▲ 일본 다이세이건설(大成建設) 직원 이미지 [출처=홈페이지]일본 다이세이건설(大成建設)에 따르면 7축 자유도의 이동식 3D 프린터를 개발했다. 기존의 겐트리형 3D 프린터를 대폭 쇄신해 이동식 3D 프린터를 만들었다.이동식 3D 프린터는 2018년 건설용 프린팅 기술과 7축 자유도의 다관절 로봇을 연계하며 개발을 시작했다. 대형 조형물을 3D 프린터로 만들려면 노즐을 광범위하게 이동해야 한다.노즐이 자유롭게 이동할 수 있어야 함은 물론 노즐에서 토출하는 재료의 양도 정미랗게 제어할 필요가 있다. 로봇 팔 자체를 수평 이동하면서 완벽하게 제어하는 것은 매우 어렵다.3D 프린터와 다관절 로봇은 이미 개발된 일반적인 제품이다. 범용적인 용도로 개발된 로봇팔과 3D 프린터를 조합해 완벽하게 제어하는 것이 핵심 기술이다.개발이 완료된 이동식 3D 프린터는 대형으로 복잡한 곡선 형상을 가지는 구조체, RC벽, 라멘 고가교 등의 구조물을 현장에서 직접 프린터할 수 있다.이동식 3D 프린터의 특징은 물질을 내뿜는 노즐을 움직이는 로봇 팔 전체를 레일에 올려 수평 방향으로 이동이 가능하다는 점이다.따라서 겐트리 내 혹은 로봇팔이 닿는 범위 내에서만 프린트할 수 있었던 종래와 비교해 시공 범위가 대폭 확대됐다. 토출 포인트도 노즐을 기울려 접근이 가능해져 최적의 철근 덮개도 만들 수 있다.  

미국 주택건설업체 레나(Lennar)에 따르면 오스틴에 기반을 두고 있는 ICON의 기술력을 이용해 3D 프린트 주택단지를 건설할 계획이다. 2022년 초 오스틴 지역에 3D 프랜터로 건설된 300채의 주택이 신규 건설된다.주택 건설에 대규모 3D 프린터를 이용할 경우 지역의 부족한 주택문제를 해결할 수 있다. 건설산업에 영향을 미치고 있는 노동력과 목재 부족문제를 극복하기 때문이다. 3D 프린팅 건축업체 ICON은 2021년 9월 3D 프린팅 주택을 건설하기 위해 시리즈 B에서 약 US$ 2억700만달러 규모의 투자를 받았다.Norwest Venture Partners가 주관사로 8VC, Bjarke Ingels Group (BIG), BOND, Citi Crosstimbers, Ensemble, Fifth Wall, LENx, Moderne Ventures, Oakhouse Partners 등이 참여했다.2018년 3월 3D로 프린팅된 주택을 최초로 출시했다. 350평방피트의 주택을 25%의 속도로 48시간 내에 프린팅할 수 있다.현재까지 미국과 멕시코 전역에 약 24채의 3D 프린팅 주택을 배달 및 건설했다. 이중 약 50% 이상이 노숙자나 빈곤층을 위해 지어졌다.2021년 여름 3D 프린터로 건설된 4채의 주택은 오스틴 동부시장에 출시됐다. 4개의 침실과 여러 개의 욕실을 갖추고 있다. 또한 군인들을 위한 막사로 사용될 최대 72명의 군인을 수용할 수 있는 3800제곱피트의 3D 프린터 막사를 건설하기도 했다. 최근 들어 노숙자나 빈곤층에 대한 저렴한 가격의 주택 수요가 증가하면서 3D로 인쇄된 주택과 구조물에 대한 수요가 급증하고 있다.향후 달이나 화성 탐사 등 우주 개발이 본격화되면서 NASA 등과 우주 건설시스템 개발로 수요가 확대될 것으로 전망된다.▲ 3D프린터로 주택을 건설하는 현장(출처 : ICON)

독일 거푸집공사 전문업체인 페리그룹(PERI Group)에 따르면 3D 건설 프린터를 사용해 3층 아파트 블록을 짓고 있다. 아파트 단지는 바이에른주 발렌하우젠(Wallenhausen, Bavaria)의 부지에서 6주 동안 건설될 예정이다.380 평방미터 규모로 유럽에서 가장 큰 프린팅된 주거용 건물이 될 것으로 평가된다. 이를 위해 단단히 설치된 금속 프레임에서 3축 이동하는 프린트 헤드가 구비된 갠트리 프린터(gantry printer) BOD2가 사용된다.BOD2는 빈 파이프 및 연결부 설치와 같은 수동 작업을 프린팅 프로세스에 쉽게 통합할 수 있다. 1m/s의 속도를 갖는 BOD2는 현재 시장에서 가장 빠른 3D 건설 프린터로 알려져 있다.3D 프린터로 1m²의 이중 스킨 벽을 완성하는 데 약 5분이 걸린다. 프린터 헤드와 프린팅 결과는 카메라를 통해 모니터링된다.프린팅 가능한 콘크리트를 생산하는 데 사용되는 재료는 하이델베르그세멘트(HeidelbergCement)로부터 공급받고 있다.재료는 탁월한 펌핑 및 압출 특성을 가지고 있으며 BOD2 프린터와 완벽하게 작동되는 것으로 평가된다. 향후에는 건설분야에서도 3D 프린터가 더욱더 광범위하게 사용될 것으로 전망된다.▲ Germany-PeriGroup-3Dprinter▲ 페리그룹(PERI Group)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 오크리지국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)에 따르면  3D 프린팅을 이용해 원자로 코어를 개발했다. 이를 통해 원자력 발전소를 더 저렴한 비용으로 더 빨리 건설할 수 있을 것으로 전망된다.TCR(Transformational Challenge Reactor Demonstration Program)을 통해 핵심 설계 선택과 프로토타입 원자로 코어 생산을 위한 적층제조기술을 입증하는 '스프린트'를 포함한 몇 가지 기본 실험을 완료했다.모니터링 기술은 제조공정을 지속적으로 평가해 프린팅 데이터의 실시간 검증 및 인공지능을 통한 성능 분석을 가능하게 하는 실시간 데이터 스트림을 제공한다.빌드 후 테스트는 구성요소 성능을 평가하고 각 부품의 동작과 실제 제조 데이터간의 연결을 설정한다. 이와 같이 3D 프린팅을 사용함으로써 지난 수십년 동안 이용할 수 없었던 기술과 재료를 사용할 수 있을 것으로 전망된다.이제 최적의 신뢰할 수 있는 에너지 시스템을 보장할 설계와 프로세스를 개선하는 데 집중할 방침이다. 2023년까지 최초의 원자로를 운영하는 것을 목표로 하고 있다.▲ USA-ORNL-3dPrint▲ 오크리지국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

캐나다 스타트업인 그랜빌바이오메디컬(Granville Biomedical)에 따르면 코로나(COVID)-19 테스트용 3D 프린팅된 코 면봉을 공급하기 위해 보건부로부터 승인을 모색하고 있다.그랜빌바이오메디컬은 세인트존(St. John)시에 기반을 둔 여성건강 훈련 및 교육을 위한 해부학적 시뮬레이션 모델을 생성하는 업체이다.회사는 2021년 미국에서 개발 및 승인된 비인두 면봉 패턴(nasopharyngeal swab pattern)을 프린팅할 수 있는 권한을 부여받았다.비인두 면봉은 저항이 있을 때까지 콧구멍을 통해 머리 뒤쪽으로 삽입된다. 면봉을 공동 내부에서 감아 분비물을 수집한 다음 테스트한다.현재 주당 3000개의 면봉을 생산할 수 있다. 수요에 따라 수용 가능한 면봉을 만드는 데 필요한 전문화된 3D 프린터를 더 구입할 것을 검토할 예정이다.그랜빌바이오메디컬은 아직 면봉 가격을 책정하지 않았지만 간접비를 낮추고 가격을 공평하게 유지할 방침이다. 향후에는 프린팅가능한 면봉 연구를 더욱 추진하여 새로운 비인두 면봉을 만들 계획이다.미국에서 특허를 받은 패턴에 의존하지 않기 위한 목적이다. 참고로 3D 프린터에 대한 수요가 확대되면서 관련 산업이 비약적으로 발전하고 있다.▲ Canada-GranvilleBiomedical-3Dprint▲ 그랜빌바이오메디컬(Granville Biomedical)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

중국 기술회사인 윈선빌딩테크닉(盈创建笻科技)에 따르면 3D 프린팅 기술을 이용해 코로나 바이러스 검역실을 제작했다. 지금까지 15개를 만들어 후베이성(湖北省)의 시안닝(鹹寧)시에 위치한 병원에 기증했다.각각의 크기는 10평방 미터로 침대 2개에 충분한 크기이다. 열 보존 및 격리에 필요한 표준을 충족하며 강한 바람과 지진에도 견딜수 있도록 설계됐다.특히 3D 프린트된 검역실은 이동성이 뛰어나고 설치가 쉬우며 전원에 연결되는 즉시 사용할 수 있다. 또한 소독하기 쉽고 전염병이 끝나면 재사용될 수 있다.이와 같은 검역실은 2시간 내에 프린팅될 수 있고, 1대의 프린터기는 하루 15개의 검역실을 생산할 수있다. 기본 비용은 약 ￥28,000위안이다.중국에서 발생된 코로나 바이러스는 중국 병원의 병실 수요를 크게 증가시켰다. 이러한 급작스러운 수요를 회사가 개발한 3D 프린팅 기술이 해결해줄 수 있을 것으로 기대된다.▲ China-WinSunBuildingTechnique-3Dprint▲ 윈선빌딩테크닉(盈创建笻科技)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

영국 브리티시에어웨이(British Airways)에 따르면 항공지연을 줄이기 위해 유지 보수 분야에 3D 프린팅 기능을 도입할 계획이다.공항에서 3D 프린터를 번들로 제공하면 특정 부품을 쉽게 조달할 수있을 것으로 예상된다. 필요할 때 "비-필수적인 객실 부품"을 주문형 3D 프린팅 목록에 가장 먼저 올릴 수 있을 것으로 분석된다.이를통해 직원들이 트레이 테이블과 화장실을 즉석에서 고정시키는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 혁신이 얼마나 지루한지 그리고 그것이 실제로 약간의 차이를 만들지 않을 가능성을 강조할 방침이다.3D 프린트가 할 수 있는 일들의 목록에 대한 첫번째 아이디어는 날붙이(cutlery)다. 두번째 아이디어는 칫솔이나 빗이다. 언젠가는 전 세계 공항에 거대한 3D 프린터를 설치해 플라스틱 포크가 프린팅될 수 있을 전망이다.즉 브리티시에어웨이의 혁신 속도를 고려해볼 때 3D 프린팅을 유지보수 분야에 도입한다고 밝혔지만 이를 실제로 적용하는 데에는 오랜 시간이 걸릴 수도 있을 것으로 평가된다.▲ UK-BritishAirways-3Dprint▲ 브리티시에어웨이(British Airways)의 로고(출처 : 홈페이지)

캐나다 신발 회사인 네이티브슈즈(Native Shoes)에 따르면 미국 MIT대의 셀프-어셈블리랩(Self-Assembly Lab)과 제휴하여 가장 인기있는 신발 디자인의 3D 프린트 토우를 개발했다.개발된 신발은 특허받은 3D 프린팅 기술을 사용해 액체 고무로 프린팅된다. 신발은 처음에 컴퓨터에서 디자인되어 재사용 가능한 수성 젤 포뮬러의 용기에 직접 프린팅된다.신발 재료는 에밀리 카 아트 앤 디자인대(Emily Carr University of Art and Design)와 공동으로 개발했다. 신발 재료는 부분적으로 EVA 재생수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate)로 만들어진다.특히 이 재료는 유연하고 고무 같은 재질로서 회사의 사출 모듈형 신발 생산에 사용된다. 이와 같은 액체 프린팅 공정을 통해, 신발은 사출 성형 방법이 허용하는 것보다 훨씬 높은 50% EVA 재생수지로 만들어질 수 있다.액체 프린팅된 신발은 주문형으로 제작된다. 향후에는 3D 프린팅을 이용한 신발 생산이 보다 대중화될 수 있을 것으로 기대된다.▲ Canada-NativeShoes-3Dprint▲ 네이티브슈즈(Native Shoes)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

볼보트럭(Volvo Trucks North America)에 따르면 미국 버지니아주 더블린에서 트럭 제조과정에 사용되는 도구와 비품 생산에 3D 프린팅 기술을 사용하고 있다.현재 버지니아주 더블린에서 생산되는 트럭들은 북미시장에 모두 판매되고 있다. 볼보트럭은 트럭 제조공정에서 품질향상 기회를 찾기위해 프로토타입에 3D기술을 적용하기 시작했다.수년간 3D 프린팅 기술의 내부검토 및 미세 조정을 통해 생산된 500개 이상의 제조 도구와 비품들이 NRV(New River Valley) 작업현장에 사용되고 있는 것이다.볼보트럭은 3D 프린트 제조 도구의 구현으로 빠른 생산과 지속적인 품질 개선이 가능하게 됐다. 몇년 후 3D 프린팅이 제조 공정과 문화에서 필수적인 요소가 될 것으로 전망된다.3D 프린팅된 도구와 비품들은 더블린 공장 내 볼보 이노베이션 프로젝트(Volvo Innovative Projects) 연구소에서 개발됐다.▲ volvo truck▲볼보트럭(Volvo Trucks North America) 홈페이지

영국 퀸엘리자베스병원(Queen Elizabeth Hospital)에 따르면 환자의 가슴 뼈를 수리하기 위해 3D 프린트된 흉골 임플란트를 장착했다.랭커셔(Lancashire)의 플릿우드(Fleetwood)에서 온 52세의 이 환자는 이전 수술에서 합병증으로 흉골이 무너졌다. 얼마 후 이 환자는 다시 흉골을 모을수 없다는 것을 알게됐다.이에 대한 대안으로 3D 프린팅이 제시됐다. 손상된 갈비뼈 케이지의 일부를 3D 프린트된 티타늄 보철물로 교체했다. 퀸엘리자베스병원의 심장팀은 티타늄을 사용하여 감염에 가볍고 견고한 임플란트를 구현한 것으로 평가된다.고도로 숙련된 3명의 외과팀의 공동 작업을 통해 복잡한 절차를 수행할 수 있는 역량과 경험을 개발해 환자의 장기 결과 개선에 성공한 것으로 평가된다.향후에는 3D 프린터를 이용한 흉골 임플란트 수술이 보다 활성화될 수 있을 것으로 전망된다. 참고로 3D 프린터는 국가차원으로 개발하고 있는 4차 산업혁명의  핵심 기술이다. ▲ UK-QueenElizabethHospital-3Dprint▲ 퀸엘리자베스병원(Queen Elizabeth Hospital)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)