KBS1라디오

2024. 8. 28.

3D프린터로 두개골 인쇄? 못 만드는게 없습니다.

- 3D 프린터, 소형화와 함께 소재·프린팅 방식 다양해져
- 발암물질 우려, 소재 개선 및 안전기준 마련 필요
- 3D 프린팅 도면 공유 플랫폼, 3D 프린터 대중화에 기여
- 산업용으로 광범위하게 활용..맞춤형 소량 생산에 특화
- 자동차도 출력? 시범운행한 적도..출력 영역 넓히는 중
- 3D 프린팅 로켓 업체 '렐러티비티 스페이스' 주목
- 친환경 기술로 주목..건축비 절감·폐기물 감소 등 장점
- 3D 바이오프린팅으로 두개골 인쇄, 美 FDA 승인

■ 프로그램명 : 성공예감 이대호입니다
■ 방송시간 : 8월 28일(수) 09:05-10:53 KBS1R FM 97.3MHz
■ 진행 : 이대호
■ 출연 : 조가연 (벤처캐피탈리스트)

◇이대호> 성공예감 이대호입니다. 2부의 문을 열겠습니다. 여러분은 혹시 프린터기 많이 사용하십니까? 컬러 프린터뿐만이 아니라 이제는 일상 속으로 3D프린터가 많이 들어와 있습니다. 한 10년 전만 하더라도 3D 프린터? 프린터기로 뭘 어떻게 쌓아 올린다는 거지? 라고 생각을 했었는데 간단한 소품은 물론이고요. 음식, 집 까지도 프린팅을 할 수 있는 그런 시대라고 합니다. 미래 생활 사전 시간에 한번 배워보시죠. 조가연 벤처캐피탈리스트와 함께합니다. 안녕하세요.

◆조가연> 네, 안녕하세요.

◇이대호> 3D프린팅 기술은 거의 한 10여 년 전부터 많이 이야기가 됐죠.

◆조가연> 사실 뉴스나 미디어에서 워낙 많이 다뤄서 이제는 3D프린터가 뭔지는 아실 것 같아요. 근데 이게 거슬러 올라가면 1980년대에 이미 미국에서 시작이 됐고요. 당시에는 이제 3D 프린팅이라고 부르기도 하고 이걸 쌓아서 만든다라고 해서 적층 기술이라고 부르기도 했습니다. 원래는 그전에 일본의 한 연구소도 되게 비슷한 컨셉을 내놓았었고 그것을 상업화시킨 것이 이제 미국의 한 창업자이자 3D 프린팅 기술의 선도 주자인 곳이고요. 종이에다가 우리가 글자를 인쇄하듯이 잉크 대신에 플라스틱 같은 그러니까 굳을 수 있는 물질들을 뽑아내고 출력해서 결과물을 만들어낸다라고 이해하시면 좋겠습니다. 원래는 2000년대 초반에는 워낙 3D 프린팅 기계가 장비 자체가 크다 보니까 굉장히 극소수 대형 사업장에서만 사용이 됐었었고요. 그러다가 이 기술이 발달하고 프린터 자체가 좀 소형화되면서 요즘 같은 경우에는 일부 학교 같은 데에도 아마 3D 프린터를 가지고서 실습을 하시는 걸로 알고 있습니다. 선두 기업들로는 이 프린팅 기술을 발명했던 그 사람이 만든 미국의 3D시스템스가 거의 1위 업체로 이야기가 되고 있고요. 또 스트라타시스라고 하는 곳도 있고 폼랩스도 있고 그리고 뭐 휴렛팩커드, HP처럼 원래는 일반적인 컴퓨터 사무기기를 했던 곳들도 3D 프린팅 쪽으로 좀 사세를 확장하면서 들어와 있습니다.

◇이대호> 근데 중요한 거는 소재 같습니다. 이거를 이제 쌓아서 굳히면서 쌓아올려나가는 거잖아요. 그 소재가 제일 중요할 것 같은데.

◆조가연> 그러니까 원래는 가장 먼저는 사전에 내가 어떤 모델을 뽑고 싶은지 출력하고 싶은지를 컴퓨터 모델링을 먼저 합니다. 그러니까 소프트웨어를 먼저 사전 설계를 하는 거고요. 그다음에 이제 적층, 공기 중에 이렇게 원료를 쌓아가면서 그 원료를 굳히면서 완성하는 게 일단 기본적인 큰 틀의 원리입니다. 가장 많이 사용되고 있고 가장 먼저 개발된 방식이 이제 그 빛이나 레이저나 자외선 같은 빛에 굳는 굉장히 특수한 원료를 활용해서 그 원료를 쌓아가면서 굳히는. 보통 이걸 이제 광경화 적층 방식이라고 불리는데 그게 가장 먼저 개발되었고 가장 대중적으로 활용되고 있는 방식이고요. 그다음에 폴리젤이라고 해서 굉장히 특수한 플라스틱 원료를 굉장히 좁은 노즐로 분사를 시킵니다. 그러니까 노즐로 분사를 하면서 조금 더 정밀하게 모델을 만들 수 있는 방식이 폴리젯 방식이고. 요즘에는 레이저 소결법, 조금 용어 자체는 어려운데 레이저를 활용해서 굉장히 미세한 분말을 발라둔 다음에요. 내가 원하는 모양으로 레이저를 쏩니다. 그러면 그 원료인 플라스틱이나 알루미늄 같은 것들이 레이저 때문에 굳게 되면서 내가 원하는 부분만 이제 딱딱하게 남는 거고요. 나머지는 없애버리고요.

◇이대호> 분말 같은 걸 뿌린 다음에 레이저를 쏴서 모양을 만드는 거예요?

◆조가연> 네, 그런 방식도 있고 최근에 이제 가장 저렴하고 좀 더 대중적으로 학교 같은 실습장에서 쓰이고 있는 게 압출법인데. 말 그대로 굉장히 높은 열과 압력을 뽑아내는 추출 노즐에 가해서 녹여서 뽑은 다음에 공기 중에서 자연스럽게 굳히는 방식도 있습니다. 근데 그만큼 이 소재나 프린팅하는 방식도 굉장히 다양해지고 있고 원래는 특수 플라스틱이나 알루미늄 원료를 많이 썼다면 요즘에는 유리나 모래나 심지어 천 같은 경우도 3D프린팅으로 뽑아내고 완성품을 만들 수 있는 단계까지는 와 있습니다.

◇이대호> 천차만별이네요. 진짜 어떤 소재를 넣느냐에 따라서 어떤 3D프린터가 되느냐가 또 정의될 수도 있는 거고요. 근데 이게 나중에 보면 어찌 됐든 간에 다 사람이 쓰려고 만드는 거다 보니까 그 소재도 안전해야 될 거 아닙니까?

◆조가연> 3D 프린팅 기사를 찾아보면 발암물질이 나오는 것 아니냐, 인체에 유해한 것 아니냐라는 기사들이 많이 나와 있는데요. 사실 100% 안전하다라고 말하기는 조금 어려운 상황이긴 합니다. 어떤 연구 결과마다는 출력할 때 인체에 유해한 물질들이 발생하긴 한다. 그리고 그게 공기 중에 남아 있기 때문에 일부 현장에서는 환기를 좀 많이 해야 된다라는 조치를 한다거나 그 소재 자체를 좀 개선해야 할 필요가 있다라는 이야기는 나오고 있고요. 또 3D프린팅 할 때 요즘에 이제 금속 같은 경우도 3D프린팅으로 만들 수 있는데 스테인리스강 같은 경우도 원료로 쓰고는 있거든요. 다만 그런 원료들을 실제로 산업 현장이나 결과물에 활용할 때. 특히 자동차라든지 항공처럼 좀 안정성이 중요한 분야에 사용할 때에는 지금과 같은 안전 기준과 동등하게 쓸 수 있느냐, 이것은 여전히 조금 개선해 나가고 있는 또 확립해 나가고 있는 와중입니다.

◇이대호> 그러네요. 이 3D프린터 보니까 크기가 작은 거는 전자레인지나 오븐 크기만한 것들도 있더라고요. 어느 정도는 이제 사서 쓸 수 있는 그런 대중화 단계까지 와 있던 것 같은데 대중화가 된 배경도 한번 살펴볼까요.

◆조가연> 사실 어떤 혁신 기술이 굉장히 많이 쓰이는 시점이 되면 딱 그때가 특허가 만료되는 시점인 경우가 굉장히 많습니다.

◇이대호> 아, 특허 만료.

◆조가연> 네, 그러니까 원기술 개발자가 만들어 놓은 그 특허가 만료되는 시점에 굉장히 폭발적으로 그 기술을 활용한. 그러니까 물론 그 기술이 유효하다는 전제 하에. 그 기술을 활용한 새로운 스타트업들 새로운 시도들이 많이 이루어지거든요. 실제로 이 3D 프린팅 같은 경우도 이 핵심 기술 특허가 만료가 되는 시점 1990년대 후반에 와서 굉장히 많은 스타트업들이 또 기업들이 들어왔고요. 그러다가 2010년대 이후에 굉장히 대중적으로 쓰이기 시작했습니다. 소위 4차 산업혁명이다라고 부르는 것들이 혁신 제조 기술 중에 하나로 3D프린팅을 좀 이야기하기 시작했고요. 또 하나는 기술이 있지만 사실 일반 대중 또는 일반 사용자는 이것을 어떻게 활용할지 잘 모릅니다. 그런데 2010년대 이후에 많이 등장했던 것들이 이 3D 프린팅을 위한 도면을 공유하는 플랫폼들이 좀 생겼고요. 그리고 소위 오픈소스라고 해서 출력하는 모델링 방법을 공유하는 것들도 생겼습니다. 그러다 보니까 좀 더 대중화되고 좀 더 사용하는 연령층도 넓어진 측면이 있고요. 그러면 왜 또 이렇게 많이 쓰였냐, 장점이 너무 확실합니다. 아까 말씀드렸던 것처럼 출력하려면은 사실 내가 원하는 모델을 굉장히 빠르게 만들 수 있고 쉽게 만들 수 있고 또 심지어 시제품뿐만 아니라 이제는 실제 자동차에 들어가는 부품까지 출력할 수 있다 보니까 그런 속도의 장점이 있고요. 또 미리 컴퓨터로 모델링을 해놓고 만들다 보니까 정확하게 내가 원하는 결과물을 구현할 수 있다. 소위 얘기했을 때 맞춤형 제작이 가능하다라는 장점도 이 3D프린팅을 좀 대중적으로 가지고 나오게 된 그 원인이 됐습니다.

◇이대호> 3D 프린터가 있으면 이게 결국에는 어디선가 주요하게 쓰여야 되는 것 아닙니까? 대표적인 분야는 어디부터 볼 수 있어요?

◆조가연> 가장 많이 쓰이고 있는 게 일반적인 산업시설, 산업 기계 설비 공장에 많이 쓰이고 있고요. 그다음으로는 자동차, 항공우주, 의료기기, 치과. 아까 말씀하셨던 것처럼 일부 식품 프린팅에도 활용이 되고 있습니다. 사실 대부분의 영역이 다 산업용에 쓰이고 있고요. 보면 전 세계 3D프린팅 시장 자체가 작년 기준으로 우리 돈 한 27조 5000억 원 정도인데 이 27조 5000억 원 정도에서 한 80% 가까이는 산업용에 쓰이고 있습니다. 나머지 20% 같은 경우는 일반 학습용, 연구용에 좀 쓰이고 있고요. 아까 말씀드렸던 것처럼 제조 현장에서 내가 원하는 시제품을 좀 빠르게 검증해 보는 방법. 그리고 맞춤형 모델. 그러니까 대량 생산이 아니라 소량 생산이더라도 내가 원하는 부품들을 맞춤형으로 만들 수 있는 장점을 가지고서 산업 현장에는 좀 더 빠르게 접목되고 있습니다.

◇이대호> 미리 시제품 같은 거 한번 해볼 때. 금속 성형이라든가 몰딩 이런 거 만들기 전에 비용이 많이 투입되면 안 되니까 시제품부터 또 시작할 수가 있는 거고요. 각 분야별로 좀 나눠서 3D 프린터를 진짜 어떻게 활용하는지 한번 살펴볼게요. 이게 자동차 산업 분야에서는 어떻게 쓰여요?

◆조가연> 자동차 산업이 산업용 3D프린팅에서는 두 번째로 가장 많이 쓰이고 있는 시장이고요. 특히 요즘에는 소재를 금속이나 세라믹 같은 것들도 이 3D프린팅 출력 원료로 사용할 수 있게 됐습니다. 기술이 조금 올라갔고요.

◇이대호> 금속까지도요.

◆조가연> 예, 그리고 그렇다 보니까 이제 완성차 기업들이 굉장히 많이 접목을 하고 있는데 단순히 이제 프로토타입 시제품을 제작하는 것뿐만이 아니라 내가 필요한 일부 부품들은 3D프린터로 출력해서 실제로 자동차에 장착하고 있는 단계까지는 와 있습니다. 대표적으로 미국의 포드 같은 경우가 자체적으로 한다기보다는 앞서 말씀드린 이 세계 1위 기업 중에 하나인 스트라타시스하고 협력을 하는데요. 본인들이 만들고 있는 그 포드의 일부 스포츠카에는 들어가는 소량의 부품들을 3D프린팅으로 만들고 있고요. BMW 같은 경우에는 굉장히 적극적으로 활용하고 있습니다. BMW는 사실 본인들이 독일에다가 대규모 3D 프린팅 캠퍼스라고 하는 것들을 만들어서 굉장히 대량으로 벌크로 제품들을 생산하고 있는데 일단 여기는 금속 프린팅을 굉장히 좀 집중을 하고 있고요. 좀 더 가볍고 좀 더 강도가 높은 3D 프린팅용 금속 소재를 연구를 해서 본인들이 가지고 있는 경주용 자동차에 많이 활용을 합니다. 왜냐하면 경주용 자동차 같은 경우는 결국 그 부품 경량화가 가장 중요하다 보니까.

◇이대호> 예, 소량 생산으로.

◆조가연> 네, 그런 경량화 그리고 맞춤형으로 제작할 수 있는 이 프린팅을 좀 쓰고 있고요. 폭스바겐이나 포르쉐 같은 경우도 일부 부품이나 계기판이나 범퍼 같은 것들은 3D 프린팅을 활용하고 있고 폭스바겐 같은 경우는 아까 말씀드린 HP하고 협력해서 우리가 2025년도까지는 매년 10만 개 정도의 자동차 부품은 3D 프린팅으로 만들겠다라고 이야기를 하고 있습니다.

◇이대호> 그리고 참 그 올드카 좋아하시는 분들이 있는데, 부품이 단종되고 나면 그거 구하기 어려워서 폐차장 전전하고 그거 부품 안 나오면 더 이상 그 차 몰 수도 없고 이렇게 되지 않습니까?

◆조가연> 경험이 있으신 것 같은데요.

◇이대호> 제 주변에 그런 분들이 계세요. 근데 단종된 부품을 그럼 만들 수도 있겠네요.

◆조가연> 그러니까 아까 말씀드린 것처럼 소량의 맞춤형 제작에 특화되어 있습니다. 그러니까 사용할 수 있는 원료만 있다면 그리고 그 부품에 대한 사전 모델, 사전 디자인만 할 수 있다면 출력해서 적용하는 것은 얼마든지 가능하고요.

◇이대호> 설계 도면이 필요하긴 하겠네요.

◆조가연> 예, 그렇다 보니까 올드카라든지 아니면 굉장히 오래된 전자기기 부품들 이런 것들은 모두 만들 수 있습니다. 실제로 폭스바겐 같은 경우는 이 3D 프린팅 기술을 활용해서 굉장히 클래식 버스를 제작하는 데 활용하기도 했고요. BMW도 본인들이 가지고 있는 클래식카 부품을 복원하는데 금속 3D 프린팅 기술을 굉장히 많이 활용을 하고 있습니다. 그 외에도 일본의 닛산 같은 경우도 경주용 자동차에 들어가는 굉장히 소량 생산을 해야 되는 부품들 같은 경우는 이 3D 프린팅을 이용하고 있고 영국의 유명한 이 3D 프린팅 업체 한 곳 같은 경우는 본인들이 가지고 있는 맞춤형 생산 기술을 일종의 소품종 대량 생산 용역처럼 아주 많은 완성차 업체에다가 제공도 하고 있습니다.

◇이대호> 신기하네요. 혹시 그런 케이스도 있습니까? 아예 자동차를 처음부터 끝까지 3D 프린터로만 만들 수 있는.

◆조가연> 이게 굉장히 많은 회사들이 도전을 했었었는데요. 딱 한 번 좀 시연이 됐던 것 중에 하나가 2014년도에 미국의 시카고에서 기술쇼 쇼케이스가 이루어졌는데 여기에서 미국의 한 스타트업인 로컬모터스라고 하는 곳이 44시간 동안 3D 프린팅만으로 전기차를 제작하고 이걸 시험 주행을 한 바가 있습니다.

◇이대호> 44시간 만에. 이틀 안에 만들었다는 거예요, 차 한 대를?

◆조가연> 네, 영상을 보시면 일부 부품들, 배터리 같은 것들만 제외하고는 전부 다 3D 프린팅으로 출력을 했고요. 이 로컬 모터스가 이후에는 자율주행 셔틀버스를 프린팅으로 출력하기도 했었습니다. 그리고 이걸 한번 시범 운행했었었는데 제가 좀 더 찾아보니까 아쉽게도 2년 전에 이 로컬모터스라고 하는 것은 이제 좀 자금난으로 폐업을 하긴 했고요. 국내 같은 경우도 2017년도에 울산과기원에서 국내 최초로 3D 프린터를 이용해서 전기차를 출력한 바가 있습니다. 여기도 역시 엔진 같은 것들은 제외하고 나머지를 프린팅했는데 당시 시운전했을 때 최대 속력이 한 시속 30km까지는 나왔다라고 하고요. 테슬라 같은 경우가 좀 유명하죠. 그 전체 차량 중에 굉장히 많은 부분을 대량으로 뽑아내는 소위 이제 기가 캐스팅이라고 하는 것들을 좀 쓰고 있는데 테슬라 같은 경우도 이야기하고 있는 것들이 우리가 3D 프린팅 금형 제작 기술을 좀 더 고도화시켜서 지금의 기가 캐스팅보다 훨씬 더 넓은 영역을 출력해내겠다. 통으로 출력해서 나머지 바퀴 같은 것만 붙이는 방식으로 생산을 하겠다라고는 이야기를 하고 있습니다.

◇이대호> 생산 효율을 높이기 위해서 3D 프린터가 쓰일 수 있다. 움직이는 것들, 자동차뿐만 아니라 조금 더 큰 것도 가능합니까? 철도나 항공 분야에서는요.

◆조가연> 열차 같은 경우도 일부 단종 부품들은 3D 금속 프린팅으로 사용을 하고 있고요. 항공기 역시 그러하고 선박도 그러합니다. 심지어 일부 선박 같은 경우는 자기들 자체적으로 선박 안에 3D 프린터를 만들어서 혹시나 장기간 운항을 하다가 문제가 생기면은 현지에서 직접 부품을 출력해서 바꾸는 것들도 하고 있습니다. 실제로 보면 미국의 제록스도 이제 프린터로 좀 유명했던 기업인데 여기도 3D 프린팅으로 진출을 했고요. 미군, 해군 함정에 전 세계 최초로 3D 금속프린터를 설치해 뒀습니다. 그래서 좀 수급이 안 되는 부품이 있거나 심지어 어떤 전시 중에도 출력해서 부품을 얻을 수 있도록 했고요. 우주로 가는 3D 프린팅 로켓도 있습니다. 미국의 굉장히 유명한 스타트업인 렐러티비티 스페이스라고 하는 스타트업인데 여기는 실제로 우주에 발사하기 위한 3D 프린팅 로켓을 만들었고요. 발사해서 궤도에 올리기 위한 시험들을 계속해서 하고 있습니다. 그러니까 3D 프린팅으로 출력을 하면 원래 만들던 제조 기간도 한 두 달 정도로 축소시킬 수 있고요. 원래 만들던 로켓들보다 부품 개수가 거의 100분의 1 정도로 축소시킬 수 있다라고 이야기를 하고 있는데요.

◇이대호> 로켓을 3D 프린터로 만드는 거예요?

◆조가연> 네, 그러니까 금속이라든지 특수 알루미늄, 특수 플라스틱을 원재료로 이용해서 그러니까 고온 고압에 버틸 수 있는 로켓을 출력을 하는 거고요. 여기가 굉장히 유명한 투자자들이 이름을 올려서 투자자로 있습니다. 누적 투자 금액이 13억 달러 이상, 기업 가치가 우리 돈으로 약 5조 6000억 정도가 되는데 여기가 우주항공 분야에서는 일론머스크의 스페이스엑스에 이어서 두 번째로 기업 가치가 높은 스타트업이고요. 유명한 블랙락, 피델리티 같은 글로벌 IB들이 투자해 있고 한국 같은 경우도 한화에어로스페이스가 전략적인 투자를 한 스타트업 중에 하나입니다.

◇이대호> 렐러티비티 스페이스라는 회사 그러면 여기는 어떻게 잘 나가고 있습니까? 왜냐하면 투자금이 엄청 들어갈 것 같거든요.

◆조가연> 사실 그냥 생각해 보면 자동차를 출력하는 것도 어려운데 로켓은 얼마나 더 어려울까라고 생각이 되는데요. 실제로 이 렐러티비티 스페이스가 작년에 두 번 정도 시도를 했습니다. 작년 3월에 한 번, 작년 6월에 한 번 본인들이 만든 3D 프린팅 로켓 그 이름은 테란 원이라고 해서 두 번 발사를 시도 했는데요. 테란 원이 잘 발사는 됐습니다. 그런데 목표했던 지점에서 엔진이 좀 정지가 되면서 궤도에 안착시키는 것은 실패를 했고요.

◇이대호> 근데 엔진은 3D 프린터로 만든 게 아닐 거 아니에요?

◆조가연> 일부 엔진도 되어 있는 걸로는 알려져 있습니다. 왜냐하면 전체가 100%라고 하면 한 85~87% 정도를 3D 프린팅을 했고요. 근데 엔진이 멈췄다는 것은 단순히 엔진만의 문제가 아니라 다른 복합적인 문제가 있을 수는 있습니다. 근데 그럼에도 불구하고 지금 이 렐러티비티 스페이스에다가 우리 로켓, 우리 부품을 실어서 올려줘라고 계약을 한 파트너들이 미국의 나사 항공우주국이 먼저 있고요. 미국 국방부도 있고요. 그리고 록히드 마틴이나 이런 스타링크와 비슷한 저궤도 통신망을 만들고 있는 원웹 같은 굵직한 기업들과 기관들이 여기와 파트너십을 맺어서 우리와 함께 3D 프린팅 로켓을 쏘아보자 라고 올라가 있고요. 이게 미국뿐만이 아니라 일본도 좀 시도를 하고 있습니다. 일본 같은 경우는 미쓰비시 전기에서 이미 2022년도에 여기는 만들어서 쏘는 게 아니라 우주 안에서 만듭니다. 다시 말하면 우주에다가 3D프린팅 프린터를 올려보내서요. 현지에서 위성 안테나를 뽑아서 달겠다라고 하는 전략을 취하고 있는데요.

◇이대호> 우주 가서 필요한 거 만들어서 써라.

◆조가연> 사실 그 위성 안테나가 지상에서 만들어서 올리기에는 무게나 크기도 좀 크다 보니까 그런 이제 비용의 문제가 있는데 무중력 진공 상태 안에서도 안정적으로 출력이 될 수 있는 원료, 그리고 안정적으로 출력할 수 있는 그 프린터, 그리고 굳힐 때에는 태양열, 그러니까 태양의 자외선을 이용해서 굳어지는 이 전체적인 공정 기법들을 개발을 하고 있습니다. 실제로 비슷한 기술로 최근에 유럽의 한 항공우주기업인 에어버스라고 하는 곳이 그 ISS죠. 국제우주정거장 내에서 3D 프린터를 설치해서 금속 프린팅을 하는 데 성공을 했습니다. 이게 가장 최근이고요. 사실 이런 것들이 좀 더 상용화된다면 일부 우주선이나 위성 같은 경우는 이제 우주 폐기물이라고 불릴 정도로 좀 수명이 다하는 것들이 있는데.

◇이대호> 그렇죠. 그렇죠.

◆조가연> 그런 것들은 현지에서 그 부품을 만들어서 부착할 수 있다 보니까 지구에서 조달받을 필요가 없고요. 또 요즘에는 사실 발사체 가격 경쟁이 워낙 심하다 보니까 그 3D 프린팅으로 그 출력하는 기간 제작, 기간을 좀 줄이고 가격도 좀 절감시키고 그리고 중량도 줄일 수 있는 이런 개발은 굉장히 많은 영역에서 이루어지고 있습니다.

◇이대호> 신기합니다. 0*** 님이 간판업 하는데요. 요즘 3D로 글자 만들어서 시공하고 있습니다. 실생활에서 이미 이걸 또 쓰고 계시네요. 신** 님은 샘플, 시제품, 다품종 소량 생산하는 데 정말 유용합니다. 이렇게 보내주셨고요. 한** 님은 아는 분이 3D 프린터 사무실을 차려서 디자인과 학생들 졸업 작품이나 박물관에서 목업, 그러니까 이게 이제 샘플 같은, 디자인만 되어 있는 거죠. 그걸 만들어주는 사업을 하고 있다고. 이것도 괜찮네요. 실생활에서도. 이제 더 큰 분야로 한번 가보겠습니다. 건축 산업에서 과연 이게 어떻게 쓰일까. 벽돌처럼 뭔가를 쌓아 올릴 수 있을까요? 어때요?

◆조가연> 상상해 본다면 아주 큰 대형 3D 프린터가 있어서 집을 모양 그대로 바닥부터 쌓아 올리거나 아니면 좀 작은 3D 프린터라도 그 주택에 들어가는 이제 요소, 요소들을 뽑아낸 다음에 조립하는 방식으로 이용을 할 수가 있고요. 실제로 장점은 속도와 비용입니다. 빠른 속도, 비용을 절감할 수 있고. 그리고 그 일부 부품들 같은 경우는 사실은 좀 뭐 내가 원하는 디자인이 아니면 다시 녹여서 재활용 가능하다는 장점이 있기 때문에.

◇이대호> 집을 짓다가 이 디자인이 아닌데. 허무는 게 아니라 녹였다가 다시 짓는다.

◆조가연> 그래서 3D 프린팅이 사실 지속 가능성, 친환경 분야로 잡히기도 합니다. 그 기술 자체는 실제로. 그래서 보면 대중적으로 설치가 된 사례가 이미 있는데요. 네덜란드 암스테르담에서 2021년도에 시도를 하나 한 게 3D 프린팅으로 강철 다리 굉장히 작은 뭐 한 10m 정도의 강철 다리를 만들어서 아주 좁은 하천에다가 설치를 했습니다. 실제로 영상을 찾아보실 수 있는데 곡선 형태의 굉장히 구멍이 많이 나 있는 좀 이렇게 디자인이 들어가 있는 그런 강철 다리이고요. 사람들이 도보로 건너갈 수 있는 방식으로 출력해서 설치를 했습니다. 스테인리스 스틸로 만들어서 당연히 좀 더 탄탄하고요. 이게 단순히 그냥 이 다리만 출력해서 놓은 게 아니라 거기에다가 이제 센서를 장착해서 얼마나 많은 사람들이 지나갈 때 하중을 버틸 수 있는지, 그리고 주변의 진동이나 무게에 취약하지는 않은지 이런 것들을 검증을 했고 2년 정도 설치를 한 다음에 이제 허가 기간이 만료돼서 지금은 없어졌고요. 대신 최근에 기사를 보면 이제 또 어디에 옮겨서 설치할지 신규 장소를 모색하고 있다라고 이야기를 하는 거 보면 단순히 뭐 주택뿐만이 아니라 공공시설, 공공장소, 대중보도에도 설치가 될 수 있을 만큼 그 시도가 이루어지고 있다라고 이해해 주시면 좋겠습니다.

◇이대호> 어떤 사회의 인프라를 이제 건설하는 데도 3D 프린터가 쓰인다. 그러면 이제 집을 지으면 실제로 사람이 거주 가능해야 되는 거지 않습니까? 편리해야 되고. 이것도 기업들이 지금 하고 있는 거예요?

◆조가연> 미국의 몇몇 스타트업들이 이미 진행을 하고 있고요. 미국의 그 마이티 빌딩스라고 하는 3D 프린팅 주택 회사 같은 경우는 조립식으로 진행을 하고 있습니다. 예를 들어서 벽과 바닥과 집의 천장과 지붕, 그리고 일부 내벽 같은 것들을 전부 다 3D 프린터로 뽑아내고요. 그다음에 원하는 장소로 가서 조립을 하는 방식입니다. 이미 2020년도에 한 20평 정도의 주택을 시범 삼아서 건설한 바가 있고요. 당시에 나왔던 자료로는 일반 주택을 같은 평수로 지을 때랑 대비해서 건축비가 한 45% 절감이 됐다라고 얘기를 하고 있고.

◇이대호> 더 비싼 게 아니라 건축비가 절반 이하로 떨어졌다.

◆조가연> 그리고 또 걱정할 수 있는 게 그럼 이게 튼튼한가에 대한 고민이실 텐데.

◇이대호> 그렇죠.

◆조가연> 그 소재 자체, 원료 자체를 일반적인 콘크리트보다 한 5배 정도 더 경도가 높은 더 튼튼한 석재 기반의 합성 소재를 활용했다고 합니다. 여기 같은 경우는 그 아람코라고 잘 알려진 사우디아라비아의 그 국영 석유기업이 여기에 전략적인 투자를 했는데요. 그래서 요즘에 이야기하기로는 이 아람코의 투자를 기반으로 중동으로까지 진출을 하겠다라고 얘기를 하고 있고요. 좀 더 대형 사이즈로 가면 미국의 또 아이콘이라고 하는 스타트업이 있습니다. 여기는 2018년도부터 이미 3D 프린팅 주택을 대중에 납품하기 시작을 했고요. 여기가 했던 게 2018년도에 이미 구현을 했던 게 주택 하나를 뽑는 데 한 48시간 정도 걸린다라고 얘기를 했고요.

◇이대호> 이건 한 33제곱미터 정도 한 10평 정도 되는.

◆조가연> 맞습니다. 실제로 재미있는 건 텍사스 주 내에 3D 프린팅으로 만든 주택 단지를 건설을 하고 있습니다.

◇이대호> 타운이 있어요? 그런 타운이?

◆조가연> 거의 완공 직전입니다. 제가 6월 말에 나온 기사를 보니까 완공 직전이고요. 여기가 총 100채 규모 보통. 침실을 한 서너 개 정도 보유하고 있는 단층 주택들을 건설을 하는데 이 단층 주택 하나에 약 3주 정도가 걸리고요. 대중적으로 판매하는 단가는 사이즈마다 다르겠지만 대충 우리 돈으로 6억 원에서 한 8억 원 정도에 판매를 하겠다라고 이야기를 했습니다. 실제로 팔리는 경우도 있습니다.

◇이대호> 신기합니다. 왜 그 콘크리트 같은 거 이렇게 부어서 프린팅해서 쌓아올리듯이 막 그런 경우도 있고. 실제로 3D 프린팅 주택 단지도 조성이 된다. 한번 보고 싶네요. 찾아봐야겠습니다. 근데 이게 또 꿈이 커집니다. 달나라까지 진출한다고요? 달나라에다가 집을 짓겠다는 계획도 있어요?

◆조가연> 그 앞서 말씀드린 3D 프린팅 주택 단지를 만들고 있는 아이콘 같은 경우는 나사와 계약을 해서 달 그리고 화성에 기지를 올리겠다라는 연구를 하고 있습니다. 이게 아마 뭐 청취자분들도 아실 수 있는 게 아르테미스 프로젝트라고 해서 달나라에 가는 프로젝트 달을 탐사하는 프로그램이 있었는데 여기의 일환이고요. 달 표면에 착륙장 그리고 유사시에 쓸 수 있는 대피소, 거주지처럼 좀 건설할 수 있는 것들은 모두 건설해보자. 대신 이걸 지상에서 건설해서 가져가는 게 아니라 달에서 직접 3D 프린터로 뽑자라고 하는 프로젝트를 하고 있고요. 중장기적으로는 화성까지 가겠다라는 계획도 밝혔습니다. 사실 이 3D 프린팅의 장점이 소재와 프린터만 있다면 대규모 설비가 없어도 원하는 출력물을 뽑아낼 수 있고 또 정말 시간을 단축하고 재료를 좀 절감할 수 있는 그 장점이 있다 보니까요. 지금 나사와 계약해서 달에다가 올라가는 거는 거의 한 10년 내에 하겠다라고는 이야기를 하고 있습니다.

◇이대호> 10년 내에는 하겠다고요?

◆조가연> 네.

◇이대호> 그러니까 그 건축 소재들을 다 들고 올라가는 게 아니라 3D 프린터와 그 쌓아올릴 수 있는 그 재료만 넣어서 만들 수도 있겠다. 일단 그런 꿈을 또 가져봅니다. 반대로 반도체 산업 분야에서도 이게 쓰일 수 있을까요? 특히 반도체 산업은 굉장히 또 미세하고 작은데.

◆조가연> 결국에는 얼마나 그 프린팅 기술이 고도화되느냐 그리고 얼마나 정교해지냐가 문제일 텐데. 실제로 미국에 상장되어 있는 마이크로 프린팅, 그러니까 마이크로 프린팅이라고 보통 부르는데요. 미국의 상장사인 나노 디멘션 같은 경우는 이 마이크로 3D 프린팅 기술을 가지고서 일부 반도체칩의 나노 프린팅을 제공을 하고 있습니다. 그러니까 반도체칩이 굉장히 작다 보니까 정교한 그 기술이 필요한데 재료 같은 경우도 반도체에 들어갈 수 있는 제조 공정용 재료를 쓰고 있고요. 그리고 그 칩을 출력하는 것들도 굉장히 미세하고 정교하게 나노 프린팅 또는 마이크로 프린팅이라고 불리는 영역까지 지금 제공을 하고 있는 기업들이 있고요. 또 미국의 옵토멕이라고 하는 기업도 관련된 기술을 가지고서 이미 진행을 하고 있는 와중입니다.

◇이대호> 그렇게 미세하게 과연 소재부터 프린팅 기술까지도 할 수 있을까. 이것도 진짜 거의 상상의 영역까지 가버렸네요. 근데 지금 많은 분들이 뭐 아까 이제 간판업도 이제 쓰신다는 분들도 계셨었는데 일반인들한테는 이게 3D 프린터로 만든 제품이나 이런 게 많이 눈에 띄지는 않을 것 같거든요, 아직까지는.

◆조가연> 한국 같은 경우는 3D 프린팅으로 맞춤형 안경을 제작하는 스타트업이 이미 있습니다. 미국에도 진출한 바가 있는데. 얼굴을 일단, 사실 얼굴이 사람마다 다 다르잖아요. 골격이 다르다 보니까 3D 스캐닝을 먼저 하고요. 그다음에 3D 프린팅을 하고요. 또 뭐 콧대라든지 얼굴 미간이라든지 귀 높이 이런 것에 맞도록 또 한 번 더 레이저 커팅을 합니다. 그렇게 해서 완벽하게 얼굴에 맞춰서 만들 수 있는 이런 안경을 제작하는 스타트업은 이미 있고 여기는 대중적으로 판매를 하고 있고 미국에도 진출을 했습니다. 그리고 미국의 아디다스 같은 경우도 2015년도에 이미 그 운동화 중간에 들어가는 중창 같은 경우는.

◇이대호> 여러 깔창 중에서 중간에 들어가는 소재.

◆조가연> 예. 이건 3D 프린팅을 해가지고 그 중창을 붙인 운동화를 보도 자료로는 한 10만 켤레 이상 팔았다라고 이야기를 하고 있고요. 요즘에는 패션 의류에서도 좀 활용을 하고 있습니다. 미국의 언스펀이라고 하는 스타트업이 있는데 여기는 3D 프린팅으로 옷을 만드는데요. 우리가 일반적인 옷을 만든다라고 생각하면 먼저 원단이 필요하죠. 그러니까 실이 아니라 원단이 필요합니다. 그런데 여기 같은 경우는 원단을 건너뛰고요. 그냥 실에서 바로 옷을 짜는 기술을 가지고 있습니다. 그러니까 원단을 거치지 않고 굉장히 많은 실들을 그 3D 프린터에 연결을 한 다음에요. 베틀에서 천을 짜듯이 바로 원하는 디자인의 옷을 짜는 기술을 가지고 있습니다.

◇이대호> 이렇게 교차하면서 시를 넣고 빼고 넣고 빼고 하듯이.

◆조가연> 네. 이걸 이제 3D 직조 기술이라고도 부르던데. 이렇게 하면 장점이 뭐냐 하면 실에서 바로 옷으로 가기 때문에 원하는 디자인을 바로 만들 수 있기 때문에 일단 원단 폐기물이 거의 0에 수렴합니다.

◇이대호> 원단을 받아서 그걸 이제 재단하고 자르고 붙이고 막 봉제하고 이게 아니라 실에서 바로 옷으로 되는. 신기하네요.

◆조가연> 그리고 일부 디자인 같은 경우는 사실은 뭐 소품종 소량 생산을 하고 싶은 경우도 있을 텐데 맞춤형 제작이 가능하고요. 그리고 만약에 뭐 3D 스캐너를 이용해서 사람의 인체를 정확하게 스캔한다면 사실 거기에 완벽하게 들어맞을 수 있는 직조를 할 수 있기 때문에 맞춤형 제조가 가능하다. 주문형 제조가 가능하다. 섬유 폐기물, 원단 폐기물이 거의 0에 가깝다. 그리고 당연히 그렇다 보니까 에너지 사용이나 폐기물 감소가 이루어질 수 있다라는 친환경 기술로 주목을 받으면서 이 언스펀이 가지고 있는 기술을 활용해서 월마트가 본인들의 자체 PB 의류를 만드는 데 사용하겠다라고 최근에 밝히기도 했습니다.

◇이대호> 뭔가 그 스파이더맨의 옷이 생각나기도 하네요. 몸에 꼭 맞게. 스파이더맨의 그 거미줄, 실 같은 걸로 바로 또 옷을 만들 수 있는 그런 시대라는 거. 신기합니다. 혹시 먹는 것도 만들 수 있을까요? 3D 프린팅으로?

◆조가연> 이게 3D FP라고 해서 그러니까 그냥 한국말로 하면 3D 식품프린팅 기술입니다.

◇이대호> 식품 프린팅.

◆조가연> 네. 이게 상대적으로 좀 최근에 연구 개발된 거긴 하고요. 추출하는 방식은 앞서 말씀드린 일반적인 3D 프린팅 추출 기술과 비슷합니다. 뭐 잉크제처럼 뽑아내거나 레이저를 뿌려가지고 분말, 설탕 같은 분말에다가 레이저를 뿌려서 굳히거나 아니면 뭐 단백질 원료를 분사하거나 초콜릿이나 밀가루 반죽 같은 것들을 노즐로 이렇게 쭉 뽑아내서 압출한다거나 그 방식은 굉장히 비슷한데 다만 원재료가 바뀌는 것이고요. 세계 최초의 3D 프린팅 식품은 한 2005년, 2006년도부터 이미 시도가 됐습니다. 그때에는 원료를 초콜릿이나 치즈나 쿠키 반죽 같은 것들을 이용해서 어떤 공법이라기보다는 디자인을 원하는 모양대로 뽑아낸다에 좀 더 집중을 했고요. 사실 사람이 손으로 쿠키를 반죽해서 만들면 이게 오븐에서 좀 구워져 나왔을 때 모양이 바뀌기도 하잖아요.

◇이대호> 그렇죠. 퍼지고.

◆조가연> 이런 것들을 좀 줄이기 위해서 내가 원하는 모양을 완벽하게 만든다라는 그 디자인 관점에 좀 집중해서 이런 식품 프린팅이 처음에는 개발이 됐었습니다.

◇이대호> 신기합니다. 압출 인쇄 방식. 저 이거 하나 알고 있습니다. 저도 해봤습니다. 뷔페 가면 그 후식 코너에서 소프트 아이스크림 그릇에다 담아서 이렇게 쌓아 올리지 않습니까? 그게 압출 방식 아닙니까?

◆조가연> 맞습니다. 비슷합니다. 보통 뭐 초콜릿이나 이런 반죽 같은 것들을 압축 인쇄 식품 프린팅을 많이 합니다.

◇이대호> 근데 이제 그게 녹으니까 문제인 거고. 근데 이제 식품도 이렇게 만들어 먹을 수 있는 시대인데 근데 음식은 또 맛이 있어야 되고 향도 좋아야 되지 않습니까? 향이나 냄새까지도 기술로 그러면 조향을 할 수 있을까요, 이것도?

◆조가연> 이건 이제 상대적으로 최근에 발표된 논문들에 나와 있는데요. 예를 들어서 출력한 다음에 그 공간의 환경 온도나 습도를 변화시켜서 이 식품 프린팅 결과물이 가지고 있는 물성이나 냄새 같은 것들을 바꾸는 실험들을 하고 있는데요. 예를 들어서 제가 쿠키를 뽑아냈습니다, 프린터로. 그다음에 전자레인지에 넣고 돌리면 원래는 아무 향이 나지 않는 쿠키였는데 전자레인지를 가열하고 나면 뭐 시나몬 계피 향이 난다거나 이런 시도들이 이루어지고 있고요.

◇이대호> 특정 온도 이상에서 뭐가 발현되게.

◆조가연> 그리고 어떤 경우가 있냐면 사실 사람마다 필요한 영양소나 단백질 이런 지방 비율이 다를 수 있는데요. 이런 것들을 고려해서 이미 그 3D 프린팅을 하기 전에 들어가는 원료의 지방이라든지 영양소, 미네랄, 비타민 이런 것들을 좀 조합을 해서 어떤 특정한 상태, 건강 상태에 맞는 그 특수 식품을 출력해내는 것들도 최근에 일부 이루어지고 있습니다.

◇이대호> 신기합니다. 이게 또 그 바이오와 의료 분야에서는 또 어떻게 쓰이는지도 되게 궁금한데. 임플란트나 치아 교정할 때도 이미 이게 또 쓰이고 있더라고.

◆조가연> 보통 이제 체외에 들어가는 의료기기. 예를 들어서 뭐 의수라든지 의족이라든지 척추를 지지하는 지지체 같은 것들은 이미 3D 프린팅 기술이 많이 상용화되어 있고 환자 몸에 맞춰서 맞춤형으로 이용이 되고 있고요. 치과 같은 경우도 우리가 생각했을 때 투명 교정기 같은 것들은 치아 모양을 스캐닝한 다음에 3D 모델링을 거쳐서 출력하고.

◇이대호> 이미 만들고 있죠.

◆조가연> 끼워서 이용하는 것들이 이루어지고 있습니다.

◇이대호> 그 투명 교정.

◆조가연> 사실 이럴 때에는 당연히 이 소재 같은 경우도 좀 더 인체의 안전이 검증된 것들. 그리고 뭐 의수, 의족 같은 경우는 굉장히 고강도의 재료들, 또 생체 적합성이 높은 재료들이 이용되어서 금속 3D 프린팅이 의료기기 분야에는 이미 좀 대중적으로 접목되기 시작했다라고 봐주시면 맞을 것 같습니다.

◇이대호> 그리고 또 이게 임플란트 할 때 이 치조골이라고 하나요? 뼈가 약하신 분들은 인공뼈를 만들어내기도 하던데 이게 두개골, 머리뼈도 3D 프린팅으로 만들 수가 있다고요, 이게?

◆조가연> 그 앞서 말씀드렸던 그 3D 프린팅 기술 자체를 가장 먼저 고안해서 기업을 만든 3D시스템즈라고 하는 그 글로벌 1위 기업이 있는데요. 여기가 가장 최근에 전 세계 최초로 3D 프린팅으로 인쇄해낸 두개골 임플란트로 미국 FDA의 승인을 받았습니다.

◇이대호> 두개골 임플란트라고요?

◆조가연> 생각해 보시면 굉장히 큰 사고가 났거나 충격을 받을 때 일부 두개골이 깨지거나 이제 그 손상되는 경우가 있습니다. 이런 것들을 위해서 환자 맞춤형 두개골 임플란트를 개발을 했고요. 이게 미국 FDA 승인은 최근에 받았지만 이미 유럽과 이스라엘에서는 몇 개 병원에서 이런 두개골 성형수술에 쓰였던 바가 있습니다. 그 회사가 밝히기로는 한 40건 정도 수술을 했다라고 하고요. 당연히 인간뼈와 굉장히 유사한 특성을 가지고 있고 몸에 장착했을 때 문제가 없도록. 소위 이제 생체 적합성이 좋은 거고요. 또 뇌 같은 경우는 뇌 수액 같은 것들이 흐를 수 있는데 그런 체액에도 저항성을 가질 수 있고 또 사람의 체온이 낮아지기도 하고 올라가기도 하고 또 뇌 같은 경우는 이제 외부에 굉장히 노출이 많이 되어 있다 보니까 이제 외부의 공기 온도에도 안정해야 되는데 그런 온도 적합성도 받았습니다. 또 심지어 이 두개골 임플란트를 시술한 다음에 CT나 MRI도 촬영할 수 있도록 방사선을 투과하는 것들도 되어 있어서 두개골 장착에 거의 인체 적합성이 가장 높다. 그래서 FDA 승인까지 받았다라고 발표를 했습니다.

◇이대호> 그런데 그 두개골뿐만이 아니라 아예 인공뇌를 만드는 실험도 진행이 되고 있어요?

◆조가연> 그러니까 뇌라기보다는 그러니까 뇌 세포와 거의 유사한 기능을 가지고 있는 세포들을, 세포, 조직을 출력했다라고 말씀드리는 게 더 맞을 것 같고요.

◇이대호> 뇌 세포와 유사한 것.

◆조가연> 네. 그러니까 이것도 역시 최근의 연구인데 미국의 한 대학교들이 이 3D 프린팅 기술로 인간의 뇌 세포를 출력을 해서 실제 뇌 조직과 유사한 기능을 유지하고 있다라는 점을 이제 입증을 했습니다. 보면 뇌 같은 경우는 이제 그 신경 조직마다 이 뉴런과 시냅스가 연결이 돼야 되는데 그러니까 서로 상호작용을 해야 되는데 본인들이 만들어낸 그 바이오 잉크, 예를 들어서 줄기세포에서 그 뇌와 유사한 뉴런들을 추출을 한 다음에 그걸로 3D 프린터용 잉크를 만들었습니다. 보통 이런 것들을 이제 바이오 잉크라고 부르는데요.

◇이대호> 바이오 잉크.

◆조가연> 네. 그 바이오 잉크로 뇌 조직과 유사하게 출력을 해보니까 우리가 가지고 있는 신경회로와 유사한 기능성을 가지고 있는 대뇌 피질층이 만들어지더라. 그리고 이게 시간이 지나면서 사멸하거나 죽는 게 아니라 시간이 지나도 그 신경 조직, 프린팅된 신경 조직 안에서 우리 뇌와 유사한 세포들이 성숙을 하고 시냅스가 연결되는 것들도 가능한 게 보이더라라는 연구 결과를 발표한 바가 있고요. 사실 뇌뿐만이 아니라 인공 장기들, 예를 들어서 뭐 인공 근육이나 인공 피부나 심지어 인공 폐 같은 것들, 심장 같은 경우도. 심장과 비슷한 근육 또는 섬유 조직이라고 해야겠죠. 그렇게 해서 이제 소규모로는 출력을 하고 유사한 장기 기능성을 갖고 있다라는 것들을 조금씩 그 검증해 내고 기술 개발이 이루어지고 있습니다.

◇이대호> 세포부터, 그리고 조직부터. 그러다 그게 어느 정도 검증이 되면 인공장기에 또 도전할 수도 있는 거고요. 한** 님이 이러다 사람도 만들겠네요. 이렇게 보내주셨어요.

◆조가연> 사실 요즘에 그 휴머노이드 로봇이 굉장히 많이 나오고 있잖아요. 일론 머스크가 공개하기도 했고 옵티머스를 공개하기도 했고 피규어AI라고 하는 그 휴머노이드 로봇 회사도 있는데 상상해 본다면 아까 그 인공 피부 같은 경우는 실제로 그 피부 조직을 그 사람의 손상된 위치에 바로 출력하는 기술도 연구가 되고 있거든요. 만약에 그런 것들을 휴머노이드 로봇 위에 입힌다면 사람과 굉장히 유사한 외형을 가지고 있는.

◇이대호> 영화에 나오는 그것처럼.

◆조가연> 네. 보통 뭐 로봇 같은 것들도 만들 수는 있다. 개념적으로는 그러합니다.

◇이대호> 휴머노이드 로봇. 실제로 중국에서 보니까 이거 피부라고 해야 돼, 껍질이라고 해야 돼. 뭐 씌워가지고 실제로 표정도 많이 만들어내고. 일본, 중국, 미국에서 또 그게 또 엄청나게 또 개발이 되고 있더라고요. 정말 미래를 다녀왔습니다. 미래생활사전 조가연 벤처캐피탈리스트와 함께했습니다. 고맙습니다.

◆조가연> 네. 감사합니다.