AI 핵심 요약
beta- EPFL 연구팀이 3D 프린팅 효율을 70배 높인 신형 홀로그래픽 체적 프린팅 기술을 개발했다.
- 새 기술은 저출력 레이저로 생체 적합·고정밀 프린팅을 구현해 인체 장기 등 의료 응용 가능성을 크게 높였다.
- 3D 프린팅은 구조 자유도·재료 효율성을 바탕으로 중국 수출·소비자 시장에서 고성장 산업으로 부상하고 있다.
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3D 프린팅 기술 2대 강점, 최첨단 제조업 응용
2자릿수 성장률 예상, 중국 수출 확대 동력으로
A주 테마주 22개, 고성장∙기관관심 집중주 선별
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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 최근 3D 프린팅 산업에서 '속도·정밀·생체 적합성'의 3가지 측면에서 기술적 돌파구를 마련, 패러다임 전환을 예고하고 있다.
기술 혁신과 함께 글로벌 시장이 빠르게 팽창하는 가운데, 중국에서도 3D 프린팅은 수출의 핵심 성장축으로 떠오르며 대표적인 미래 고성장 산업으로 주목 받고 있다.
이러한 흐름 속 중국 본토 A주 시장에서도 3D 프린팅 테마에 대한 관심이 다시금 높아지고 있다. 기술 진보와 산업 성장 그리고 투자 자금의 집중이라는 세 흐름이 맞물리며 3D 프린팅이 '차세대 제조 혁신'의 핵심 키워드로 떠오른 가운데, 최근 시장의 관심이 집중된 고성장 테마주를 통해 투자방향의 팁을 제공하고자 한다.
◆ 효율 70배↑, 3D 프린팅 신기술 등장
최근 스위스 로잔연방공대(EPFL) 연구팀이 신형 홀로그래픽 체적 3D 프린팅 기술을 개발했다는 소식이 전해지며 3D 프린팅 테마가 다시금 조명 받고 있다.
해당 기술에 따르면 기존 기술 대비 프린팅 효율을 70배 향상시켜 수 초 내에 밀리미터급 구조를 완성할 수 있고, 인체 장기 모델도 수 분 내 제작이 가능하다.
관련 논문은 스프링거 네이처(Springer Nature)에서 발간하는 광학 분야 최상위 권위 학술지 '빛, 과학과 응용(Light: Science & Applications)' 최신판에 게재됐다.
이 기술은 '단층 체적 적층 제조(TVAM)' 방식에 기반한다. 기존의 층별 적층 방식과 달리, 회전하는 감광성 수지 용기에 레이저를 조사해 전체 3차원 구조가 내부에서 한 번에 형성되도록 한다.
이번에 EPFL 연구팀은 체적 3D 프린팅 시스템에 광선의 위상을 직접 제어할 수 있는 새로운 장치를 최초로 도입해 시스템 효율을 크게 끌어올렸다. 실험 결과, 해당 시스템은 수 초 내 완전한 밀리미터급 물체를 출력하고, 수 분 내 센티미터급 구조를 제작할 수 있다.
더 중요한 점은, 이 위상 제어 기술이 '자가 치유' 능력을 가진 광선을 생성해, 살아있는 세포가 포함되어 광 산란이 심한 생체 재료에서도 높은 프린팅 정밀도를 유지할 수 있다는 점이다.
연구팀은 150밀리와트 레이저 다이오드를 활용해 실제 인간 귀 크기와 유사한 모델을 출력하는 데 성공했다. 또한 64입방밀리미터 구조 내부에 삽입된 생세포는 6일 후에도 생존성을 유지하며 조직화된 세포 네트워크를 형성했다.
이 기술은 체적 프린팅을 실제 이식 가능한 수준에 가깝게 만들었으며, 저출력 레이저 조건에서의 생체 적합 제조를 촉진한다.
연구팀은 향후 투영 정밀도를 더욱 높이고 고밀도 세포 바이오 수지에서의 프린팅 한계를 탐색할 계획이다. 또한 회전 용기 없이 홀로그래픽 투영만으로 3차원 구조를 제작하는 방식도 개발할 예정이라고 전해졌다.
◆ 3D 프린팅 기술, 왜 주목하나?
동오증권(東吳證券)연구소의 최신 보고서에 따르면 3D 프린팅은 적층 제조(additive manufacturing) 공법으로, 전통적인 절삭 가공(subtractive manufacturing)과는 반대되는 논리로 구현된다.
CNC(컴퓨터 수치 제어)는 하나의 원재료 블록에서 출발해 절삭·밀링 등을 통해 불필요한 부분을 제거하며 목표 형상을 만들어내는 반면, 3D 프린팅은 디지털 모델을 기반으로 재료를 층층이 쌓아 올려 3차원 실체를 직접 형성하며 금형이 필요 없다.
3D 프린팅 기술이 주목 받는 이유는 전통적인 절삭 가공 대비 구조적 자유도와 효율성에서 뚜렷한 우위를 가지기 때문이다.
전통적인 CNC 가공 대비 3D 프린팅은 두 가지 핵심 우위를 가진다.
첫째, 이형 구조물 가공 효율 측면이다. 구조가 복잡한 부품의 경우 3D 프린팅은 디지털 모델 기반으로 금형 없이 일체형으로 성형 가능하며, 복잡한 내부 공동 구조나 중공 구조 등에 자연스럽게 대응할 수 있어 기존 공정으로는 구현이 어려운 정밀 부품도 직접 제조할 수 있고, 제조 주기를 크게 단축할 수 있다.
둘째, 재료 이용 효율 측면이다. CNC는 절삭 가공으로 원재료 손실이 큰 반면, 3D 프린팅은 필요한 만큼만 층별로 적층하기 때문에 재료 활용도가 현저히 높으며, 특히 티타늄 합금과 같은 고가 소재에서 비용 절감 효과가 두드러진다.
디지털 설계를 기반으로 복잡한 이형 구조를 금형 없이 일체형으로 구현할 수 있어 기존 공정으로는 어려웠던 정밀 부품 생산이 가능하며, 제조 공정을 단축할 수 있다. 또한 필요한 만큼만 재료를 적층하는 방식으로 원재료 손실을 최소화할 수 있어 티타늄 합금과 같은 고가 소재 적용 시 비용 효율성이 크게 향상된다. 이러한 특성은 고성능·경량화가 요구되는 첨단 산업에서 3D 프린팅의 활용 가치를 더욱 부각시키고 있다.
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◆ 중국 수출 동력, 소비자용 시장도 고속성장
3D 프린팅은 적층 제조 기술의 일종으로 현재 항공우주, 자동차, 의료 등 다양한 분야에 광범위하게 활용되고 있으며 점차 더 많은 영역으로 확장되고 있다.
특히 의료용 3D 프린팅은 개인 맞춤형 제작, 복잡 구조 구현, 정밀 의료 적합이라는 세 가지 핵심 장점을 바탕으로 의료기기 산업의 '표준화'에서 '정밀화·개인화'로의 전환 흐름에 부합하며 시장이 고속 성장기에 진입했다.
2026년 1분기 중국의 대외무역 총액은 11조8400억 위안으로 전년 대비 15% 증가해 최근 5년 내 최고 분기 성장률을 기록했다. 이러한 수출 성장을 이끈 동력 산업 중에서 3D 프린터는 특히 두드러져 수출이 전년 대비 119% 증가하며 혁신 제품 수출을 선도한 것으로 평가받았다.
소비자용 3D 프린팅 시장도 빠르게 성장하고 있다.
중국 컨설팅업체 차이나 인사이트 컨설턴시(灼識咨詢∙China Insights Consultancy)에 따르면 2020~2024년 글로벌 소비자용 3D 프린팅 시장 규모는 15억 달러에서 41억 달러로 증가했으며, 연평균 성장률은 약 28%에 달하는 것으로 집계됐다. 2025년부터 2029년까지는 49억 달러에서 169억 달러로 확대될 전망이다.
<'3D 프린팅' 기술 혁신② 차세대 제조 패러다임 흔든다>로 이어짐.
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