3D 프린팅의 일반적인 응용 분야: 항공우주에서 패션까지

항공우주 및 의료 목적부터 패션 및 자동차 혁신에 이르기까지 프로토타입 제작, 제조 및 맞춤화를 위한 3D 프린팅의 가능성은 거의 무한합니다.

3D 프린터가 런던 과학 박물관에서 열린 '3D: 미래 프린팅' 전시회에서 인간 형상 모형을 제작하고 있습니다. (사진 제공: Oli Scarff/Getty Images)

3D 프린팅은 컴퓨터 파일을 이용해 견고한 3차원 물체를 만드는 과정입니다.

3D 프린팅은 적층 프로세스입니다. 즉, 프린터가 재료(예: 플라스틱 필라멘트)를 평평한 표면에 반복해서 놓는 것을 의미합니다.

보급형 3D 프린터의 가격은 가장 기본적인 모델의 경우 300달러 이상이며, 프린팅을 처음 접하는 사람들은 Printables 및 MyMiniFactory와 같은 웹사이트에서 수천 개의 모델을 찾을 수 있습니다.

3D 프린팅은 특히 프린팅이 더욱 저렴해지고 널리 보급됨에 따라 의료용 임플란트 및 자동차 부품과 같은 전문적인 용도로 많이 사용됩니다.

3D 프린팅은 환자의 무릎, 두개골, 척추 또는 엉덩이에 사용할 수 있는 금속 임플란트를 만드는 것을 포함하여 의료 산업에서 다양하고 유용한 목적을 가지고 있습니다. 3D 프린터는 저렴한 비용으로 의료 장비와 보철물을 만들 수도 있습니다. 치과 산업은 임플란트, 크라운, 유지 장치, 의치 및 해부학적 모델을 만드는 데 사용할 수 있는 3D 프린팅으로 큰 이점을 얻었습니다. 3D 프린팅은 또한 보청기 및 수술 모델을 만들 수 있으며 의사가 수술 전 계획을 세우는 데 도움을 줄 수 있습니다.

3D 프린터는 건설 현장에서 크고 작은 목적으로 모두 사용될 수 있습니다. 일부 용도에는 건설 프로젝트의 프로토타입 또는 건축 모델 제작과 부품 제작이 포함될 수 있습니다. 3D 프린팅 건축 제품에 사용되는 일반적인 재료에는 콘크리트, 섬유, 모래, 지오폴리머의 혼합물이 포함됩니다. 3D 프린팅은 건물 전체를 만드는 등 대규모 건설 프로젝트를 수행하는 데에도 사용될 수 있습니다. 2016년 중국의 한 건축 회사는 규모 8의 지진을 견딜 수 있을 만큼 두꺼운 벽을 갖춘 4,300평방피트 규모의 집을 45일 만에 지었습니다. 높이가 거의 10미터에 달하는 세계 최대의 3D 프린팅 건물은 2022년 사우디아라비아 리야드에 건설된 빌라입니다.

3D 프린팅은 옷을 디자인하고 만드는 데에도 사용될 수 있습니다. 2015년 Danit Peleg는 전적으로 3D 프린터로 만든 의류 라인을 만든 최초의 디자이너가 되었습니다. 그녀는 이스라엘의 Shenkar College of Engineering and Design에서 논문을 위해 패션 분야의 3D 프린팅을 공부했으며 Mission Magazine에 3D 프린팅이 실제 직물을 사용하는 것에 대한 지속 가능한 대안이 될 수 있다고 말했습니다. 네덜란드 디자이너 Iris van Herpen도 3D 프린팅을 실험했으며 그녀의 룩 중 일부는 작년 Met Gala 레드 카펫에서 Teyana Taylor와 Dove Cameron을 포함한 유명인들이 착용했습니다. Dior, Reebok 등 패션 브랜드도 3D 프린팅된 웨어러블 디자인을 제작했습니다.

교육자는 3D 프린팅을 사용하여 교실에서 학생의 참여를 향상시킬 수 있습니다. 과학 및 공학 분야의 학생들은 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입과 기계를 만들 수 있으며, 수학 학생들은 복잡한 기하학적 개념의 실제 시각화를 만들 수 있습니다. 일부 학교에서는 3D 프린팅 과정도 제공합니다. MIT(Massachusetts Institute of Technology)에서는 3D 프린팅 기초에 대한 학부 및 대학원 과정을 제공하고, 텍사스 대학교(University of Texas)와 버지니아 공대(Virginia Tech)도 3D 프린팅에 대한 자체 과정과 자격증 프로그램을 제공합니다.

2014년, 지금은 없어진 Local Motors는 세계 최초의 완전 3D 프린팅(다운로드 가능) 자동차인 Strati를 제작했습니다. 자동차는 인쇄하는 데 44시간이 걸리며 속도는 시속 50마일에 이릅니다. 그러나 3D 프린팅은 프로토타입 및 다양한 자동차 부품 제작을 포함하여 자동차 생산 과정 전반에 걸쳐 다른 많은 목적을 가지고 있습니다. 2024년형 Cadillac Celistiq에는 제조업체 GM이 "역대 기술적으로 가장 진보된 캐딜락"이라고 설명하는 100개 이상의 3D 프린팅 부품과 가장 많은 3D 프린팅 부품을 갖춘 차량이 포함됩니다.

자동차 산업과 마찬가지로 항공우주 산업도 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입과 부품을 제작할 수 있습니다. 3D 프린팅 부품은 가벼울 수 있으므로 이러한 부품은 항공기 무게를 줄이는 데 도움이 되며 연료 소비와 비행이 환경에 미치는 영향을 모두 줄여줍니다. 3D 프린팅은 또한 주문형으로 생산할 수 있기 때문에 특정 부품을 비축할 필요성을 줄일 수 있으며, 때로는 여러 부품을 단일 부품으로 압축하여 3D 프린팅 부품 생산을 더욱 비용 효율적으로 만들 수 있습니다. 3D 프린팅할 수 있는 일반적인 부품에는 금속 브래킷 및 고정 장치뿐만 아니라 NASA 및 공군 기지에서 훈련을 위해 자주 사용하는 대리 부품도 포함됩니다.