Developments and trends in 3D printing

3D 프린팅 개발 현황과 추세

추세

지난 몇 년 동안 FFF 3D 프린팅 시장이 꾸준하게 성숙하며 타당성 있는 제조 방식이라는 인식이 높아졌습니다.

2018년에 Wohlers Associates에서 발행한 '3D 프린팅 및 적층 제조 산업 현황 보고서'에서는 작업장에 적층 제조가 계속 채택되어, 적층 제조 제품과 서비스 판매량이 2023년까지 280억 달러에 달할 것으로 예측합니다.

적층 제조를 이용하는 전문가들에게 초점을 맞춘 2017년 Sculpteo 연구에서 설문에 참여한 미국인의 59%와 유럽인의 69%가 숙련된 3D 프린터 사용자로 확인되었습니다. 그리고 조사에 참여한 기업의 47%는 3D 프린팅 투자의 2017년 ROI가 2016년보다 증가했습니다.

Spending on additive manufacturing is increasing
Skilled 3D printer users

급성장 중인 시장 부문

Wohlers Associates는 데스크톱 3D 프린터를 5000달러 미만으로 판매되는 적층 제조 시스템으로 정의합니다. 지난 10년 동안 매출이 기하급수적으로 증가한 부문입니다. 2007년에 약 66개가 판매되었는데 2017년에는 528.952개가 판매되었습니다. 같은 보고서에 따르면 데스크톱 시스템의 2017년 평균 판매 가격이 1,154달러였는데, 이는 산업용 3D 프린팅 시스템의 평균 가격(94,252달러)보다 약 81배 낮은 금액입니다.

데스크톱 3D 프린팅 시장에서 ‘프로슈머’(전문 소비자)가 등장한 후 꾸준히 증가한다는 점에 특히 주목할 필요가 있습니다. 평균 소매 가격이 3000달러를 넘고 5000달러를 초과하는 경우가 많은 프로슈머 기기의 대상은 신뢰할 수 있는 내부 고속 원형 제작 솔루션이 필요한 기업입니다.

Usage of 3D printing between 2015 and 2017

FFF의 '잘못된 출발'

2012년 초에 현재의 “3D 프린팅 하이프”가 최절정이었습니다. 당시 3D 프린팅과 그 가능한 응용이 “새로운 산업 혁명”과 “Industry 4.0”로 뉴스 스트림을 장식했습니다. 이로 인해 대중의 관심이 커졌으나, 이 기술과 그 잠재력에 관한 비현실적인 기대가 조성되는 부작용도 생겼습니다. 가능한 것에 대한 기대와 실현 가능한 것 사이에서 충돌이 발생하면서 FFF 시스템으로는 부족하다는 결론이 내려졌습니다.

초기 시스템을 자사 생산 워크플로우에 통합해본 많은 전문 소비자들이 '잘못된 시작(false start)' 효과를 경험하면서 FFF 시스템의 기능에 대한 부정적 의견이 형성되었고, 그 결과 이들은 엔트리 레벨의 하이 엔드 적층 제조 시스템에 투자하거나 부품 생산을 외부에 맡기거나, FFF에서 완전히 벗어나 전통적인 제조 방식을 택하게 되었습니다.

현재 시판되는 FFF 시스템은 당초의 DIY에서 상당히 발전했습니다. 초기 시스템의 주요 단점은 낮은 품질의 결과(눈에 확연하게 보이는 층, 압출 불량, 변형), 프린트 일관성 부족(반복성 보장 안 됨), 재료 선택 범위의 제한성(당시에는 PLA 또는 ABS가 앞선 필라멘트였음), 출력물 크기의 제한성이었습니다. 최적화되지 않은 3D 파일과 슬라이싱 소프트웨어와 신뢰성이 낮은 하드웨어도 문제를 야기했습니다. 그리고 최고의 성과를 내기 위해서는 기기를 정기적으로 정비해야 하고, 기기를 정확히 작동하고(하드에어 보정과 청소) 최종 결과를 최적화하는(슬라이서 소프트에어 보정) 데 필요한 일정 수준의 기술 노하우가 필요했습니다. 이후 프로슈머 제조업체들은 이러한 문제를 해결했습니다. 즉, 반복 설계를 거쳐 빠르게 회전하고 민첩한 프로슈머 데스크톱 시스템을 만들어냈습니다. 하드웨어, 소프트웨어, 재료를 반복해서 최적화하여 사용이 편하고, 기능적이고, 사용 공간에 맞게 조정할 수 있어 신뢰할 수 있는 시스템을 만들어냈습니다.

프로슈머 시스템은 FFF 시스템으로 인식될 수 있는 방식을 완전히 바꿀 수 있습니다. 프로슈머 데스크톱 솔루션이 등장함에 따라 데스크톱 기반 시스템의 한계를 재고하고 데스크톱 수준의 반복 설계에도 가능성을 펼쳐야 한다는 몇 가지 이유가 생겼습니다.

프로슈머 FFF 시장

EY의 2016년 전 세계 3D 프린팅 보고서에 따르면 설문에 참여한 기업의 84%가 제품 개발에 3D 프린팅을 사용한다고 답했으며, 이중 38%는 2021년까지 적층 제조를 생산 공정에 포함시켜 최종 사용 물품을 제조할 것이라고 답했습니다.

Wohlers Associates reports that desktop 3D printers sales revenue is on the rise

프로슈머 수준으로 솔루션을 업그레이드할 때 FFF를 재고하는 3D 프린팅 기업이 많아, 비용 및 시간이 적게 드는 비슷한 표면 마감과 재료 다목적성의 측면에서 데스크톱 3D 프린팅과 수준이 더 높은 하이엔드 산업용 적층 제조 시스템의 격차가 좁아질 것입니다.

원래 DIY에서 출발했지만 현재의 FFF 솔루션은 초기 기기의 한계를 극복해 지금은 신뢰성과 다목적성이 뛰어납니다. 하드웨어, 소프트웨어, 재료가 상당히 개발되면서 사용자 경험도 원활해졌습니다.

프로슈머 시스템을 작업장이나 사무실에 추가하면 좋은 이유는 높은 수준의 엔지니어링 역량을 안전하고, 사용하기 편한 패키지로 담아 단기간에 상당한 ROI와 비용 절감을 구현할 수 있기 때문입니다.

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