티타늄 합금 등 항공·車 핵심부품으로 사용
세계시장 연 27% 성장… 먹거리 무궁무진
국내도 탄성 플라스틱 개발 등 가능성 보여
원천기술 연구·확보·사업화 적극 나서야



3차원(3D) 프린팅에 대한 관심이 커지는 가운데 3D 프린팅 원료인 소재의 중요성이 부각되고 있다. 특히 최근에는 항공·자동차 등 고부가가치 부품에 활용될 수 있는 금속 소재에 관심이 집중되고 있으며 향후 다양한 신소재가 활용된다면 3D 프린터 시장의 가능성은 무궁무진할 것으로 전망된다.

시장조사업체 IDC에 따르면 3D 프린팅 시장은 지난해 110억달러에서 연평균 27% 성장할 것으로 예상된다. 3D 프린팅 시장이 급성장하면서 소재는 인쇄기술 이상으로 중요해졌다. 아무리 인쇄기술이 발달하더라도 그에 맞는 소재가 없으면 3D 프린팅이 불가능하기 때문이다. 3D 프린팅 제품의 특성을 결정하고 완성도를 높이는 것 역시 소재로 소재의 종류와 특성에 따라 3D 프린팅의 활용범위가 늘어난다.

특히 최근에는 플라스틱 소재에 비해 견고하고 더 정밀한 물체를 인쇄할 수 있는 금속 소재에 대한 관심이 커졌다. 이재성 한양대 재료화학공학과 교수(3D 프린팅 전략기술 로드맵 수립 총괄위원회 소재 부문 분과위원장)는 "플라스틱 제품 출력에만 국한됐던 3D 프린터였지만 최근 기술 발전으로 금속 제품까지 출력할 수 있게 됐다"며 "3D 프린터에서 자동차 부품 등 금속 소재를 활용한 제품의 대량출력이 가능해진다면 제조업 산업혁명으로 이어질 수 있다"고 전했다.

앞서 3D 프린팅 시장에 뛰어든 해외 소수 선두업체들은 시장의 70% 이상을 과점한 상태다. 3D 프린터 장비업체들은 직접 소재 개발에 나서 소재공급까지 주도하고 있다. 잉크 프린터 업체들이 자사 카트리지만 사용할 수 있는 프린터를 제작한 것처럼 3D 프린터 업체들도 자사 제품에 전용 소재만 사용 가능하도록 하는 것이다. 또한 해외 업체들은 새로운 소재 개발에도 적극적으로 나서고 있다. 캐나다 3D 프린터 업체인 로미코메탈(Lomiko Metals)은 3D프린팅에 사용될 수 있는 그래핀 소재를 개발하는 것으로 알려졌다. 그래핀은 현존하는 소재 중 가장 얇고 구조용 강철보다 200배가량 강하며 열과 전류의 전도성도 뛰어나 '꿈의 소재'로 불린다.

반면 우리나라 3D 프린터 장비·소재 개발은 아직 걸음마 단계로 갈 길이 멀다. 고재경 산업은행 기술평가부 연구원은 '3D 프린팅 기술 현황' 보고서를 통해 3D 프린팅 소재 활용 분야가 다양화되고 있지만 국내 관련 연구개발은 전무한 실정이라고 전했다. 3D 프린터 장비나 소프트웨어 개발은 일부 분야에서 이루어지고 있지만 소재 분야의 경우 수지를 제외한 금속 소재 개발은 거의 진행되지 않고 있다는 것이다. 강승철 한국전자정보통신산업진흥회(KEA) 정보기술(IT)융합산업팀 차장은 "외국 업체들은 1980년대부터 3D 프린터 소재와 장비를 같이 개발해왔지만 우리나라는 아직 소재 연구 역사가 3년 정도로 매우 짧은 편"이라고 지적했다.

다만 우리나라가 3D 프린터 시장을 선도할 가능성도 열려 있다. 일찍이 소재를 개발해온 대림화학의 경우 최근 탄성을 가진 플라스틱 소재 '이플렉스(e-flex)' 상용화에 성공했다. 이 제품을 통해 스마트워치 같은 웨어러블 기기의 시곗줄 프린팅이 가능해졌다. 인스텍의 경우 최근 국내 최초로 3D 금속 프린터의 유럽 수출 계약을 체결하기도 했다. 국가 차원에서도 지난 2014년 '3D 프린팅 전략기술 로드맵'을 수립하는 등 대응에 나섰다. 기초·원천연구에서 사업화까지 전 주기를 포괄한 로드맵을 바탕으로 국내 3D 프린팅 산업 기술 역량 확보에 나선다는 계획이다.

김현진기자 stari@sed.co.kr