타터에 등록해 300만 달러(약 36억 원)의 투자를 유치하면서 인지도를 높였다.

폼랩의 3D프린팅은 액체 플라스틱을 레이저로 쏘아 고체로 만든다. 또 아래서 위로 적층하는 것이 아니라 위에서 아래로 형상을 붙여나간다. 레이저로 정확하게 필요한 만큼만 녹여 붙이기 때문에 해상도와 정밀도가 뛰어나다.

때문에 별다른 후가공 노력 없이도 전문가 수준의 출력물을 얻을 수 있다. 오렌지색 덮개를 씌운 외관은 아름답다는 평까지 듣고 있다.

폼랩이 최근 선보인 ‘폼투(Form-2)’는 폼원에 비해 크기가 40% 커졌고, 레이저 기능이 전작보다 50% 향상됐다. 출력품질도 좋아져 시제품이 아닌 실제제품화 해도 손색없을 만큼 뛰어나다. 와이파이와 모바일 앱으로 데이터 전송이 가능해지면서 편리성도 갖췄다.

가슴 큰 여성을 위한 3D기술 '트러스'
모든 여성의 가슴 크기는 똑같지 않다. 왼쪽과 오른쪽이 다를 수도 있고, 수술로 한 쪽이 없는 경우도 있다. 가슴이 작아도 걱정이지만 너무 커서 고민인 여성들도 있다. 무게가 앞쪽으로 실리면서 척추에 무리가 가 건강에 이상이 생기기도 하지만 크기에 맞는 브래지어가 없는 것도 이유다.

‘트러스(Trusst)’의 여성 공동창업자들은 시장조사를 통해 미국 여성의 평균 브래지어 크기가 표준을 넘어섰지만 란제리 업체들이 이를 제대로 반영하지 못하고 있다는 것을 확인했다.

곧 3D모델링을 통해 브래지어를 설계했고 3D프린터를 구입해 프로토타입을 만들었다. 300여 개의 프로토타입을 제작한 끝에 얻은 결과는 가슴의 무게를 지탱할 수 있도록 설계된 지지대를 브래지어에 부착하는 것이었다.

지난해 4월 킥스타터 목표금액의 5배를 모금하면서 사업에 탄력을 받은 트러스는 현재 끈 없는 브래지어나 스포츠용을 연구 중이다.

펜으로 획득하는 역설계 데이터 '3D인포테크'
역설계는 설계데이터가 존재하지 않을 때 제품의 형상을 스캔해 디지털화된 형상 정보를 획득하고 이를 기반으로 CAD데이터를 만드는 기술이다.

설계도를 직접 그려서 제품을 생산하는 것과 달리, 이미 만들어진 결과물을 스캔해서 얻은 데이터를 기반으로 설계한다는 점에서 ‘역(逆)’이란 이름이 붙게 됐다.

생산 중단된 제품을 복제하고 싶거나 기존 제품보다 향상된 새로운 제품을 만들고 싶지만 도면이 존재하지 않을 때 스캔으로 데이터를 얻을 수 있어 유용하다. 스캐닝을 통한 역설계는 데이터를 빨리 얻는 이점이 있지만 굴곡이나 공간을 제대로 표현하지 못하는 경우가 많다.

3D인포테크(3DINFOTECH)는 마치 펜처럼 손에 쥐고 스캐닝함으로써 역설계 데이터를 얻을 수 있는 제품을 선보였다. 끝 부분에 센서가 달려 있는데 손에 쥐고 제품의 좌우를 쓱쓱 찍어주면 양쪽에 카메라가 장착된 컨트롤박스가 이를 인식하고 값을 산출해 형상을 만든다.

굴곡이나 공간도 펜으로 가리키면 값이 측정되고 역설계에 반영된다. 전시회에서 만난 3D인포테크 관계자는 “메뉴만 조금 익히면 초보자도 어렵지 않게 역설계 데이터를 얻을 수 있다”고 귀띔했다.

새처럼 가벼운 ‘비둘기 스쿠터’
스위스 출신의 젊은 디자이너 이그나스 서빌라는 새처럼 가볍고 어디든 갈 수 있는 이동수단을 상상했다. 3D모델링 SW를 활용해 꿈꾸던 제품을 설계했다. 출력물의 이름은 ‘비둘기 스쿠터’.

접어서 어깨에 메고 다닐 수도 있고, 킥보드처럼 도심에서 탈 수도 있다. 지하철이나 버스 안에서도 손쉽게 들고 이동이 가능할 뿐만 아니라 디자인 완성도도 높아 대만 등지의 젊은 층에서 구매 요청이 잇따르고 있다.

손잡이 아래부터 바퀴에 이르는 부분은 다양한 재질로 대체가 가능하다.

스테인리스로 만든 스쿠터의 무게는 약 3㎏ 정도다. 이그나스 서빌라는 타깃 대상을 나눠 어린이용은 나무재질로, 일반인은 알루미늄을 사용해 제작할 계획이다. 탄소섬유를 소재로 한 럭셔리 모델도 준비 중이다. 탄소섬유로 할 경우 무게는 약 900g에 불과하다.