미국 시장조사기관 리서치앤마켓츠(ResearchAndMarkets)에 따르면 2030년 글로벌 개인용 3D 프린터 시장 규모가 $US 54억4000만달러로 성장할 것으로 전망된다. 2020년 글로벌 개인용 3D 프린터 시장 규모는 16억9000만달러를 기록했다. 향후 2021년 ~ 2030년까지 연평균 13.5% 성장이 예상된다.개인용 3D 프린터 시장은 치과 산업에서 3D 프린팅에 대한 높은 수요, 3D 프린팅 기술 채택을 위한 정부의 이니셔티브, 고객 맞춤형 상품을 제공할 수 있는 능력 등으로 인해 시장 성장의 원동력이 되고 있다.다만 개인용 3D 프린팅 시장 성장을 더욱 견인하기 위해서는 전 세계적으로 부족한 숙력된 노동력 문제를 해결해야 될 것으로 보인다. 개인용 3D 프린터는 전문가용 프린터와 달리 훨씬 저렴하고 실행하는데 필요한 소프트웨어가 사용자 친화적이다. 이러한 장점으로 인해 교육, 엔터테인먼트, 사진, 건축, 패션 및 보석 등 다양한 산업으로 확대되고 있다.3D 프린팅은 제조업체들이 다양한 인쇄 재료를 사용해 모델을 만드는 적층 인쇄 기술로 알려져 있으며 폴리머, 금속, 세라믹 등 다양한 형태의 재료들이 활용되고 있다.▲ Personal 3D Printer(출처 : Sculpteo 홈페이지)

미국 사우스 플로리다대 약대(USF Health Morsani College of Medicine)에 따르면 탬파종합병원(Tampa General Hospital)과 공동으로 인간 장기를 3D프린터로 제작했다.수술 기술을 기술을 가르치는 데에 사용하기 위한 목적이다. 3D 프린팅된 인간 장기는 단순한 플라스틱 모델이 아니라 실제 환자의 살아있는 심장 또는 기타 신체 부위의 복제품을 의미한다.크기와 모양이 100분의 1인치 이내로 정확한 것으로 평가된다. 이를 통해 외과의가 심장, 기타 장기 및 뼈의 복제품을 사용하여 수술을 시각화하고 실행할 수 있다.이와 같이 3D 프린팅된 인간 장기를 이용하여 심장 수술을 포함한 다양한 외과수술을 연습하고 평가할 수 있다. 또한 3D 프린터를 사용하면 외과의가 수술시기 및 수술하지 않을 시기도 결정할 수 있다.이와 같이 3D 프린팅을 통해 외과의와 환자는 최상의 정보에 입각한 선택을 할 수 있다. 또한 수술의 전반적인 효과와 성공률을 평가하기위한 더 많은 학술 연구가 진행 중이다. ▲ 탬파종합병원(Tampa General Hospital)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 나사 마샬우주비행센터(NASA Marshall Space Flight Center)에 따르면 우주개발기술의 스핀오프를 통해 3D 프린팅 기능의 향상과 발 냄새를 해결할 수 있다고 밝혔다.고급 3D프린터를 활용해 우주개발기술의 소재로 만든 인서트(insert)는 자극적인 신발 냄새를 줄일 수 있다. 밀폐된 환경의 공기질은 우주 비행사에게 중요하다.우주정화시스템은 우주 비행사의 날숨으로 인해 유입된 이산화탄소와 실험 및 장비로 생성된 화학물질의 공기를 제거해야 한다.연구팀은 입상 활성탄을 사용하는 솔루션에 착수했지만 대안인 활성탄 천도 강력한 성능을 발휘한다는 사실을 발견했다.이와 같은 마샬우주비행센터의 전문 지식을 바탕으로 헌츠빌(Huntsville)에 기반을 둔 일렉트로닉알케미(Electronic Alchemy)의 eForge 3D프린터가 진화됐다.3D 프린터로 누구나 자신의 센서, 조명 및 기타 전자 부품을 인쇄할 수 있다. eForge 3D프린터에는 필라멘트 카트리지를 집어들고 프린팅할 수 있도록 내리는 싱글 암(single arm)이 있다.재료는 적층돼 있으며 레이어 당 최대 8개의 재료를 프린팅할 수 있다. eForge 3D프린터는 우주 탐사를 위해 NASA가 개발한 기술이 일상생활에서 어떻게 사용되는지 보여주는 좋은 사례라고 평가된다.▲ USA-NASA-SpaceFlightCenter-3Dprinter▲ 나사 마샬우주비행센터(NASA Marshall Space Flight Center)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 주택건설업체인 부동산 거래 플랫폼인 SQ4D(SQ4D Inc)에 따르면 3D 프린터로 건축된 주택을 질로우(Zillow)의 경매 사이트에 올린 것으로 조사됐다. 주택 판매가격은 US$ 29만9999달러이다.1407스퀘어 피트이 규모이며 콘크리트로 지어졌다. 3개의 침실, 2개의 욕실, 2.5대를 수용할 수 있는 차고 등으로 구성됐다.해당 주택을 건축한 SQ4D Inc은 자동 빌딩 기술이나 3D 프린터를 활용해 각종 구조물이나 주택을 건설한다. 자동 로봇 건설 시스템을 활용하면 6~8시간만에 주택을 지을 수 있어 기존 방식에 비해 10 이상 빠르다.3D 프린터를 활용해 콘크리트를 층층이 겹쳐 쌓는 방식으로 주택이 지어진다. 기존의 건설방식에 비해 건축비용이 50% 저렴한 것으로 알려져 있다.▲SQ4D(SQ4D Inc) 로고

미국 적층가공업체인 시그마 랩스(Sigma Labs)에 따르면 디엠지 모리(DMG Mori)와 파트너십 협약을 체결했다. 디엠지모리 고객에게 Lasertec SLM 기계에 대한 업계 최고의 품질 보증을 제공하기 위한 목적이다.이를 위해 양사는 통합 솔루션을 광범위하게 테스트했다. 디엠지 모리의 금속 3D 프린터 제품군을 활용하는 산업 제조업체의 요구사항을 충족하는지 확인했다.프린터와의 인터페이스를 제공해 시스템이 Printer3D를 사용할 수 있다. 이번 파트너십은 고객에게 통합된 최첨단 용융 풀 모니터링 솔루션(advanced melt pool monitoring solution)을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.이와 같이 양사는 통합을 계속 강화해 더 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 전망된다. 참고로 3D 프린터의 산업활용 영역이 더욱 확대되고 있다.▲ USA-SigmaLabs-3Dprint▲ 시그마 랩스(Sigma Labs)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

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)

독일 다국적 3D프린터제조업체인 에스엘엠솔루션즈그룹(SLM Solutions Group)에 따르면 12개의 레이저가 장착된 새로운 금속 3D 프린터를 출시했다.3D 프린터는 동시 다중 레이저 기능 덕분에 단일 레이저 시스템보다 20배 빠른 성능을 갖는 것으로 평가된다. 레이저 출력은 적층제조뿐만 아니라 일반적인 제조를 위한 획기적이며 중요한 진전으로 분석된다.새로운 줌 기능을 이용해 12개의 광학 장치가 이중 렌즈 시스템을 통해 스팟 크기를 정의할 수 있다. 이를 통해 고객은 다양한 스팟 크기 중에서 선택하고 빌드 속도를 최대 1000cc/h까지 높인다.또한 적층제조시에 연속 생산이 가능하도록 공급망이 완전히 통합될 수 있다. 이를 위해 빌드 실린더 교환, 빌드 시작, 외부 예열 및 분말 제거 스테이션을 포함한 자동화 기능이 개발됐다.특히 최적화된 챔버 설계 및 특허받은 소결벽 기술(sinter-wall technology)과 함께 새로운 가스 흐름 설정이 추가됐다. 이와 같이 3D 프린터를 이용하면 비용 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 전망된다. ▲ Germany-SLMsolutionsGroup-3Dprinter▲ 에스엘엠솔루션즈그룹(SLM Solutions Group)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

독일 몰드공급업체인 기에세레이블로허(Giesserei Blöcher)에 따르면 새로운 3D 샌드 프린터(sand printer)를 통해 포트폴리오를 확장하고 있다.'RAM 336'으로 명명된 3D 샌드 프린터의 설치 공간은 1,800 x 900 x 900 mm이다. 3D 샌드 프린터는 완전 자동화된 로봇 지원 솔루션을 통해 고정밀 샌드 캐스팅 몰드 및 코어를 생산할 수 있다.특히 표적 형상의 기하 데이터와 유사하게 3D 샌드 프린터는 모래에 경화제를 부분적으로 적용한 후 곧 정확한 최종 윤곽으로 경화된다.3D 샌드 프린터는 +/- 0.010의 치수 및 반복 정확도로 작동하므로 매우 복잡한 형상과 까다로운 템퍼링이있는 금형 및 코어조차도 생산할 수 있다.이 3D 샌드 프린터를 통해 사용하기 쉽고 기하학적으로 복잡한 주조 주형을 기록적인 시간 안에 생산할 수 있을 것으로 기대된다. 3D 샌드 프린터는 고객의 설계 도면 또는 샘플 부품에 따라 기하 데이터를 생성할 수 있다.이를 위해 회사는 적절한 3D CAD 시스템과 리버스 엔지니어링 또는 재설계를 위한 스캔 및 디지털화 기술을 보유하고 있다. 이와 같이 3D 샌드 프린터는 고객 중심의 부품 생산기술을 구현할 수 있을 것으로 전망된다.▲ Germany-GiessereiBlocher-3Dprint▲기에세레이블로허(Giesserei Blöcher)의 전경(출처 : 홈페이지)

미국 쓰리디시스템즈(3D Systems)에 따르면 CollPlant Biotechnologies CLGN과 파트너십을 맺어 제 3자 회사를 위한 조직 및 스캐폴드 바이오 프린팅 프로세스(scaffold bioprinting processes)를 공동으로 개발했다.바이오 메디컬 산업의 발전을 촉진하기 위한 목적이다. 특히 양사는 최첨단 3D 바이오 프린터와 바이오링크(BioInks)를 개발해 조직과 스캐폴드를 생산할 수 있는 것으로 평가된다.3D 바이오 프린팅 시장은 2019년 대비 20.4%의 CAGR로 2024년까지 $16억 6천만 달러에 이를 것으로 예상된다. 더 높은 투자, 자금 및 연구 보조금, 기술 발전, 제약 및 화장품 산업에서의 3D 바이오 프린팅 채택이 시장을 주도할 것으로 전망된다.또한 쓰리디시스템즈는 헬스케어 사업 전망에 대해서 여전히 낙관적으로 분석된다. 의료 및 치과 고객을 위한 프린터 및 재료에 대한 지속적인 수요로 인해 이 부문의 성장이 가속화된 것으로 평가된다.특히 회사는 새로운 트렌드를 활용하기 위해 포트폴리오 전반에 걸쳐 재료 혁신을 연구하고 있으며 관련 연구에 많은 금액을 투자하고 있다.▲ USA-3Dsystems-3Dprinter▲ 쓰리디시스템즈(3D Systems)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 3D 프린터 제조업체인 일렉트로닉알케미(Electronic Alchemy)에 따르면 완전한 기능을 갖춘 전자장치를 적층가공할 수있는 시스템을 개발했다.2016년부터 우주공간에서 3D 전자장치를 프린트하기 위해 나사(NASA)와 공동작업을 해오고 있다. 파트너쉽은 eForge 다중재료(multi-material) 전자장치 3D 프린터용 필라멘트 및 프로토 타입 개발에 중점을 뒀다.2017년에 NASA Goddard Space Flight Center와 3D프린팅 계약을 체결하고 저전력 그래핀 기반 화학 센서를 테스트했다.행성 우주 임무에서 부식성 가스는 궤도를 도는 우주선이 조기에 고도를 잃어 지구로 떨어지게 할 수도 있다. 회사가 설계한 화학 센서는 이러한 가스에 매우 민감해 빠른 감지를 제공할 수 있다.센서를 주문형으로 생산하기 위해 센터는 eForge 3D 프린터를 우주선으로 가져갈 계획이다. eForge 3D 프린터는 FDM(Fused Deposition Modeling)을 사용하여 전자제품을 3D 프린팅할 수 있다.eForge 3D 프로토 타입을 테스트한 일렉트로닉알케미는 다층 신발 깔창에 정전용량 기반 압력센서 네트워크를 3D로 프린팅했다.2019년 6월 센서와 eForge 3D 프린터를 나사에 성공적으로 제공했다. 이제 3D 프린팅 전자 제품의 재활용 프로세스를 개발하고 있다. 이와 같이 3D 프린팅 전자장치의 활용도는 미래에 더욱 증가할 것으로 전망된다.▲ USA-ElectronicAlchemy-eForge3Dprinter▲ 일렉트로닉알케미(Electronic Alchemy)의 eForge 3D 프린터 홍보자료(출처 : 홈페이지)