3D 프린팅(3D Printing)

0. 목차

1. '3D 프린팅'이란?
2. '3D 프린팅'의 구성요소
3. '3D 프린팅' 프로세스
4. '3D 프린팅' 기술 발전 방향
5. '3D 프린팅' 기술 응용 동향
6. 각국의 '3D 프린팅' 산업 육성 전략
7. '3D 프린팅' 관련 기업

1. '3D 프린팅'이란?

 '3D 프린팅(3D Printing)'은 '3D프린터'를 통해 '3차원 모델링 데이터(3D Modeling Data)'로부터 대상품을 제조하는 프로세스이다. '3D프린터(3DPrinter)'는 해당 기술을 활용하여 제품을 제조하는 장비이다. '3D 프린팅'에 대비되는 개념으로는 '절삭기계(Cutting Machine)', '레이저(Laser)' 등을 이용해 자르거나 깎는 방식으로 3차원 조형물을 생산하는 '절삭가공(SM: Subtractive Manufacturing)'이 있다.

 '3D 프린팅'과 같은 '적층 제조(AM: Additive Manufacturing)' 방식은 기존의 '절삭 가공'을 통한 제조 방식보다 재료가 절감되고, '공급망 주기(Supply Chain Cycle)'이 단축되어 소량 다품종의 제조 추세에 대응할 수 있는 장점이 있다. 또한 기존의 '절삭 가공'으로는 만들 수 없던 속이 빈 구조 등을 한 번의 공정으로 만들 수 있는 등 다양한 장점이 있어서, 차세대 제조 방식으로 주목받고 있다. 또한 기존 산업과 융복합이 이루어지면서, 수요자 맞춤형 제품을 생산하거나 다양한 복합 소재를 활용하여 생산하는 등 새로운 제조 기술로 발전 중이다.

1-1. '3D 프린팅' 산업의 특징

 '3D 프린팅' 산업은 새로운 공정이라는 특성상 초기 기술 활용도가 필수적이고, 자본 집약적이며, 시장 진입장벽이 높은 특징을 지닌다. '3D 프린팅'은 현재 시제품 생산에 주로 적용되고 있으나, 미래에 '다품종 소량생산', '소비자 맞춤형 제품'을 지향하는 4차 산업혁명의 핵심 산업 분야가 될 것으로 예상되고 있으며, 모든 전방시장에 적용될 가능성이 크다고 생각된다. 제품을 설계하고, 설비를 조작하는 '전문지식'이 필수적이어서, 이에 교육 시간 및 비용이 소요된다. 또한 '기술 개발을 위한 장기적인 투자', '초기 설비 구축 및 생산을 위한 자본이 요구'되어 시장 및 기술의 진입장벽이 높다.

특징	주요 내용
성장기 산업	국내외 시장규모가 지속적·안정적으로 커질 전망
	4차 산업혁명의 핵심 산업 분야
	다양한 전방 산업이 존재
	다품종 소량 생산, 소비자 맞춤형 제품, 시제품 생산에 유리함
초기 기술 활용도 필수	제품 설계, 설비 조작에 대한 전문지식 부족 시 활용도가 떨어짐
	전문 엔지니어 고용 및 위탁 교육에 시간·비용 소모
자본 집약적	기술 개발에 장기적인 투자가 필수적이고, 초기 설비 구축 및 생산을 위한 투자가 요구됨.
높은 시장진입장벽	요구되는 기술 수준이 높고, 수요처 확보가 어려우며, 상위 기술 선도 업체에 의한 시장 점유로 투자에 대한 부담이 높아 신규업체의 시장 진입이 다소 제한적임.

1-2. '3D 프린팅' 산업의 구조

1. 3D 프린팅 산업: '3D 프린팅' 산업은 '생산 공정 시스템' 자체를 의미한다.
2. 후방 산업(공급): '3D 프린팅' 산업의 '후방 산업'은 3D 프린팅에 필요한 구성요소 및 시스템 설계 기술을 포함하고 있다.
3. 전방 산업(제품): '3D 프린팅' 산업의 '전방 산업'은 제조공장을 운영하는 대부분을 포괄하며, 3D 프린팅을 통해 제품 및 서비스를 제공하며 '생산 효율 제고', '사업모델 다각화' 등을 추진한다.

 이렇게 '3D 프린팅'은 전방·후방 산업 없이 단독으로 존재할 수 없으며, 다양한 주체들이 얽힌 복잡한 시스템으로 구성된다. '3D 프린팅' 산업의 '가치사슬(Value Chain)'은 아래의 표와 같다.

구분	내용
후방 산업(공급)	3D 프린터
	소재 (금속분말, 고분자소재 등)
	S/W (모델링, 응용 S/W)
3D 프린팅	생산 공정 시스템
전방 산업(제품)	플라스틱 제품, 금속 제품, 의료산업분야 등

2. '3D 프린팅'의 구성요소

 '3D 프린팅'이란 3D 데이터를 기반으로 '폴리머', '금속', '종이' 등의 소재를 적층방식으로 쌓아 올려 3차원의 입체물을 형상화하는 기술을 말한다. 3D 프린팅을 구성하는 기술에는 '장비', '소재', 'S/W'가 있으며, 각 분야에서 적용 분야를 넓히기 위해 활발히 연구 개발이 진행 중이다. '3D 프린팅'을 위해 3가지 구성요소 '장비', '소재', 'S/W'가 모두 필요하며, 이들은 관련 업종 매출의 큰 비중을 차지하고 있다.

1. 장비 기술: 장비 기술은 제품을 생산하는 3D 프린터 기술과 적층 대상을 도면 정보로 변환하는 '3D 스캐너(3D Scanner)' 기술로 구분되며, 3D 스캐너는 '역설계(Reverse Engineering)' 시 사용된다. 3D프린터 기술에는 '공정에 따른 설계 표준화', '미세 노즐', '미세분사기술', '에너지원(열, 에너지, 전자빔 등)', '출력 및 조절기술', '정밀 위치제어', '고속 제어 기술' 등과 '착색', '연마', '표면 재료 증착' 등 제품의 '경도', '표면조도' 등 품질을 결정치는 후처리 기술도 포함된다.
2. 소재 기술: 소재 기술은 물질의 속성에 따라 '금속', '세라믹', '고분자 수지', '생체 소재', '복합 소재' 등이 있다. 형태에 따라 '액체', '분말 고체', '선재(wire rods)' 등으로 나뉜다.
3. S/W 기술: S/W 기술은 '위상 최적 설계', '가상 시제품 제작', '프린터용 임베디드', '하드웨어 제어' 등을 위한 S/W 등으로 나눌 수 있다.

2-1. 장비 기술 (3D프린터, 스캐너)

 장비 기술은 제품을 생산하는 3D프린터 기술과 적층 대상을 도면 정보로 변환하는 '3D 스캐너(3D Scanner)' 기술로 구분되며, 3D스캐너는 '역설계(Reverse Engineering)' 시 사용된다.

1. 3D 프린터(3D Printer): '자동차', '항공·우주' 등 산업 분야에는 우선 설계적으로 'DfAM(Design for Addictive Manufacturing)' 기반 설계 기술이 요구된다. 기존에는 구성 부품을 절삭가공하고 조립한다는 전제하에 설계했으므로, 소재를 절삭가공하기 위한 '공구 경로(Tool path, 희망하는 부품 형상으로 가공하기 위한 공구 중심의 운동 궤적)', 'Tool의 길이와 조립하기 위한 조립 공구의 진입 가능 여부', '작업자의 조립 편의성' 등을 고려하여 설계해야만 했다. 하지만 3D 프린팅은 조립을 최소화한 일체화된 제품을 생산하고 절삭용 '공구 경로(Tool path)'가 생략되는 등 제조를 위한 설비 내 동선이 달라진다. 따라서 3D 프린팅에 맞는 독자적인 설계 표준화 기술이 필요하다. 고려 사항으로는 제품의 강도에 따른 '적층 방향', '경량화', '강도'를 위한 윤곽선 설계 시 '압출라인의 수', '서포트를 최소화하는 최적화된 부품의 형상 및 개수' 등이 있다. 최종적으로, 국산화된 3D 프린터로 DfAM 기반 설계한 '경량화', '초정밀', '대형 제품'을 생산하여 변형 없이 후처리할 수 있는 기술이 당면 과제로 판단된다.
2. 3D 스캐너(3D Scanner): 의료기기란 개인의 치료 및 재활을 목적으로 사용되는 모든 부품·제품을 뜻하며 '인체 적합성', '안정성', '고정밀 개인 맞춤형 부품' 등 목적에 맞는 제품을 생산할 수 있는 설계·공정 기술이 필요하다. 특히 환자 개개인의 의료기기에 대해 환자에게 요구되는 '사이즈', '곡률', '형상 변화' 등은 양산품으로 모사하기 불가능하므로, 3D 스캐너 등을 활용해 역설계하는 기술 또한 필수적인 기술이라고 생각된다.

2-2. 소재

 3D 프린팅 소재는 '폴리머(Polymer Material)', '금속(Metal Material)', '세라믹(Ceramic Material)', '복합소재(Composite Material)'로 구분 가능하며, 적층 기구와 방식에 따라 다양한 형태로 적용된다. 현재는 '폴리머 소재', '금속 소재' 등 범용 산업소재를 이용한 시장이 주를 이루고 있으나, 점차 '복합소재' 및 '멀티 소재'에 대한 연구개발로 확대될 예정이다.

1. 폴리머 소재(Polymer Material): '폴리머 소재'는 경화 기구에 따라 '광경화성 폴리머', '열가소성 폴리머', '바인더 고분자'로 구분되며, '액상', '선재(Wire Rods)', '분말'의 형태로 사용된다.
2. 금속 소재(Metal Material): '금속 소재'는 용도에 따라 순금속과 합금으로 구분되며 '분말', '와이어', '포일', '잉크' 형태로 사용된다.
3. 세라믹 소재(Ceramic Material): '세라믹 소재'는 산화물, 질화물, 탄화물 등을 '분말', '슬러리', '판재' 형태로 사용한다.
4. 복합 소재(Composite Material): '복합 소재'는 '기지 소재(Base Material)'에 2상을 분산하거나, 다층구조의 '선재(wire rods)' 또는 '판재(Plate)'의 형태로 적용된다.

폴리머소재	구분: 구성요소
광경화성 폴리머	레이저/UV 경화성: 레이저의 고감도, 접착성 경화성 수지로 '광조형 프린터(Stereolithography Printer)'에서 사용되는 소재에 관한 기술이다. '투명성', '강도', '조형 저밀도', '내열성', '조형 속도' 등을 향상시킨 기능성 소재 제조 및 가공 기술
열가소성 폴리머	친환경 가소제: 열가고성 고분자 소재의 친환경가소제에 관한 기술
	PEEK/PP/PA: PEEK(폴리에테르에테르케톤)/PP(폴리프로필렌)/PA(폴리아미드)'계 고분자 소재의 필라멘트 및 구형 파우더 제조기술
	'친환경 가소제' 및 '유리·탄소섬유': '친환경 가소제' 및 '유리·탄소섬유' 등 기능성 첨가제를 추가한 3D프린팅용 소재 제조기술

금속 소재	구분: 구성요소
금속분말 소재	3D프린팅용 보급형 금속분말: 소재의 수율 향상, 생산단가 저감, 소재 유동성 향상을 가능하게 하는 소재 생산기술
	고융점 금속분말: 입도, 유동성, 상 및 조성, 분산도, 응고 및 미세조직 제어가 가능한 3D프린팅용 금속분말 특성 제어 기술
	고품질 구형 저가형 Ti 분말: 금속 간 화합물의 낮은 인성을 향상시키고, 조형 시 고출력 열원이 필요함을 고려한 분말 설계 기술
	3D프린팅용 금속 분말: 구형 또는 타원형의 저가 제조방식의 Ti계 합금 분말 제조 기술
	고강도 다원계 합금 기반 금속분말 소재: 급속 승온과 급속냉각 시 발생하는 잔류응력과 조직 내 기공 및 결함을 최소화하기 위한 합금 설계기술
	생체 적합형 3D프린팅용 금속분말: 생체적합성 특성을 확보하는 3D프린팅용 Ti 및 Co계 합금 기술
	맞춤형 3D프린팅용 금속 분말: '고내식 경량 금속 분말 (Mg계)', '고강도 고인성 철계 금속분말', '고강도 비정질 금속', '초내열 고강도 발전용 금속분말 소재(Ti, Ni, Superalloy 합금)'에 대해 사용처에 적합한 맞춤형 고부가가치 금속분말 소재 기술

2-3. 소프트웨어

 '소프트웨어(S/W)'는 최적의 3D 출력을 위한 '슬라이싱 S/W'와 '모델링을 위한 저작', '편집용 S/W', '프린팅 결과물의 내구성·안전성을 점검하는 구조분석 S/W', '의료 영상을 활용한 특이사항 검출·진단을 보조하는 S/W'를 포함한다. 전반적 산업 영역에서 장비는 공정에 따라 다양하다. 따라서 장비를 제어할 S/W도 장비에 맞게 개발되어야 한다. '헤드' 및 '이송축' 등 제어해야 할 장비 내 핵심부품은 다양하며, '에너지 균일 조사', '정확한 위치 정밀도를 위한 이송축 제어', '왕복운동 시 발생하는 피치 에러(Pitch Error)를 보정할 백래시(Backlash) 보정', '반복적 이송 시 발생하는 열변위 방지 시스템' 등 장비에 맞는 관련 S/W가 필요하다. S/W에 따라 장비의 성능이 좌우하므로, 동일 품질을 반복적으로 생산할 수 있는 기술을 위한 S/W의 개발은 필수적이다.

 의료기기 관련 설계 S/W는 인체 손상 부위의 'CT Image', 'X-ray', 'MRI' 등의 영상을 3차원 데이터화하는 것을 기반으로 한다. 전통적인 설계는 표준화된 제품 제작을 위한 설계임에 반해, 개인별 특징에 맞는 '곡률' 및 '유선형의 형상' 등을 허용된 공차 내에서 '3D 스캐닝(3D Scanning)'하는 것은 의료기기 제조 분야에서 필수적이다. 치료에 직접 적용되는 부품 외에도 모형을 통한 수술 시뮬레이션 등 교육용으로 도 활용할 수 있다.

폴리머소재	구분: 구성요소
광경화성 폴리머	DfAM 응용기술: 각 3D 프린팅 공정에 특화된 설계 관련 다중 소재, 복잡 구조, 최적 구조 설계 등을 3D 설계툴에 적용하는 기술
	결함 예측·보상 설계: 결함을 실시간 모니터링하고 예측되는 결함을 출력 제어를 통해 보상하는 기술
3D 데이터	3D 데이터 생성·획득·편집 기술: 3D 프린터 출력을 위한 3D 모델링 파일 관련 가공 기술
의료 S/W	의료 영상 검출, 진단 보조 S/W: 의료 영상 내 특이 부위를 검출 후 윤곽선, 색상, 지시선으로 표시하거나, '질병의 유무', '중증도' 등에 대한 가능성 정도를 자동으로 표시하여 의료인의 진단 결정을 보조하는 S/W

3. '3D 프린팅' 프로세스

  3D프린터를 활용한 제품의 제조 방식 프로세스는 '3D 설계(3DModeling)'→'프린팅(Printing)'→'후처리(Post Processing)'의 공정으로 이루어지며, 활용되는 분야에 따라 '소재', '소프트웨어', '제작 공정' 등이 달라지게 된다.

1. 3D 설계(3D Modeling): '3D 설계(3D Modeling)' 단계에서는 사용자가 원하는 제품의 설계를 위한 과정으로, 설계 후 3D 프린팅이 가능한 파일 형식으로 변환하는 과정까지를 포함한다. 설계 파일의 유효성 확인과 수정을 통해 원하는 형상의 원천 파일을 확정한다.
2. 프린팅(Printing): '프린팅(Printing)' 단계는 '서포터의 설계', '적층 범위 설정', '적층 방법의 경로 제어 설정'을 하고 프린팅을 진행하는 과정이다.
3. 후처리(Post Processing): '후처리(Post Processing)' 공정은 제작된 제품의 '서포터 제거', '표면처리', '도장' 등의 추가적인 가공을 통해 제품의 완성도를 높이기 위한 모든 공정을 포함한다. 각 소재별로 후처리 방식의 차이가 있으므로, 최적화된 후처리 방법이 포함된다.

3-1. 3D 설계(3D Modeling)

1. 정설계 모델링: 모델링을 하는 정설계 방법은 CAD나 '3D 모델러' 등과 같은 S/W를 이용하여 원하는 3D 모델의 가상 데이터를 제작하는 방법이다. 3D 파일로 만들기 위해서는 'Nursb 방식', 'Polygon 방식', 'Wireframe 방식', 'Solid 방식' 등을 활용해 제품 형상에 맞게' 3D 설계(3D Modeling)'를 수행하고, STL 등 원하는 파일 형식으로 변환시켜 데이터화한다.
2. 역설계 모델링: 모델링을 하는 역설계 방법은 제조하려는 제품이 기존에 있거나, 또는 수정하고자 할 때는 '3D 스캐너(3D Scanner)'를 통해 파일을 만들 수 있다. 3D 스캐너는 레이저 또는 백색광을 대상에 투사하거나, '프로브(Probe)' 접촉을 통해 대상물의 형상 정보를 취득하여 디지털 정보로 변환시킬 수 있다. 접촉식·비접촉식으로 구분되며, '핸디형', '고정형' 등 다양한 종류가 있다. 제품의 형상 데이터를 즉시 얻을 수 있고, 일부 스캐너의 오차 보정을 통해 높은 수준의 데이터를 얻을 수 있어 '역설계 모델링'에 많이 쓰이고 있다.

구분	내용
Nursb 방식	수학적 정보로 곡면을 정의하여 표현하는 방식
Polygon 방식	점이라는 기본 단위를 바탕으로, '점과 점이 연결된 선', '선과 선이 연결된 면'으로 입체적인 형태를 표현하는 방식
Wireframe 방식	점, 직선, 호 등의 기본적인 요소로 3차원 형상을 표현하는 방식
Solid 방식	입체를 수학적으로 정의된 관계 위치 정보로 표현하는 방식으로, 닫힌 형상의 안쪽과 바깥쪽을 구별하는 형상을 만드는 방식

3-2. 프린팅 공정

 '프린팅 공정(Printing Process)'은 디지털화된 파일을 3D프린터로 불러들여, 수많은 얇은 층으로 데이터를 분석하고 기계적·화학적 공정을 통해 실제 제품으로 제작하는 과정이다. 3D프린터 제품 및 출력물 특성에 따라 프린팅 공정이 이루어진다. 실질적인 제품 프린팅을 위한 방법에는 'ME 방식', 'PBF 방식', 'DED 방식' 등 여러 공정이 있다. 하지만 일반적으로 상용화된 3D프린터에서는 주로 'ME 방식'을 사용하고 있다.

1. '재료 압출 방식(ME: Material Extrusion)' 방식: ME 방식은 '노즐(Nozzle)'로부터 고체 소재를 압출하여 한 층씩 쌓아 올리는 방식으로 '필라멘트(가는 실 모양)' 형태의 열가소성 플라스틱을 압출기를 통해 투입한 뒤, 노즐 안에서 녹여 얇은 형태로 출력하는 방식이다. 노즐은 플라스틱을 녹일 정도의 고열 상태이며, 출력된 플라스틱은 상온에서 경화된다. 일반적으로 ME 방식은 3D프린터의 대표 회사인 '스트라타시스(Stratasys)'의 기술 상표인 'FDM(Fused Deposition Modeling)'으로 더 잘 알려져 있다. 기술적인 접근이 유리하고 범용성이 높아서, 일반 산업용 및 가정용으로도 많이 보급됐다.
2. '분말 적층 용융(PBF: Powder Bed Fusion)' 방식: 'PBF 방식'은 금속 또는 플라스틱 분말에 CO₂ 레이저를 쬐어 응고 및 적층시키는 방식이다. PBF의 대표적인 공정으로는 '선택적 레이저 소결(SLS: Selectiv Laser Sintering)'가 있다. 이 SLS 방식은 분말을 '블레이드(Blade)'나 '롤러(Roller)'를 이용하여 '분말 베드'에 얇고 편평하게 깐 뒤, 얇게 깔린 분말에 레이저를 선택적으로 조사하여, 수평면상에서 원하는 '레이어(Layer)'를 만든다. 다시 이 분말을 얇게 깔고 평탄화한 뒤, 레이저를 조사하는 방식을 반복하여 원하는 형상을 생성한다. 이 방식은 금속을 소재로 많이 사용하고 고에너지원을 활용하므로, 금속 산화를 방지하기 위해 불활성 가스를 채운 '챔버(Chamber)' 내에서 운용해야 한다는 특징이 있다. 복잡한 형상을 갖거나 '난삭재(절삭 가공이 어려운 소재)'의 제품을 제조할 경우 유리한 장점이 있다.
3. '고에너지 직접 조사(DED: Direct Energy Deposition)' 방식: 'DED 방식'은 고출력 레이저 빔을 금속 소재에 조사하여 '용융 풀(Melt Pool)'을 생성한 뒤, 금속 분말을 공급하는 방식이다. 국부적이고 순간적으로 생성되는 표면 '용융 풀'에 정밀하게 제어되는 금속 분말을 분사시켜야 하며, 동시에 '실드 가스(Shield Gas)'를 형성시켜서 소재가 산화되지 않도록 하는 게 중요하다. 한 번에 100~100μm 높이로 급속 레이어 적층이 가능하여 생산성이 높고, '재현 반복성'이 뛰어나 미세한 조직을 갖춤 제품 제조에 적합한다. 일반적으로 금속 소재를 그대로 사용할 수 있어, 적용 가능한 산업 분야가 다양하다는 장점이 있다.

 제품 프린팅 시 무너지거나 변형을 방지하거나 또는 제작자의 필요에 의해 제품이 안정적으로 적층될  수 있도록 '서포터(Supporter)'를 함께 프린팅 할 수 있다. '서포터'는 출력물의 일부분이 허공에 떠 있을 시, 프린팅되는 과정에서 중력에 의해 적층 부분이 낙하하지 않게 하며, 출력물이 바닥에 넘어지지 않고, 안착이 잘될 수 있도록 지지해 주는 역할을 한다. '서포터'의 형상 및 크기에 딸, '소재 소모량', '제작 시간'이 추가로 소요될 수 있다. 따라서 제작자는 이를 고려해야 한다.

서포터(Supporter)

3-3. 후처리 공정

 '후처리 공정'은 '프린팅 공정'에 의해 제작된 제품의 '서포터 제거', '표면 처리', '도색·도장' 등을 거쳐 제품의 완성도를 높이기 위한 모든 과정이다. 최근에는 '후처리 공정' 단축을 위한 장비 개발도 개발 중이다. 대표적으로 '적삭'과 '3D프린터'의 기능을 갖춘 '하이브리드 장비'나, 금속표면에 광택을 내는 가공을 하는 기계인 '폴리싱 머신(Polishing Machine)' 등이 개발되어 있다.

구분	내용
표면처리 - 수작업	줄, 커터 칼 등
	퍼티(Putty), 급속 경화제 등
표면처리 - 기계가공	'그라인딩(Grinding)', '리터치 도구(Retouch Tool)' 등
도색(도장)	분체 도장, 액상 도장 등 (일부 프린팅 방식은 적층 시, 도색 공정 병행 가능)
기타	그라인딩(Grinding), 리터치 펜(Retouch Pen)
	공기 분사(Air Blowing)

1. 퍼티(Putty): 벌어진 틈새를 메꾸거나 움푹 팬 곳을 채우는 일종의 접착제로 사용되는 재료
2. 급속 경화제(Rapid Hardener): '열경화성 수지(열을 가하여 경화 성형하면 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는 수지)'에 첨가하여 다리결합을 일으켜 급속히 경화시키는 약제
3. 그라인딩(Grinding): 재료를 작은 입자로 부수는
4. 리터치(Retouch): 사포 또는 다른 방법으로 표면을 다듬어주는 일
5. 액체 도장: 60~70℃에서 작업을 주로 하며, '건 스프레이(Gun Spray)'로 페인트를 뿌리는 방식
6. 분체 도장: 180~200℃의 고온에서 작업을 주로 하며, 고체 가루가 녹아 휠에 흡착되는 방식
7. 공기 분사(Air Blowing): 압축 공기를 분사하는 일

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4. '3D 프린터' 기술 개발 동향

4-1. 세계적으로 진행되는 소재·크기 관련 연구

 3D 프린팅에서 '플라스틱 소재(Plastic Material)'는 시제품 및 특정 부품 제작에는 유용하지만, 금속 부품 제조 시장에서의 활용성을 높이려면 '금속 소재(Metal Material)' 활용에 대한 연구가 필요하다. 프랑스의 3D 프린팅 서비스사 '스컬테오(Sculpteo)'의 'State of 3D printing 2018: The rise of metal 3D printing, DMLS, and finishes!(2018년)'에 따르면, 플라스틱 3D 프린팅은 감소 추세에 있고 금속 3D 프린팅은 증가 추세에 있다.

 또한 인쇄 가능한 물체의 크기도 커지고 있다. '오크리지 국립 연구소(ORNL: Oak Ridge National Laboratory)'는 'BAAM(Big Area Addictiv Manufacturing)' 기술을 보유하고 있어 미터 규모의 제품도 생산이 가능하다.

4-2. 적용 분야를 넓히기 위한 노력

 3D프린터 기술은 '적층 속도', '정밀도', '한정적 소재'의 활용 등의 제한이 있었지만, 기술이 발전하면서 이러한 문제점들을 극복하고 있다. 해외 기업들을 중심으로 '공정 시간의 단축'과 '정밀도를 개선'하는 방향으로 기술 개발이 이루어지고 있고, 의료·로봇·건설 등 다양한 산업 분야에 적용이 확대되고 있다.

 해외의 '3D 프린터' 기업들은 원천기술을 활용하여 '고정밀', '고강도'를 갖는 제품을 위해 공정 기술 개발을 진행하고 있다. S/W 관련 업체들도 공정 최적화를 위한 새로운 모델링 기법을 개발하고 있다. 또한 기존의 '플라스틱 소재'에서 '금속 소재(Metal Material)' 및 '세라믹 소재(Ceramic Material)'으로 개발·적용이 확대되고 있다. '금속 소재(Metal Material)'를 활용하면, 우수한 기계적 물성과 정밀한 형상의 제품이 가능하다. 또 '복합 소재(Composite Material)'를 활용하여 바이오 분야에서 요구되는 '생체적합 소재', '세포기반 소재' 등의 기술개발이 이루어지고 있다.

4-3. 그외 기술 개발 동향

아래는 그외의 3D 프린팅 구성요소별 기술 개발 동향을 표로 정리한 것이다.

형태	기술동향
모델링	기능 구현을 위한 정밀 형상 제어(곡률, 접촉면적 등)
	응력 해석을 통한 위상 최적화 기법
	공정 최적화를 위한 설계 기법(적층 방향, 형상 위치 등)
소재	높은 파장대에서 사용 가능한 Photo-Polymer
	플라스틱과 탄소나노튜브 복합재
	자동차 부품용 티타늄 분말
공정	고정밀·고강도의 물리적 특성 제어를 위한 공정 인자 제어기술 (스캔 속도, Hatching Space 등)
	미세조직 제어 및 잔류응력 저감 기술 (에너지 조사 조건, 분위기 제어기술 등)

5. '3D 프린팅' 기술 응용

 3D 프린터의 응용분야는 '간단한 소비재'부터 '항공 우주 영역'에 이르기까지 무궁무진하다.

5-1. 적층공법을 통한 제조 시스템 개선

 3D 프린팅은 기존의 '원재료에서 제거해나가는 방식(SM)'이 아닌 '적층 제조(AM)'를 통해 제조하는 방식으로, 기존의 제조기술의 한계를 극복할 수 있는 제조 공법이다. 기존의 제조방식에서는 목형을 제조하고, 이를 기반으로 금형을 만든 후, 주조나 소성가공을 통해 제품을 만들었다. 그 후 '열처리', '표면처리', '용접 접합', '절삭'과 같은 전통적인 제조방식을 접목하여 시제품을 생산했다. 또 대량생산을 위해서는 '금형 개조', '작업공정 산정' 등 복잡한 제조기술의 단계가 필요했다. 형상이 복잡하여 가공이 난해한 경우 제조에 한계가 있었다.

 하지만 '3D 모델링 데이터(3D Modeling Data)'를 순차적으로 적층하는 3D 프린팅 공법은 이러한 비용·시간·공수 등의 한계점을 극복할 수 있다. 또한 기존의 단점으로 지목되었던 '3D 프린터의 높은 가격', '한정된 자료', '메탈 3D 프린터 장비 부족', '느린 프린팅 속도', '의료·바이오 3D 프린팅 적용 사례 부족', '낮은 출력물 품질 및 정확도', '3D 프린팅의 대량생산 제한' 등이 극복되면서, 더욱 활발히 산업에 적용되고 있다.

5-2. 산업용 제조 부품

 3D 프린터 산업용 제조 부품 분야는 '수송기기 부품', '발전용 부품', '전자 부품'으로 분류할 수 있다.

1. 수송기기 부품: '수송기기 부품'은 경량화가 중요시되며, 강화섬유 소재에 대한 중요성이 확대되고 있다. 또한 '사출성형(Injection Molding)'을 통해 제조하던 플라스틱·고무 계열의 부품에 대한 공법 변화가 예상된다.
2. 발전용 부품: '발전용 부품'의 경우, 대형물을 가공할 수 있는 프린터가 필요하며, 정밀 공차를 요구하는 부품의 경우 '표면 조도' 등을 만족하기 위한 '복합가공(AM/SM)' 또한 필수적이다.
3. 전자 부품: '전자 부품'의 경우 마이크로·나노 스케일의 미세 공정이 필요하며, 주재료는 '고분자 재료'와 '고강성·내화학 성질이 강한 '세라믹(Ceramic)' 재료를 사용한다. 특히 '나노입자 잉크(Nanoparticle Ink)'를 잉크젯 기술로 프린트하여 화학적 금속 입자를 분사한 뒤 '실버나노입자 잉크(Silver Nanoparticle Ink)'를 사용하여 프린팅 하면, '사출성형'으로 제작한 플라스틱 부품 표면에 '전도성 회로 패턴(Conductive Circuit Pattern)'을 인쇄할 수 있는 등 기계부품과 전기부품의 응용도 가능하다. 이러한 공정을 위한 '설계', '시뮬레이터', '저작권' 등의 S/W 또한 필수적이다.

5-3. 의료·바이오 부품

 3D 프린터 의료·바이오 분야는 '치과용 의료기기', '인체 이식 의료기기', '맞춤용 치료물'로 분류할 수 있다. 의료기기는 산업 특성상 양산의 개념이 아닌 개인 맞춤형이므로 다품종 소량생산이 필수적이며, 이를 통해 치료 효과·효율을 높일 수 있다. '치과용 의료기기'를 중심으로 3D 프린팅의 수요가 증가하고 있으며, 특히 '임플란트', '크라운', '의치' 등의 형태로 많이 제작되고 있다. 또한 '생체적합성 소재'를 통해 의료기기를 제작하면 항원항체 반응을 최소화하는 의료기기 제작도 가능하다.

 의료분야의 특성상 인체의 공면 등을 구현하기 위해서 환자의 영상을 취득 혹은 3D 스캐너로 역설계하여 3D로 모델링하는 기술은 필수적이다. 모델링 된 3D 파일을 가공하여 출력할 수 있는 기술도 필요하다. 허용된 공차 내에서 3D 스캐너를 통해 역설계 하는 방식은 기존 설계 방식을 뒤어넘는 편의성을 제공한다. 치료에 직접 사용되는 부품 외에도 모형을 통한 수술 시뮬레이션 등 교육용에도 사용될 수 있다.

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6. 각국의 '3D 프린팅' 산업 육성 전략

 2015년 '다보스 포럼(Davos Forum)'에서 기술 융복합을 통한 '제조업 혁신 패러다임 변화'의 중요 사례로 3D 프린팅이 언급되었다. 또한 미국, 독일, 중국, 일본 등 주요국들은 신성장 동력을 3D 프린터를 지목하며, 정부 주도로 3D프린팅 관련 기술 육성을 지원하고 있다. 아래와 같이 세계 각국은 제조업 혁신을 위하여 3D 프린팅 산업을 전략적으로 육성하고 있다.

6-1. '미국'의 3D프린팅 산업 육성 전략

 미국은 자국 내 침체된 제조업 위기 극복을 위해 3D프린터를 투자 대상으로 선정하여, '관련 연구 기관 설립' 및 '제조혁시 네트워크'를 구축·운영 중이다. 미국은 2012년에 15개의 '제조업 혁신 센터(MII: Manufacturing Innovation Institute)'를 신설하고 이들을 연결하는 '국가 제조 혁신 네트워크(NNMI: National Network for Manufacturing Innovation)'를 구축했다. 이를 통해 산학 및 정부가 양질의 일자리를 창출하고, 양질의 일자리를 창출하고 글로벌 경쟁력 향상을 도모하고 있다.

6-2. '독일'의 3D프린팅 산업 육성 전략

 독일은 Industry 4.0에서 스마트 팩토리 구현을 위한 생산방식으로 3D 프린팅을 지목했으며, 분야별로 기술 개발을 수행 중이다. 제조업 위기를 극복하기 위해 제조혁신 센터를 중심으로 3D프린터 산업 육성을 위한 기술 개발 및 인력 양성 등을 추진하는 국가 경쟁력 방안을 수립했다. 아울러 함부르크 정부의 연합 계획서 구상안을 발표하여, 함부르크를 주요 거점으로 지원하기로 했다. 또한 차세대 생산 시스템 구축을 위한 직업교육 및 고숙련 인력의 산업 유입을 장려 중이고, 관련 산업 대응을 위한 '산·관·학(산업계·정부·학계)' 협력 체제를 구성하고 있다.

6-3. '일본'의 3D프린팅 산업 육성 전략

 일본은 '차세대 산업용 3D 프린터 기술 개발 연구 프로젝트 사업'을 추진하여 3D 프린터 기술 개발을 위해 노력 중이다. 후발 진입 국가로서 글로벌 경쟁력 확보를 위해 고성능 3D프린터 R&D와 특허 관리에 집중하고 있으며, 3D프린터의 확산이 제조업에 미치는 긍정적인 파급효과와 이를 활성화하기 위한 분야별 정책을 추진 중이다. 또한 미국과 유럽 등 선진국에 비해 뒤처진 3D프린터 산업을 추격하기 위해 의료 및 소재 산업 기술 개발에 5년간 30억 엔을 투자하였다.

6-4. '중국'의 3D프린팅 산업 육성 전략

 중국은 '제조업 기반 육성', '기술혁신', '녹색 성장' 등을 통해 중국의 경제 모델을 양적 성장에서 질적 성장으로 바꾸려는 '중국 제조 2025' 정책을 통한 스마트 제조혁신을 추진한다. 3D프린터는 그중 한 분야로서, 3D프린터 기술보급 프로젝트를 시행하여 학교 내 구비 및 교육 프로그램을 개설하여 교육 시장을 활성화하고 있다. 또한 전국 단위의 연구개발 및 생산 시범 종합기지도 구축하고 있다. 또한 중부지구를 주요 거점으로 삼아 '국가급 제조업 혁신 센터 4곳', '성급 제조업 혁신 센터 48곳'을 구성하여, 국가급 센터를 중심으로 성급 센터가 보완 역할을 하는 제조업 혁신 신체제를 마련 중이다.

6-5. '한국'의 3D프린팅 산업 육성 전략

 한국은 3D 프린팅 글로벌 선도국가 도약 비전을 선포하여 2017~2019년 1차 기본계획을 통해 성장기반을 마련했다. 과학기술정보통신부에 따르면, 3D프린터 수요 창출을 지원하기 위해, 공공·산업 분야 시범사업을 추진하며, 철도 등 공공분야 조달 애로 부품을 선정 및 현장에 적용 중이다. 또한 자동차·항공 등 산업 분야에도 시범 제작을 지원 중이다. 또한 '3D 프린팅 이노베이션 센터' 및 '3D프린팅 벤처 집적 지식산업센터'를 구축하여, 산업 인프라의 고도화를 추진한다. 이와 함께 3D 프린터 서비스 사업자에 대한 신고 및 관련 처벌 규정 등을 완화하여 규제를 개선 추진하고 있다.

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7. '3D 프린팅' 관련 기업

 글로벌 '3D 프린팅' 산업은 미국, 일본, 중국, 유럽 등 다수의 해외 기업들이 세계적이 기반으로 시장을 선도하고 있다. 특히 '스트라타시스(Stratasys)'와 '쓰리디 시스템즈(3D Systems)'가 이 산업을 이끌어 왔다.

 글로벌 3D 프린터 업체는 시장 점유율 확보를 위해, 인수합병과 파트너쉽 등을 적극적으로 진행 중이다. 2016년 기준 '스트라타시스(Stratasys)'는 6개의 기업을 인수했고, '쓰리디 시스템즈(3D Systems)'는 29개 기업을 인수했다. 또한 '스트라타시스(Stratasys)'는 의료기업인 '피콕스(Peacokcs)'와 파트너쉽을 맺었고, 3D Systems는 S/W기업인 '머티리얼라이즈(Materialize)'와 파트너쉽을 체결하는 등 Top-Tier 기업을 중심으로 본격적인 점유율 확보 경쟁이 이루어지고 있다.

7-1. 스트라타시스(Stratasys)

1. 국적: 미국

 '스타라타시스(Stratasys)'는 'FDM(Fused Deposition Modeling)' 방식의 3D 프린터 발명가인 1989년에 창립한 회사로, 일화로는 딸에게 줄 개구리 장난감을 글루건을 사용하여 만들다가 현재의 'FDM' 방식의 3D 프린터 아이디어가 떠올라서 시작하게 되었다고 한다. 1992년에 첫 제품인 '3D Moeler'를 판매하였으며, 1994년에 나스닥에 상장하였다.

 산업용 3D 프린터 시장에서의 '스트라타시스' 제품은 압도적으로 많이 사용되고 있으며, 개인용 3D 프린터를 생산·판매하고 있다. '자동차', '우주항공', '건축', '교육', '헬스케어', '전자', '중공업' 등 각종 산업에 전방위적으로 활용할 수 있는 프린터를 판매하는 대표적인 기업이다. 2012년 시장 점유율 15%의 이스라엘 회사 '오브젝트(Object)'를 인수하여, 기존의 열 용해 방식의 강점에 잉크젯 방식의 기술을 보완하였다. 대표적 기술인 '폴리젯(Polyjet)' 기술은 한 번의 공정 중에 '노즐(Nozzle)'에서 다양한 소재를 사출하여 제품 제작이 가능하도록 설계되어 있다.

 '스트라타시스'는 '자동차', '항공' 등 다양한 생산라인을 위한 차세대 적층 제조 솔루션인 'Stratasy Robotic Composite 3D Demonstrator를 출시하였다. 8축 로봇팔과 'AM(Additive Manufacturing)' 장비를 결합한 시스템으로, 다양한 각도에서 여러 재료의 적층이 가능하여 '서포터(Supporter)' 없이 단시간에 복잡한 형상의 출력물 생산이 가능하다. 또한 '컨설팅', '3D 모델링 및 CAD S/W 제공', '3D프린터 및 프린팅 소재', '프로토 타이핑 및 디지털 제조 서비스' 등 3D 프린팅의 전 영역으로 사업을 확장하고 있다.

7-2. 3D Systems

1. 국적: 미국

 '3D Systems'는 '스트라타시스(Stratasys)'와 세계 시장을 양분하고 있는 업체로, 3D프린터 최초의 레이저빔 제어 장치를 개발하여 상용화에 성공했다. '광경화성 수지 적층(SLA: Stereo Lithograghy Apparatus)' 방식과 '선택적 레이저 소결(SLS: Selectiv Laser Sintering)' 방식에 대해 다수 특허를 보유하고 있으며 '고에너지 직접 조사(DED: Direct Energy Deposition)', '재료 분사(MJ: Material Jetting)' 방식 등의 제품 라인도 보유 중이다. 주요 제품군으로는 '아크릴 수지(Acrylic Resin)'나 '왁스(Wax)'를 분사하는 '재료 분사(MJ)' 방식의 'Projet Series'와, 수지로 석고 분말을 굳혀 풀컬러로 출력이 가능한 'Z Printer Series'가 있다. '3D Systems'는 금속 소재 3D프린터도 출시하였다. '3D Systems'의 금속 소재 3D프린터는 뛰어난 반복 정밀도로 다양한 금속 분말을 레이저로 녹여 가공할 수 있다. Z Corporation, Phenix Systems, Layer Wise 등 다양한 3D 프린터 업체 인수를 통해 S/W 제품군 역시 다양해졌다.

7-3. 오토데스크(Autodesk)

1. 국적: 미국

 '오토데스크(Autodesk)'는 1982년 회사의 대표 캐드 소프트웨어 제품 '오토캐드(AutoCAD)'의 초기 버전 공동 제작자 '존 워커(John Walker)'와 '댄 드레이크(Dan Drake)' 등 12명이 세운 회사로, '아키텍처(Architecture)', '공학(Engineering)', '제조(Manufacturing)', '미디어(Media)', '엔터테인먼트(Entertainment)'의 이용을 위해 2차원·3차원 디자인 소프트웨어에 초점을 맞춘 미국의 다국적 기업이다. '오토캐드AutoCAD)', '3D 스튜디오(3D Studio)', '3D 스튜디오 맥스(3D Studio Max)', 애니메이션용 프로그램 '마야(Maya)' 등의 소프트웨어로 특히 건축 분야에서 독점적인 영향력을 보유하고 있는 기업이다.

7-4. 휴렛 패커드(HP)

1. 국적: 미국

 '휴렛 패커드(HP: Hewlett-Packard)'는 주요 사업으로 'PC', '프린팅', '디지털 프레스(Digital Press)', '3D 프린팅(3D Printing)'을 영위하는 다국적 기업이다. '3D 프린터' 시장에서는 후발주자였으나 2D 프린터 시장에서 30년 이상 지속된 연구 개발 노하우는 강점으로 볼 수 있다. 3D 프린터 시장에서 양산형 모델 전략으로 2016년에 'HP Jet Fusion 3D 400을 최초로 출시한 뒤, 'HP Jet Fusion 300/500 Series' 등의 제품을 출시하며 시장점유율을 보유하고 있다. 

7-5. 오가노보 홀딩스(Organovo Holdings)

1. 국적: 미국

 '오가노보 홀딩스(Organovo Holdings)'는 인공 장기를 3D 프린터로 생산하는 기업이다. 2013년에 수만 개의 세포로 이루어진 '바이오 잉크(Bioink)'와 자체 개발한 '3D 프린터'를 활용하여 1cm 이하 크기의 인공 간 'ExVive TM'을 제작하는 데 성공하였고, 2014년부터 판매하고 있다. '오가노보 홀딩스(Organovo Holdings)'의 목표는 인간의 생물학과 질병의 주요 측면을 모방하는 '3D 바이오 프린트(3D Bioprint)' 조직에 대한 혁명적인 능력을 바탕으로 치료와 '약물 프로파일링(Drug Profiling)'의 개척하는 것이다.

7-6. EOS

1. 국적: 독일

 EOS는 사업용 3D 프린터만을 취급하는 하이엔드급 제조업체로, '선택적 레이저 소결(SLS: Selectiv Laser Sintering)' 분야의 기술을 선도하고 있다. 산업용 3D 프린터의 특성상 기기의 가격이 매우 높은 편이나, 플라스틱이나 금속 재료의 출력물에 있어서 정확도·내구성·유연성 등이 우수한 제품군을 다수 확보하였다. 가장 유명한 제품군은 SLS 방식을 사용한 산업용 금속 3D프린터로, 산업용 3D 프린터의 표준이라고 불릴 정도로 기술력을 인정받고 있다. '분말 적층 용융(PBF: Powder Bed Fusion)' 방식을 사용하여 금속분말을 레이저로 소결 시켜 우수한 정밀도로 다양한 소재를 출력할 수 있다. 또 세계 최초로 개발된 'DMLS(Direct Metal Laser Sintering, DED 방식과 유사)' 방식의 금속 3D 프린터는 차세대 기술로 주목받고 있다.

 또한 EOS 3D 프린터 전용 플라스틱 소재를 개발하여 타 업체와 차별성을 더욱 부각시켰다. 이 플라스틱 소재는 강도가 높은 'SEP(Super Engineering Plastic)' 계열로서 고온에 강하고, 탄성이 있어 활용도가 높을 것으로 기대된다.

7-7. TPC 메카트로닉스

1. 국적: 한국

 'TPC 메카트로닉스(TPC Mechatronics)'는 공장자동화 관련 기술 개발을 통해, 공장 자동화 핵심부품인 공압 기기 국내 최대 생산 업체로서 입지를 확보하고 있다. 보유 중인 공장자동화 관련 기술 특허 및 노하우를 바탕으로 2013년에는 '재료 압출(ME: Material Extrusion)' 방식의 3D 프린터 'FINEBOT'을 개발하였다. 2014년에는 3D프린터 전용 생산라인을 구축하는 등 본격적으로 3D프린터 시장에 진출했다.

 주력 제품인 'FINEBOT'은 주로 교육이나 개인 활용 목적의 보급형 3D프린터이다. 경쟁업체 대비 세련된 디자인과 적절한 스펙, 초보자도 쉽게 사용할 수 있는 인터페이스가 특징이다. 제품 라인업의 확장보다 새로운 기술과 디자인을 적용하여 'FINEBOT' 브랜드 가치를 지속적으로 업데이트하는 방식으로 제품 전략을 운영 중이다.

7-8. 인스텍(Instek)

1. 국적: 한국
2. 설립: 2001년

 '인스텍(Instek)'은 자체 개발한 'DMT(Laser-aided Direct Metal Tooling)' 기술을 바탕으로 2006년 최초로 금속 3D 프린터 'MX-2'를 개발했다. '고에너지 직접 조사(DED: Direct Energy Deposition)'으로 자체 개발한 'DMT' 기술을 적용한 금속 3D 프린터 'MX series'가 주력 제품이다. 또 소형 파트 제작 및 연구용으로 활용 가능한 'MX-Mini' 모델 등도 보유하고 있다.

 '인스텍'은 자체 개발한 3D프린터로 출력한 금형 및 산업용 부품을 '현대차', '삼성전자', '삼성전기' 등의 대기업 생산라인에 납품하면서 기술력을 인정받았다. '하드웨어'는 물론 '제어 프로그램', 전용 CAM 소프트웨어인 'MX-CAM'까지 레이저를 제외한 3D프린터 관련 주요 기술을 모두 독자적으로 개발했다. 2015년부터는 해외 진출을 적극적으로 추진하기 시작했다. 2015년에 일본을 최초로, 2016년에는 러시아·독일의 기업들과, 2017년에는 네덜란드·이란·스위스 등의 해외 기업과의 파트너쉽을 확대해왔다.

7-9. 센트롤(Sentrol)

1. 국적: 한국

 '센트롤(Sentrol)'은 1985년 국내 최초 CNC 장치를 개발한 기업으로, 기존 사업을 통해 완성한 독자 기술력을 바탕으로 2013년부터 산업용 3D프린터 사업을 시작했다. 2015년 독일, 미국에 이어 세계 3번째로 산업용 '주물사 3D프린터' 개발 및 상용화에 성공했으며, 세계 유일의 산업용 '주물사 3D 프린터' 및 '금속 3D 프린터' 생산을 주력 제품으로 하는 기업으로 성장했다. '주물사(Molding Sand)'란 주조에 사용되는 모래로, '석영(Quartz)' 입자가 대부분이며 '장석'과 '점토'를 소량 포함하고 있다.

 '분말 적층 용융(PBF: Powder Bed Fusion)' 방식과 '멀티 노즐을 사용한 접착제 분사형(BJ: Binder Jetting)' 방식의 기술을 보유하고 있다. 보유 중인 모델별로 자체 개발한 S/W를 제공하고 있으며, 센트롤 '3D 프린터'를 활용하여 '산업별 시제품 제작·설계 지원', '주물사 프린팅', '금속·플라스틱 프린팅 서비스'를 제공중이다.

7-9. 헵시바(Hebsiba)

1. 국적: 한국
2. 설립: 1986년

 '헵시바(Hebsiba)'는 '전자 컨트롤러(Electronic Controller)' 제조업체로서 쌓은 노하우를 바탕으로, 2012년에 3D 프린팅 사업에 처음으로 진출했다. 자체 개발한 3D 프린팅 솔루션 'Veltz3D'를 론칭한 이후 3D 프린터 장비를 비롯하여 관련 콘텐츠 사업을 확대하고 있다. '재료 압출(ME: Material Extrusion)' 방식, '광중합 방식(PP: Photo Polymerization)'의 3D 프린터를 자체 개발·판매하고 있다.

 '헵시바(Hebsiba)'의 주력 제품은 산업용 기계 목적의 'D Series', 'M Series', 'SPS Series'이다. 'D Series'는 쥬얼리, 덴탈 부문 활용을 주요 타겟으로 하며, 덴탈 전용 3D 프린터 'D2'를 출시했다. 'M Series'는 초정밀 연구분야에 활용할 수 있으며 'SPS Series'는 정밀 조형이 가능하다. 또한 '서비스'로는 'Veltz 출력센터'를 통해 출력 대행 서비스를 운영하고 있다.

7-10. 캐리마(Carima)

1. 국적: 한국
2. 설립: 1983년

 '캐리마(Carima)'는 국내 최초 'DLP(Digital Light Projector)' 3D프린터 제조기업으로, 2009년에 국내 최초 DLP 3D프린터인 'Master'를 개발했다. 2016년에는 연속된 층에 레이저를 조사하여 하나의 모양을 만드는 바식을 개발하여, 기존 대비 20배 이상 빠른 조형 속도를 구현했다. 산업용 3D 프린터인 'DM Series'는 '광중합 방식(PP: Photo Polymerization)' 중 DLP 방식을 적용한 것으로, 전용 슬라이서 S/W를 제공하여 안정적인 프린팅을 지원한다. 또 '3D 이미지 데이터(3D Image Data)' 수집·역설계를 위해 3D 스캐너 '아인스캔(EinScan)'을 개발하였다. 3D 프린팅용 고성능 UV LED 경화기 'CL-50' 역시 자체 기술로 개발하였으며, 출력물의 열변형 최소화를 통한 품질 향상에 기여하는 등 완성된 3D프린터 제품 라인을 보유하고 있다.

7-10. 큐비콘(Cubicon)

1. 국적: 한국

 '하이비젼시스템(HyVISION SYSTEM)'은 고성능 비전 시스템 전문 기업으로, 휴대폰용 초소형 카메라 모듈의 자동검사 시스템을 개발하였다. 2014년에는 자사 브랜드 제품인 '큐비콘(Cubicon)' 및 '3D 스캐너(3D Scanner)' 시제품을 출시하면서, 본격적으로 3D 프린팅 시장에 진출하였다. 저가 보급형 3D프린터 시장에서 성공을 거두었고, Cubicon Style과 '광중합 방식(PP: Photo Polymerization)' 중 DLP 방식의 '큐비콘 럭스(Cubicon Lux)' 등의 출시를 통해 Cubicon 브랜드가 대중적 인지도를 얻게 되었다.

 2017년에는 자회사 큐비콘(Cubicon)'을 설립하여, 3D 프린터 사업 부문을 독립시켰다. '소재', '주변장치' 유통 판매 사업과 '출력 서비스' 등의 서비스 사업 부문의 확대를 추진 중이다.

7-10. 티앤알바이오팹(T&R BIOFAB)

1. 국적: >한국

 '티앤알바이오팹(T&R BIOFAB)'은 '3D 바이오 프린팅 시스템(3D Bioprinting System)'과 바이오 프린팅에 필수 재료인 '바이오 잉크(Bioink)'를 상용화했다. 2014년 서울성모병원, 포스텍과 공동으로 환자 맞춤형 안면 윤곽 재건 수술을 수행하였으며, 3D 바ㅣㅇ오프린팅 기술을 이용하여 환자 맞춤형 '인공 지지체'를 제작·이식하여 재생·재건을 시도하였다.

7-11. 그 외의 기업

1. 지멘스(독일): '지멘스(Siemens)'는 독일의 '인더스트리 4.0' 등의 제조 혁신과 발맞추어 메탈 3D 프린터 활용을 확대하고 있다.
2. HP(미국): HP는 2014년에 기존 제품보다 10배 더 빠르고 50% 저렴한 출력비용으로 대량 생산이 가능한 3D 프린터를 출시하였다. 또한 여러 색상과 재질을 동시에 지원하여, 뛰어난 묘사력과 높은 강도를 가진 제품을 생산할 수 있다.
3. GE Additive(미국): GE Addictive는 독일의 Concept Laser, 스웨덴의 Arcam 등 금속 3D 프린팅 업체를 인수하여 '금속 3D 프린터', '서비스' 시장에 진입했다.
4. Revotek(중국): Revotek은 3D 프린팅 기술로 실제 혈관과 거의 유사한 '인공혈관'을 제작했다.