회사 독서교육 때문에 책을 고르게 됐는데, 3D 프린터가 어떤 것인지에 대한 막연한 생각만 가지고 집어든 책인데, 예상보다 더 만족스러웠습니다. 3차원의 물체가 출력된다는 것만 염두에 두고 생각했을 때는 얼른 연상이 되지 않았는데, 흔히 생각할 수 있는 플라스틱 사출 성형을 하는 제조 방식에 3차원적인 모델링을 접목한, 하드웨어 + 소프트웨어 기술이란 점이 책을 읽으면서 명확하게 머리에 들어왔습니다. 제 친구 중에 컴퓨터 그래픽을 전공한 친구가 3D 프린팅에 꽂혔길래 왜 그런가 했었는데, 모델링을 한다는 것은 결국 3차원으로 모형을 그려내야 하기 때문에 바로 컴퓨터 그래픽의 한 분야일 수 밖에 없겠더군요.

 소프트웨어적으로는, 3차원을 모델링 한다는 것은 지금 현실적으로 우리가 영화나 게임에서 볼 수 있는 수많은 예시가 있기 때문에 낯설지 않습니다. 그렇기 때문에 이 책은 그 부분에 대해서는 자세히 이야기하지 않습니다. 3D 스튜디오 맥스라는 전설적인 프로그램을 만든 오토데스크란 전설적인 소프트웨어 회사 이야기가 중간에 언급될 뿐입니다. 이 회사는 역시 전설적인 프로그램 오토캐드도 만들었으니, 3D 모델링에 있어서는 확실하다고 할 수 있죠. 문제가 되는 것은 그저 애드온 등을 통해 3D 프린터에 사용할 수 있는 내용을 임포트하는 것 뿐이지만 이것도 이미 수많은 실용 예가 있어서 전혀 어려운 파트가 아닙니다.

 3D 프린팅의 가장 흥미로운 부분은 그래서 하드웨어 분야가 핵심이 되겠는데, 이 부분이 바로 인터넷 세상과 현실 사이의 괴리가 가장 잘 드러나는 부분입니다. 이 부분의 기술은 플라스틱 사출을 기본으로, 재료를 금속이나 콘크리트로 사용하는 경우와 심지어 세포로 하는 경우까지 다양하게 나뉘는데, 기본적으로 설명하자면 용융된 가루를 특정한 배지 위에 흘리고 냉각 또는 다른 방법을 통해 이를 고정하고 다시 다음 배지를 쌓는 식으로 되어 있습니다. 여기서 이 과정이 완전히 공중에서 이루어질 수는 없기 때문에 지지대를 어떻게 만드느냐 (모래 같은 것 가운데에서 특정한 부분만 굳힌다면 지지대가 필요 없지만 순전히 가루를 분출해서 쌓는 식에서는 지지할 수 있는 부분이 있는 디자인을 해야 할 필요도 있습니다)의 갈래도 생기게 되구요.

 기술들과 그 기술을 가지고 있는 회사들의 리스트는 무척 상세하지만, 비전공자로서 그 디테일까지 염두에 두어야 할 필요는 없을 것 같고, 우리가 이 책에서 얻을 수 있는 가장 큰 것은 3D 프린팅으로 어떠한 미래가 펼쳐질까에 대한 상상일 것입니다. 2D 프린터와 비슷한 제품일 것이라고 생각했지만 막상 책을 읽다보니 스타크래프트 게임에 나오는 SCV와 비슷한 역할을 할 것이라는 생각이 들었습니다. 게임상에서 우리가 SCV에게 건물을 짓기를 명령하면 SCV는 순식간에 뼈대를 만들어갑니다. 그런데 만약, 먼 우주로 나아가서 건물을 지어야 할 일이 있다면 어떻게 될까 상상해볼까요? 우주선을 통해서 자재를 보낸다는 것이 비용 문제는 차치하고라도 과연 가능할까요? 지상 3층 정도의 건물이 너무 크다고 할 사람은 없겠지만 그 정도 자재를 모두 우주로 보내는 것은 너무나도 힘든 일이 될 것입니다. 그렇지만, 현지에서 채취한 재료로 바로 건물을 지을 수 있다면 어떨까요? 바로 그게 3D 프린팅의 미래입니다. 이쪽에서 설계도를 보내면 전파를 타고 그 정보는 어디로든 갈 수 있습니다. 그 모델링된 설계도만 받으면 재료를 좀 바꿔서라도 상대방이 바로 그 물체를 만들어낼 수 있습니다. 지금 2D 스캐너가 무척 흔해졌듯, 3D 스캐너도 지금 연구개발 되고 있죠. 근미래에는 심지어 설계도 없이도, 겉모양을 완벽하게 복사하기가 쉬워질 가능성이 높습니다. 재활용의 측면은 어떨까요? 이미 사용을 다한 물건이나 고장난 물건, 잃어버려 일부만 남은 물건을 용융시켜 프린터에 잉크 채우듯 채우면 됩니다. 또한 아주 먼 옛날의 제품도 설계도면만 있다면 얼마든지 만들 수 있습니다. 20세기의 자동차를 만들어 보는 것이 21세기의 제품을 만드는 것보다 어려울 이유도 없습니다. 의외겠지만 금속으로 프린팅 하는 것 이상으로 가까운 것이 세포의 프린팅입니다. 몸의 판막이나 의치, 외이 등은 지금도 충분히 만들 수 있는데, 더 나아가 장기를 세포를 쌓아 만드는 실험도 진행중입니다. 이상하게 들리겠지만 이러한 과정은 실제 세포의 분화 과정과 흡사하기 때문에 가능성이 무한합니다. 이게 바로 우리가 볼 미래라고 생각하니 가슴이 벅차 오릅니다.

글자나 그림을 인쇄하는 차원에서 벗어나 거의 모든 사물을 인쇄할 수 있는 3D 프린터가 요즘 차세대 신기술로 부상하였다. 그런데 최근에 나온 기술이 아닌 1980년대부터 사용되어 온 기술이라니 놀랍다. 게다가 신발, 장난감, 액세서리와 같은 단순한 물건만을 인쇄하는 것이 아닌 자동차, 집, 인체의 장기와 같이 규모가 크고 특수한 것까지 생산할 수 있다고 하니 그야말로 혁신적인 기술이다. 그럼 무엇이든 만들어 내는 마법과도 이 기술은 어떤 것일까?

다양한 3D 프린팅 기술이 있는데 대체적으로 세 가지로 설명할 수 있다.

첫째, 재료를 압축하여 층을 하나하나 쌓는 방식.

-대부분 열가소성수지의 재료를 사용하여 프린터 헤드 노즐에서 반쯤 용융(녹아서 섞이는 일)된 물질을 압출하여 물체를 만들어 내는 방식으로 첫 번째 층이 출력되고 나면 다음 층을 쌓는 방식이다. 작은 물체부터 중간 크기의 플라스틱 물체를 간단하게 만들 수 있는 가장 우수한 기술이지만 정밀성이 떨어지고 출력되는 동안 휘거나 수축하는 문제가 발생할 수도 있다. 목재 섬유질과 플라스틱 결합제를 섞어 만든 재료를 이용하여 목재와 똑같은 촉감과 향기가 나는 제품을 출력할 수 있고, 이미 초콜릿을 이용한 3D 프린터는 판매하고 있으며 먼 미래는 아니지만 조만간 건축분야에서 콘크리트를 이용하여 출력할 수 있을 것이다.

둘째, '광폴리머‘라는 액체를 빛에 노출하여 응고하는 방식.

-자외선, 레이저, 다른 광원에 노출되었을 때 굳는 광폴리머라는 물질을 부분적으로 굳혀 물체를 출력하는 방법이다. 광폴리머를 응고시키는 방식에 따라 여러 가지 프린터가 개발 중에 있다. 매우 정밀하게 출력할 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 고운 분말을 물체의 모양대로 굳히는 방식.

-분말을 굳혀서 물체를 만드는 기술로 ‘입자재료 바인딩법’이라고 한다. 분말은 플라스틱, 금속, 세라믹 등 다양한 재료를 이용할 수 있다. 주재료 위에 프린터 헤드로 접착제나 결합체를 분사하는 방법과 분말의 입자를 레이저나 가열을 이용하여 녹이는 방법이 있다. 지지물을 출력하거나 제거할 필요가 없고 빠르게 제품을 생산할 수 있다.

이런 기술로 이루어진 3D 프린팅은 제조에 있어 큰 혁명이다. 만들어진 제품을 구입하는 것이 아닌 중간과정 없이 바로 원하는 제품을 생산하게 되기 때문이다. 당장에 이루어질 일은 아니지만 전문가들은 10년 후쯤 보편적인 제조 기술이 될 것이라고 예상한다. 이미 세상을 놀라게 한 결과물 즉, 전자 장치를 제외한 무인비행기과 차량의 몸체를 프린팅 한 자동차, 환자의 살과 뼈를 반영한 의족, 보철기 등을 보면 예상을 곧 현실로 바꾸게 할 것이다.

해외에서 만들어진 제품을 운송해서 받을 필요가 없어지고, 제품이 운송된다 하더라도 제품이 아닌 디지털 운송이 될 것이며, 재료를 자르고 뚫고 하는 과정이 아닌 제품에 필요한 양에 맞춰 재료를 쌓기 때문에 재료의 낭비를 줄이게 되고, 오래된 제품이 고장 났을 경우 디지털로 저장된 부품을 즉시 만들어 제품수리가 가능한 점과 인간의 세포와 장기까지 프린팅이 되는 ‘3D 프린팅’은 많은 이점을 가진 매우 혁신적인 기술이다. 하지만 상대적으로 부작용도 가지고 있다. 바이오 프린팅 성형으로 나이에 맞지 않는 얼굴을 유지할 수 있다는 것, 열쇠와 총기류 복제와 같은 불법적인 물건의 제조, 모든 종류의 디자인과 특허 그리고 지적 재산권 문제를 야기한다. 게다가 안정성이 검증되지 않아 건강과 안전의 문제점이 우려가 되고 가정이나 지역에서 개인의 물건을 만드는 일이 보편화된다면 기업에서 일하는 사람들의 고용문제에도 영향을 미칠 것이다.

그렇다면 3D 프린터의 생산을 막아야 하는 것일까? 저자는 고용문제에서 만큼은 낙관적인 판단을 내린다. 오랜 시간이 지나면 가정과 해당 지역에서의 제조는 고부가가치 주문 제작 제품과 부품의 생산에 국한 된 다는 것이다. 사람들이 대중적으로 사용하고 있는 제품들을 가정에서 만들어 사용한다는 것이 아니라 특정한 제품만 생산하게 된다는 뜻이다. 또한 3D 프린팅 산업이 번창하면 새로운 고용 창출을 기대할 수 있고 나아가 경제가 회복될 수 있는 발판을 마련할 수 있다는 것이다. 3D 프린터라는 하드웨어를 만들어야 하는 인력과 이 프린터를 움직이게 하는 소프트웨어분야개발에서의 인력이 필요하다는 점과 또한 각 가정에서 제품을 설계하는 것보다는 인터넷으로 3D 프린팅이 가능한 디지털 모델을 다운로드하는 것이 더 편리하고 수월하다는 점에서 모델을 설계하는 인력을 생각해 본다면 저자의 생각이 옳다는 생각이 든다.

주문이 들어오면 바로 제품을 생산하는 꿈은 어느 정도 현실이 된 것 같다. 저자의 말대로 제조 방식의 20퍼센트만 적절하게 변화시키기만 해도 가히 혁명적인 기술이다. 디지털 제조의 시대가 시작된 현재와 확대될 가까운 미래에 단점보다는 장점이 많은 이 신기술을 너무나 과한 인간의 욕구로 인해 무분별한 개발보다는 지구의 자원의 문제를 해결하고 인간의 삶에 도움을 주는 방향으로 개발되길 바란다. 미래를 이끌 사업으로 3D 프린터의 기술이 왜 부상할 수밖에 없는지 미래 산업지도가 어떻게 그려질지 그려보는 계기가 된 소중한 시간이었다.