[뉴스핌=우동환 기자] 3D 프린팅 기술이 발전하면서 개인 취미 생활의 영역을 넘어서 다양한 산업 분야에도 새로운 기회를 제공하고 있다.

특히, 사물을 입체 그대로 재현한다는 점에서 광범위한 제3차 산업혁명으로도 불리고 있을 만큼 관심을 끌고 있다.

실제로 최근 3D 프린팅 기술을 응용한 사례를 살펴보면 산업 분야에서의 활용 가능성은 무궁무진하다는 것을 알 수 있다. 간단한 완구에서부터 주택 자제, 자동차 부품, 인공 심장에 이르기까지 복잡하면서도 상당한 공정이 필요한 물품들이 클릭 한 번으로 찍혀 나오고 있다.

<3D 프린팅 인공혈관 이미지. 출처: 브리검 여성병원>

이 가운데 의료 산업 분야는 3D 프린팅 기술로 가장 극적인 변화를 맞을 분야 중 한 곳으로  꼽히고 있다. 

과거 SF영화를 살펴보면 부상을 당한 주인공의 신체를 컴퓨터로 스캔한 뒤 인체 조직이나 장기를 그대로 복제해 치료하는 장면이 종종 나온다. 비록 이런 의료 기술이 현실화되기까지는 시간이 더 필요하지만 최근 3D 프린팅 기술의 발전을 통해 그 가능성을 엿볼 수 있다.

최근 의료 분야에서의 3D 프린팅 기술은 보청기와 의족, 의수 등 보철기기 제작에 활용되는 추세다. 개별 신체 부위를 스캔해 자신의 몸에 가장 적합한 형태로 보철기기를 만들 수 있다는 점에서 업계의 큰 관심을 불러일으키고 있다.

하지만 3D 프린팅 기술은 여기서 더 나아가 인공심장과 인공연골 등 신체조직을 그대로 재현하는 영역까지 넘보고 있다.

실제로 최근 국내에서 인체 장기를 만드는 3D 프린트용 바이오 잉크가 개발됐다고 해서 화제가 됐다.

이달 초 포스텍 기계공학과 조동우 교수팀은 가톨릭의대 이종원·김성원 교수, 한국산업기술대 심진형 박사, 미국 워싱턴대 김덕호 교수팀과 공동으로 실제조직과 같은 성분의 탈세포화된 조직으로 인공조직을 만들 수 있는 3D 세포 프린트용 바이오 잉크를 개발했다고 발표했다.

이 같은 연구는 단순히 3D 프린팅으로 조직 외형을 모사하는 단계를 넘어 만들고자 하는 실제 조직으로 분화할 수 있도록 하는 성과로 평가받고 있다.

3D 프린터로 인체 조직을 모사하는 기술은 정교하고 복잡한 혈관을 그대로 재현하는 단계에 도전하고 있다.

최근 미국 보스턴 브리검 여성병원의 연구진은 최근 3D 프린터를 활용해 인공혈관 샘플을 구현하는 데 성공했다고 발표했다. 연구진은 세포 배양에 사용되는 아가로스겔을 프린터에 주입해 혈관의 형태를 인쇄한 뒤 여기에 하이드로겔을 첨가하는 방식으로 혈관샘플을 구현한 것이다.

다만 이 혈관샘플이 생체대사를 감당할 수 있을 정도로 충분히 강력하지 않다는 점에서 앞으로 추가 연구가 더 필요한 것으로 알려졌다.

<어비2. 출처: 코 에콜로직>

제조업 분야에서도 3D 프린팅 기술이 빠르게 확산되는 추세다.

자동차 제조업체인 포드는 이미 10년 전 산업용 3D 프린터를 도입해 약 4000여 개의 프로토타입 부품을 생산한 바 있다. 최근에는 5곳의 3D 프로토타이핑 센터를 운용하고 있으며 한 곳 당 연간 2만 개의 부품을 생산하고 있다. 

3D 프린터를 활용해 프로토타입의 부품을 제작하면서 수작업으로 진행됐던 이전 공정보다 작업 시간을 크게 단축할 수 있었다는 평가다.

실제로 포드 측은 "3D 프린팅 기술을 도입하지 않았다면 요즘 신형 모델의 출시 시기를 맞출 수 없었을 것"이라고 설명하고 있다.

3D 프린터로 부품을 만들어 조립한 자동차도 이미 선보인 바 있다. 지난 2010년 캐나다 코 에콜로직사는 3륜 구동 하이브리드 자동차인 어비(Urbee)를 선보이고 시험 주행했다.

어비는 플라스틱 차체를 3D프린터를 통해 만들었다는 점에서 최초의 3D프린팅 자동차로 불리고 있다. 코 에콜로직사는 내년 새로운 어비2를 통해 미국 대륙 횡단을 예고하고 있다. 
 
자동차뿐만 아니라 주택 역시 3D프린터로 제작되고 있다. 지난 4월 중국 상하이에서는 3D프린터를 활용해 단 하루 만에 주택 10채를 건설하는 데 성공하면서 세간의 관심을 끌었다.

이 프로젝트를 진행한 상해영창장식설계공정회사는 시멘트와 유리를 재료로 3D프린터를 사용해 자재를 만들어 조립했으며, 여기에 사용된 프린터는 길이 32ｍ, 너비 10ｍ, 높이 6.6ｍ에 달했다. 

특히 관심을 끌었던 부분은 건설 비용으로, 채당 4800달러(500만원)에 불과했다. 다만 프린터를 사용해 집을 통째로 지은 것이 아니라는 점에서 최초의 3D프린팅 주택이라고 볼 수 없다는 견해도 있다.    

이 밖에도 최근 햄버거와 피자를 만들어내는 3D 푸드 프린터가 등장하는 등 식품업계로까지 기술이 확산되는 추세다.




[뉴스핌 Newspim] 우동환 기자 (redwax76@gmail.com)