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주승환 한국적층제조사용자(KAMUG) 협회 회장[2018년 신년특집]

韓 3D프린팅 지속 발전, 주력산업 고도화 달렸다



우리나라에서 2014년 이후 수많은 정책 추진을 통해 수천억에 달하는 정부 예산이 투입 됐지만 아직도 산업이 활성화가 되지 않는 것은 무엇일까? 1천만명의 3D프린팅 교육을 통해 인력(메이커스)을 양성시키겠다는 정부의 정책 방향에 많은 희망을 가졌고, 실제 수많은 인력이 양성이 되었으나, 현재 3D프린팅 전문 인력으로 취업을 한 사람은 몇 명이 되지를 않고 대부분이 교육만 받고 놀고 있는 것이 현실이다. 이는 교육 방향이 잘못됐다는 것을 의미한다. 우리나라는 실제 가정용 3D프린팅 위주로 대국민 홍보에 치우치고 있다. 국내와 달리 해외는 많은 부분이 산업용 3D프린팅에 초점이 맞춰져 지원되며 비즈니스가 일어나고 있다. 산업용으로 생산공정에 들어가고, 일자리가 생기고, 성공하는 비즈니스맨이 생기지만, 국내는 아직 이에 대한 길이 제시가 되지 않고 있다. 그나마 가정용에서도 중국에서는 중견 기업이 나오고 있으나, 국내는 중국 제품에 밀려 고사 위기에 있어 국내 초기 3D프린팅 산업에서 역할을 한 사람으로서 아쉬움을 금할 길 없다.

대표적으로 미국의 경우 주력 산업인 항공산업 고도화를 위해서, 3D프린팅을 도입해 생산성 향상 및 대량 생산을 진행 중이다. 새로운 3D프린팅 설계 기술인 DFAM(Design for Additive Manufacturing: 적층제조를 위한 디자인)을 통해 성능을 향상시킨 대표적인 사례가항공기에 들어가는 연료 노즐이다. 이 제품은 크게 성공을 해 2015년에 상용화 됐다. 연간 4만5천개의 제품이 생산이 되어, 우리가 타고 있는 항공기에 장착이 되고 있다. 우리는 메탈 3D프린팅으로 제작한 부품을 장착한 항공기를 타고 다니는 것이다. 이미 미국 앨러배마의 앨번 공장은 대량 생산 체계를 확립했다. 향후 1만여대의 금속 프린터를 설치하고, 연간 10만개 이상 부품을 우리 타고 다니는 항공 여객기 엔진과 발전기 터빈에 생산, 장착하고 있다. 그 이후에 미국은 물론 유럽의 지멘스사, 캐터필러사 등이 항공기, 중공업, 발전 분야에 활발히 적용하고 있다.

2017년 파리의 에어쇼에서 GE 항공 엔진은 이 기술로 경쟁사를 제치고, 27조원 규모의 수주에 성공했다. 3D프린팅 시장 규모는 단기적으로는 76조, 미래 예측은 전체 공업 생산 시장의 15%를 차지할 것으로 예상됨에 따라 2,000조의 시장을 선점을 하려고 발전 노력을 계속하고 있다.

3D 프린팅이 생산으로 진행이 됨에 따라, 용어도 3D프린팅은 일반인이 쓰는 용어가 되었으며, 산업계에서는 기존 깎아서 부품을 만드는 방식(SM:subtractive manufacturing)의 반대 개념으로 3D프린팅을 붙여서 만드는 방식인 적층제조(AM:Additive manufacturing)로 부르고 있다. 이미 GE의 신규 사업팀은 AM의 A를 사용하여, GE Additive 라는 회사명을 사용하고 있다. 디자인 방식도 DFAM 으로 바뀌었으나 우리나라는 기존 캐드 교육에 치우치고 있는 것이 현실이다. 아직도 생산의 개념까지도 가지 못한 것이다.


美 항공산업 적용 동반성장, 조선·중공업·발전·금형 등 적용처 찾아야

적층제조 컨소시엄 및 선박 적용 3D프린팅 비즈니스 모델 발굴 추진



지금 우리는 어떠한 방향으로 가야할 것인지에 대한 깊은 고민이 필요한 시점이다. 필자가 고민한 결론은 3D프린팅을 통한 주력 산업의 고도화를 위해 새로운 3D프린팅 설계 기술인 DFAM을 국내 적극 도입해 새로운 비즈니스 모델을 창출하고 나아가 일자리를 창출하는 것이다.

미국이 제조업의 부활을 위해 3D프린팅 육성에 나선 것처럼 제조업 강국인 우리나라가 다시 전세계에서 주도적인 역할을 하기 위해선 주력산업 분야인 조선, 중공업, 발전, 의료, 주조, 금형분야에 맞는 전략을 제대로 세워 진행을 해야한다.

영국의 3D프린팅 국가 전략로드맵에 의하면, 8%의 세계 시장 확보와 6만3,000명의 일자리 확보를 목표로 하고 있다. 영국은 롤스로이스사의 항공 엔진 산업이 있어 셰필드 대학을 중심으로 한 AMRC(Advanced Manufacturing Research Center)에서 활발히 인력을 양성하고 제품 생산이 진행 중이다. 우리는 아무 생각없이 해외를 따라 하다보니, 항공 산업을 쫓아가다가 전세계 3D프린팅 시장 중 4%에 불과한 점유율을 기록하고 일자리 창출은 부진한 상황이 된 것이다. 외국장비를 무작정 사주고, 제대로 활용을 못하는 국내 연구기관을 우습게 보는 것도 이런 맥락이다.

주력 산업에 3D프린팅 기술을 도입하여, 생산성 향상과 원가 절감을 통한 주력 산업의 고도화를 꾀해야 하지만 우리의 현실은 그렇지 못하다. 미국은 항공을 중심으로 3D프린팅이 산업화가 됐고 항공 산업이 있는 유럽, 중국, 인도, 일본 등은 자체 개발을 통해 주력 산업에 3D프린팅이 적용·발전되고 있다. 그러나 우리나라는 항공산업 자체가 대부분 하청 조립 생산에 지나지 않아 발전을 하지 못한 것이다. 이를 타파하기 위해 우리가 가지고 있는 주력산업에 전념을 하는 것이 필요한 시점인데, 전체 산업에 대한 가이드도 없는 현실이다.

이에 3D프린팅 산업화와 세계를 선도할 수 있는 한국적인 3D프린팅 비즈니스 모델을 만들기 위해선 한국의 주력 산업에 3D프린팅을 적용해야 한다.

최근 이런 목적 아래, 울산시와 KAMUG는 주력 산업의 고도화를 통한 AMC(Additive Manufacturing Consortium)을 조직해 국내 산업에서 5000개 이상 3D프린팅으로 생산이 가능한 부품을 만드는 과정을 진행하려고 하고 있다. 이런 시도 중에서 가장 중요한 것으로 느껴지는 것이 소재의 국산화이다. 현재 나오는 소재는 GE사의 부품 등, 항공기 기준으로 만들어지다보니 가격이 중공업 선박의 부품용 사용하기엔 너무 비싼 경우가 발생하고 있다. 때문에 이제는 선박 등 우리 주력 산업에 맞는 가격대의 소재를 만들어야 한다. 우리나라의 주력 산업에 맞는 소재, 공정, 장비를 제작하는 민간 위주의 컨소시엄으로 개발을 진행해야 많은 업체가 실제 산업에 뛰어들 수가 있는 것이다.

이외에, 울산시를 중심으로 조선용 프로펠러를 제작해 실제 배에 장착한 후 바다에서 시운전을 진행 중이다. 2018년 초까지 완성을 하고, 또한 세계 최초의 3D프린팅 배를 만들어서 전세계에서 우리나라의 기술을 보러 오게 하기 위해서 한국적층제조사용자협회(KAMUG)를 통해서, 국내 제조업체가 프로젝트를 추진 중이다. 각 분야별 3D프린팅 강자가 항공은 GE사, 자동차는 로컬모터스사, 3D프린팅 건축물은 중국의 윈선사인 것처럼 조선·선박은 한국의 울산으로 알려지게 하려는 것이 목표다. 이를 통해 전세계 시장점유율 4% 이상 달성, 3만명 이상의 고용을 창출해 3D프린팅이 새로운 제조업의 성장엔진으로 자리매김 하길 기대해 본다.
독일 부품업체는 3D프린팅으로 엔진 블록, 타이어 등을 만들고 있으며 자동차 경량화를 진행 중이다.
3D프린팅한 전자부품이 기존 부품을 대체하고 있다.

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