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제4차 산업혁명과 3D프린팅 4편(마지막) - 3D 프린팅 기술과 소비자 제품
2016-08-25 19:08:50

2편, 3편과 마찬가지로,
800명이 넘는 경영진들을 대상으로, 세계의 흐름을 바꾸는 기술이 공공 영역에 깊숙이 침투한다면 그 시점은 언제일 것으로 예상하는지, 그리고 이런 변화가 개인,기관,정부와 사회에 미칠 영향을 충분히 이해하고 있는지에 대한 설문조사를 실시한 결과입니다.

티핑 포인트: 소비자 제품 가운데 5%는 3D프린팅으로 제작된다.
2025년까지 발생 가능성 예상 응답자: 81%

저작권 문제가 발생할 수  있으므로, 아래와 같이 간략하게 내용을 정리했습니다. 

긍정적 효과
개인화된 상품과 개인 제작이 증가한다.
니치(niche)상품의 제작 및 판매로 돈을 번다.
상품에 따라 고객에 맞게 조금씩 변형이 필요한 분야에서 3D 프린팅 기술이 빠르게 성장한다.(예, 신발)
물류비용이 감소하고, 이에 따른 막대한 에너지 절약 가능성이 생긴다.
많은 지역 활동에 기여한다 또한 물료 비용을 없애주는 직접 제작이 가능하다.

부정적 효과
글로벌, 지역 공급 및 물류망에 대한 수요가 낮아져 일자리가 줄어든다.
총과 같이 남용의 소지가 높은 제품에 대한 총기 규제 방안이 필요하다.
처리할 쓰레기가 증가하고 환경에 대한 부담이 증가한다.
생산 조절, 소비자 규제, 무역장벽, 특허, 세금 및 기타 정부 규제에서 주요한 파괴적 혁신이 일어난다. 그리고 이에 적응하려는 힘겨운 노력이 필요하다.

현재 동향
2014년의 3D프린터 shipment 댓수가 2013년 대비 68% 상승했다는 것과, 1만달러 이하의 3D프린터의 대부분은 연구실, 학교, 소규모 제조업에서 사용하기에 적당하다는 예를 들었습니다.

<3DGURU's Opinion>
먼저, 소비재에 대한 3D프린터의 활용에 대한 통계데이터들을 살펴보시죠.

2016년도 Wohlers Report 따르면,
Consumer products/electronics(소비자제품/전자제품) 부분이 전체 3D프린터 사용의 13.1% 차지하고 있습니다.
참고로, Wohlers Report의 소비제품/전자제품은 핸드폰, 가전제품, 주방제품,공구, 장난감과 같이 광범위한 범위의 제품들을 포함하고 있습니다.

Sculpteo사는 2015년부터 3D프린터 현황에 대해 1000명을 상대로 설문조사하여 레포트를 발표하는데, Sector별 부분을 consumer goods, industrial goods, high technologies, services  4개로 분류하여 발표하고 있습니다.
아래 그래프는 consumer goods(소비재)의 application(활용) 부분 입니다.
(원래 책에서는 2015년도 데이터중에서도 소비재가 아닌 전체에 대한 그래프가 있습니다만,
제가 보기에는 소비재용으로 분류된 데이터가 이 주제에 더 적합하고, 또한 2016년도 레포트가 나왔으므로, 2015년도 레포트가 아닌  2016년도 레포트에 있는 아래 그래프를 활용합니다. 참고하세요.)
Sculpteo사의 레포트 참조하였습니다.(Sculpteo_State_of_3D_Printing_2016.pdf)  

 

                                                   <3D프린터의 소비재(Consumer Goods)부분 활용 현황>

 

3D프린터만 있으면 누구나 제품을 제작할 수 있다는 특성때문에 일반 소비자들이 매장에 가서 물건을 구입하지 않고, 직접 물건을 제작하여 사용할 수 있는 기회가 커졌습니다.
그렇다면, 일반 사용자들이 구매하여 사용할 만한 3D프린터는 대부분 FDM방식의 저가의 데스크탑 3D프린터일 것입니다.
이러한 3D프린터에 대한 통계 자료를 Wohlers Report 2016 레포트로 살펴보겠습니다.
아래 그래프는 5,000불(5백 80만원 정도) 이하의 3D프린터 판매대수입니다.
2014년 대비 2015년에 무려 69.7% 의 성장을 했습니다.
평균 가격(ASP)이 1,055불(1백 23만원 정도)이네요
엄청나지 않습니까? 요즘같은 불경기에 70% 가까이 높은 성장률을 보이는 분야가 있을까 싶습니다.


 

소비자 관련 3D프린팅은 아래 두가지로 나누어서 생각해볼 필요가 있습니다

1. 소비자 제품을 3D프린터로 생산하는 .
2. 소비자가 직접 3D프린터로 제품을 생산하는 .

1. 소비자 제품을 3D프린터로 생산하는 것에 대해 먼저 얘기를 해보면요
산업혁명이 일어나기 전까지는 대량생산을 하기 위한 기술력이 없었습니다.
18세기에 1차 산업혁명부터 3차 산업혁명인 디지털 혁명까지 전제로 깔고 가고 있는 것이 있는데,
그것이 "대량 생산/대량 소비"입니다.
대량 생산을 하기 위해서는 제품을 규격화해서 생산을 할 수 밖에 없습니다.

제품을 생산량 기준으로 분류를 해서 살펴보면,
첫번째, 농기구, 공구, 가전 제품, 컴퓨터처럼 규격화해서 대량생산을 하는 제품들이 있습니다.
두번째, 대량 생산으로 만들기도 하지만, 개인 맞춤형 시장도 같이 공존하는 것도 있습니다. 
양복을 예로 들 수 있을 겁니다. 기성복보다는 비싸지만, 맞춤 양복점이 그 나름대로의 존재 이유를 가지고 영업을 하고 있습니다. 
세번째, 대량생산하기에 적합하지 않은 맞춤형(custom) 제품들입니다. 
예1. 의료쪽 임플란트 수술은 사람마다 뼈의 형태와 크기가 다르기 때문에 맞춤형 생산을 해야 합니다.

 


예2. 많은 수량이 필요하지 않은 복잡한 기기들, 항공기 엔진처럼 복잡한 구조를 갖고 있지만, 대량생산 체제를 갖추기에는 필요수량이 적은 경우입니다. 대량 생산체제를 만들고, 유지하는 비용이 오히려 더 들겠죠. F1 경기용 경기용 자동차에 들어가는 부품들 같은 것도 예가 될 수 있을 겁니다.
 

경기용 자동차 엔진(?)<페라리엔진이라고 기억하는데요.(?)혹시 아니면 알려주세요.수정하겠습니다.>


예3. 수량과 상관없이 대량생산시스템(또는 기존 제조방식)으로 만들기 어려운 제품들, 기존 절삭가공과 같은 제조 방법으로 생산하기 어려운 구조의 제품들도 있습니다.
 

                                   절삭 가공 방식으로 만들기 어려운 형태의 제품

 

3D프린팅의 관점으로 위에서 언급한 세가지를 정리를 해보면,
위의 첫번째 경우는, 3D프린팅보다 기존 생산 방식이 압도적으로 유리한 분야입니다.
양복을 예로 위의 두번째 경우는, 3D프린팅(적층가공방식)의 기술력이 발전할 수 록 그 영역을 확대해 나갈 수 있는 분야라고 볼 수 있겠습니다. 
위의 세번째 경우는, 3D프린팅의 제조 방식이 기존 제조 방식보다 더 유리한 경우라고 볼 수 있겠습니다.
이 외에도 기술 검증(POC,  Proof of Concept)용도, prototype 만들어 보는 용도, 샘플 제작을 해보는 용도 이와 같이 실제로 제품양산 단계의 업무들에서 3D프린팅은 경쟁력이 있습니다.

소비자 제품군들도 위의 경우와 크게 다르지 않을 것입니다.

2. 소비자가 제품을 3D프린터로 만드는 경우는 어떨까요?
 앨빈 토플러의 "부의 미래" 에 나오는 프로슈머 경제 (매매나 교환보다 자신의 사용이나 만족을위해 제품, 서비스 또는 경험을 생산하는 경제)가 한때 많이 얘기 되었던 적이 있습니다. 
앨빈 토플러는 이 책에서 미국의 DIY 집수리 등의 다양한 예를 들면서 프로슈머에 대해 설명을 합니다. 
이 책을 집필할때, 앨빈 토플러가 3D프린팅에 대해 알았는지는 모르겠습니다만, 만약 3D프린팅을 인용했다면 프로슈머를 설명할 때 좀 더 설득력이 있었을 겁니다.
생산자와 소비자의 경계가 무너지고, 소비자가 생산을 한다는 "제조 민주화"에도 3D프린팅은 좋은 사례로 꼽을 수 있을 것입니다.
몇 백년동안 우리는 대량생산에 의해 규격화된 제품에 익숙해져 있습니다.
내 발사이즈가 267mm이면, 265 또는 270의 신발을 살 수 밖에 없었습니다. 내 발등이 다른 사람보다 높아도 일반 구두를 사서, 구두 길들이기를 할 수 밖에 없었습니다.
대량생산체제에서는 사람이 규격화된 틀에 맞춰야만 합니다. 그렇지 않으면, 상당한 비용을 내고 맞춤형 제품을 만들어야 합니다.

우리는 전 세계적으로 인류역사상 유례가 없을 정도로 경제적으로 윤택한 삶을 영위하고 있는 시대를 살고 있습니다. 물론, 빈부 격차가 계속 커지고 있지만요....
경제적으로 넉넉해지면서, 다른 사람과 다른, 나만의 것을 찾는 이들도 늘고 있습니다.

1차 산업혁명이후의 몇 백년동안 이어져온 획일적인 대량생산 체제를 벗어나려는 움직임들이 생겨나고 있습니다. 이러한 움직임들속에서 3D프린팅은 맞춤제작을 하기 위한 도구중에 하나로써 자리를 잡게 될 것입니다.

우리나라처럼 교통이 발달해있고, 집 밖에 나가면 마트, 편의점등이 즐비한 환경에서는,
소비자가 3D프린터로 소비제품을 직접 만들기는 쉽지 않습니다.
실제로 3D프린터로 출력해보면, 출력물의 질이 바로 사용할 수 있을정도가 안되고,
집 앞 가게에서 사오는게 더 빠르고, 가격도 저렴하기 때문입니다.
이러한 이유로 가정에서 3D프린터를 사용하는 주변 사람을 찾기도 어려운게 현재 상황입니다.

그렇다면, 외국은 집안에서 3D프린터를 사용하고 있을까요?
그렇지 않습니다. 제가 아는 영국의 3D프린터 전문가 분과 얘기해봤지만, 아직 유럽등지에서 우리나라보다 3D프린터를 많이 사용하는 나라에서도 소비자용(consumer)으로 보편화되어 있지 않습니다.

위의 통계 자료중에 저가 Desktop 3D프린터의 판매가 2014년 대비 2015년도에 70%가 늘었다고 말씀드렸는데요. 그렇다면, 이 프린터들은 어디로 팔린걸까요?
Terry Wohlers씨 (Wohlers Report 회장)의 말씀으로는 이 프린터들은 소비자용이 아닌, 기업과 교육용으로 판매되었다고 합니다.

전세계적으로 아직 소비자용(consumer) 3D프린터 시장은 활성화 되어 있지 않은 상황으로 보는게 맞을 것 같습니다. 비록, 3D프린팅의 장미빛 미래에 대한 가능성은 많이 제기되고 있지만 말입니다.
전세계적으로 소비자용 3D프린팅이 활성화되기에는 꽤 시간이 필요할 것 같습니다.

이번 티핑 포인트는 "소비자 제품 가운데 5% 3D프린팅으로 제작된다"
2025년까지 가능할 것 같다고 응답한 사람들이  81% 였습니다.

여러분들의 생각은 어떠신가요?

참고로 Wohlers Report 2016에 따르면,
2013~2015년, 지난 3년간 전세계 AM(Additive Manufacturing, 3D프린팅과 같은 의미로 보셔도 무방합니다) 산업분야의 연평균 성장률(CAGR)이 31.5%라고 합니다.

아래의 책과 글을 참조 및 인용했습니다.
1. 클라우스 슈밥의 제4차 산업혁명
2. 인사이드 3D프린팅 2016 참관기 5 - KEYNOTE 3 : 21세기 3D프린팅 산업분석 그리고 미래예측 (Terry Wohlers)


이 글이 4 산업혁명과 3D프린팅 시리즈 마지막편이라서, 1,2,3 편의 링크를 모두 걸어드립니다.

제4차 산업혁명과 3D프린팅 1편

제4차 산업혁명과 3D프린팅 2편 - 3D프린팅 기술과 제조업

제4차 산업혁명과 3D프린팅 3편 - 3D프린팅 기술과 인간의 건강


이상입니다.

 

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