Update2024.04.26 (금)
세계 금속 AM시장 1조5천억…전체 20% 점유
2016년 전 세계 적층제조(Additive Manufacturing)시장은 7조원에 육박하며 시장성장률은 20% 이상으로 고속 성장 중이다. 금속시장의 경우 이중 약 20%에 해당하는 1조5천억원으로 추정된다. 전체 시장은 2010년을 기점으로 급격히 성장하고 있는 것으로 나타나고 있는데, 이는 2010년대부터 실제 제품 또는 부품 제조에 활용되기 시작했기 때문이다.
적층제조 시장은 프린터 장비 및 소재 등의 ‘제품 시장(AM products)’과 프린팅 서비스 제공 등의 ‘서비스 시장(AM services)’으로 구분되는데 서비스 시장이 규모가 더 크다. 적층제조 시장은 2010년 이후 매년 20~40% 수준의 빠른 성장세를 보이고 있다.
2016년 세계 AM 제품 시장규모는 26억6,900만달러이며 AM 서비스 시장규모는 33억9,500만달러로 성장률은 감소하고 있으나 전체 시장은 지속적으로 성장하고 있다. 최근 연도별 성장률을 살펴보면, 기존 가파른 성장률은 최근 1~2년 사이 둔화되는 것으로 나타났는데 이는 관련 시장이 성장 주기상 성숙 단계에 진입하고 있음을 간접적으로 보여주고 있다.
2016년 전 세계 장비판매 시장도 플라스틱의 경우 세계적인 업체인 스트라타시스는 경쟁업체의 등장에 따라 2015년 대비 10% 감소한 것으로 나타났다. 그러나 금속 장비의 경우 2012년에는 202대에 불과했으나 매년 급성장하여 지난해는 957대가 판매됐다. 지난해까지 금속장비의 총 누적 판매대수는 3,366대이며 2025년에는 10배 이상인 3만5,000대로 예상되고 있다.
■적층제조 금속소재 시장 年 50% 성장
적층제조용 소재시장은 약 9억300만달러(약 1조원)를 형성하고 있는데 이중 광경화성 수지가 39%, SLS용 플라스틱 수지가 25%, FDM용 필라멘트가 21% 등을 차지하고 있는데 이들 플라스틱 소재의 연평균 성장률은 20% 미만이다.
금속소재의 시장규모는 2009년 이후 꾸준히 증가하다 2014년을 분기점으로 매년 50%의 급신장이 이루어지고 있다. 금속소재시장은 2016년 1억2,680억달러로 전년대비 43.9% 성장하였다. 이는 장비판매의 급격한 증가와 우주항공, 산업용품, 의료용 시장의 직접적인 성장에 따른 것이다.
금속 3D프린터 총 3,366대 판매, 2025년 10배↑
부품양산 확대, 韓 수요社 위주 일괄개발 시스템 구축 必
■우주항공·산업기기 AM 활용 증대
적층제조 응용분야는 크게 산업용 및 기계부품, 우주항공, 소비재 및 전자부품, 의치과용, 자동차, 방산용 등으로 구분할 수 있다.
<그림 3>에 나타낸 바와 같이 2016년의 응용분야를 살펴보면 산업용 및 기계부품, 우주항공, 방산분야에서 급격한 성장세가 주목된다. 이는 금형, 연료분사 노즐 등 항공용 부품, 방산 무기 분야의 성공사례가 바로 시장에 반영된 것이며 이것은 금속장비 및 분말시장의 성장률과 밀접한 연관이 있다.
복잡한 설계 변수와 소량 맞춤형 생산 특징이 강한 항공, 산업기기 및 의료산업 등에서 적층가공에 대한 수요가 강하게 발생하고 있으며, 특히 항공 및 산업기기 분야는 시장규모뿐 아니라 시장점유율 모두 급속하게 성장하고 있다.
그러나 의료분야는 제조기술 문제보다는 생체적합성, 각종 인증여부 등의 문제로 시장 확대가 상대적으로 지연되는 경향을 보인다.
기존부터 꾸준한 수요가 있던, 금형 및 주조용 패턴 제작(사형몰드 및 정밀주조용 패턴) 등도 매출이 안정적으로 증가세를 보이고 있다. 반면, 연속공정 및 대량생산 등이 중요한 변수인 자동차 및 소비재 산업에서는 매출 증가세가 주춤하고 있는 실정이다.
향후 적층제조 응용분야 성장률(CAGR) 전망을 보면 항공우주 산업, 자동화산업, 의료 및 치과 부분에서 높은 성장률이 예상되며 특히 항공우주 산업에서 가장 큰 성장률이 예상된다.
■성공적인 적층제조 활용 기업 증가
최근 세계 굴지의 기업들이 시제품이 아닌 부품을 3D프린팅으로 직접 제작해 사용 중에 있다. GE Aviation, Rolls-Royce, Pratt & Whitney, CFM International는 민항기용 제트엔진에 적층제조 기술을 검토하고 일부 양산에 적용하고 있다.
유럽에서 가장 큰 발전설비 업체인 독일의 지멘스는 원자력 부품인 임펠러와 가스 터빈 블레이드를 제조하여 승인까지 받아 관련 산업계에도 파급효과가 기대되고 있다.
최근 유럽연합(EU) 산하인 유럽방위청(EDA)이 ‘적층제조기술’을 방위산업 분야에서 활용할 수 있는 가능성을 시험하기 위한 프로젝트에 착수한 바 있다. 방산분야에서도 록히드마틴社가 미 해군의 수직이착륙기인 MV-22B 오스프리 엔진의 하우징과 링크부품을 타이타늄으로 적층하여 신뢰성 조사를 완료하고 비행테스트를 성공하는 등 모든 분야에서 적층제조 기술의 적용 가능성과 응용사례가 매일 쏟아지고 있다.
■적층제조 일괄 개발 시스템 구축해야
각 국가별 3D프린팅 시장점유율을 살펴보면 2016년 기준 미국(36.8%)이 가장 선두주자이고 그 다음으로 중국(10.3%), 일본(9.2%), 독일(8.4%), 영국(4.2%) 등으로 나타나고 있다. 우리나라는 우리나라는 지난 몇 년간 적층제조에 대한 투자가 진행된 결과 성과창출에 의문이 있음에도 불구하고 2016년 시장규모는 2,300억원으로 세계 점유율 3.4%를 기록했다. 한국의 2025년 예상 점유율은 20%로 세계 5대 강국이 될 것이라는 전망도 있다.
1차 산업혁명 후 적극적인 기술을 받아들인 독일, 일본이 금속, 기계, 의학분야 등에서 1등 국가가 되었듯이 4차 산업혁명 시대에서 정부의 정책은 당장 눈에 보이는 성과보다는 먼 미래를 바라보고 추진돼야 한다. 현재 비록 전 세계 시장이 7조원에 불과하지만 매년 가파른 성장률과 세계적인 대기업의 성공적인 사례를 본다면 미래 시장의 전망은 밝다.
따라서 지방자체단체나 정부출연연구소 위주의 정책방향보다는 수요기업 위주의 설계, 장비, 소재개발부터 최종 인증까지 일괄적으로 개발할 수 있는 시스템을 구축하여 중복성을 피하고 효율을 극대화하는 방향으로 전개할 필요가 있다. 이를 통해 앞서 전망처럼 2025년 대한민국이 세계적인 적층제조 강국으로 성장하기를 기대해 본다.
