3D프린팅운영전문가

제조방법 혁신으로 제조업 혁명을 이끌다

프린트에서 제품이? 혁신적 제조방식의 설계자
액세서리, 의료기기 등은 출시 전 제품이 기획한 대로 만들어지는지 점검하거나 거래처에 보내기 위해 극소량의 시제품을 필수적으로 제작해야 한다. 그러나 보통 제조업 공장의 설비는 대량생산을 위해 갖춰진 경우가 많아, 시제품 같은 소량생산을 위해서도 복잡한 제조공정, 고가의 제조원가를 발생시켜야만 했다. 그러나 3D프린터가 출시되면서 제조업 공정의 풍경에 변화가 생기게 되었다. 공장에 의뢰하지 않고 3D프린터를 이용하여 간편하고 저렴하게 소량의 제품을 만들어 낼 수 있게 되었기 때문이다. 소량 생산은 편리해지고, 대량 생산을 위한 제조 공정은 더욱 빨라졌다. 이때 3D프린터를 능숙하게 다루어 프린터 활용을 위한 디자인, 모델링, 프린팅,후처리 등을 진행하는 직업이 바로 3D프린팅운영전문가이다.
이 직업이 주목받기 시작한 계기는 2013년 2월 미국 오바마 대통령이 연설에서‘3D프린팅은 세상에 존재하는 모든 제조방법에 혁명을 가져올 것’이라고 언급한 것에서 비롯되었다. 이후 출간 된 <메이커스>라는 책이 베스트셀러가 되며 더욱 많은 사람들에게 알려졌다.
특히 플라스틱 소재 등의 고체를 녹여 여러 겹으로 쌓아 제품을 만들어내는‘FDM(Fused Deposition Modeling)방식’ 3D프린터의 특허 만료로 오픈소스가 공개되어 기존 장비의 가격이 저렴해졌다. 이와 함께 국내 장비 생산 업체가 증가하면서 저가의 기계가 생산된 것도 대중화에 기여한 계기가 되었다. 동시에 3D프린터로 제품을 제작하는 전문가에 대한 관심도 더욱 높아졌다.

모델링-프린팅-후처리’, 제작 3단계
나무, 플라스틱, 금속 등과 같은 재료를 수작업이나 기계(CNC가공기)로 하나하나 깎아 제품을 만드는 시제품 제작자와는 달리 3D프린팅운영전문가는 제품 출시를 위해 3D프린터를 활용한 프로그래밍을 통해 제품을 만들어낸다. 3D모델링이라고 부르는 설계과정, 설계된 데이터 값을 입력하는 3D프린팅 과정, 출력된 제품을 후처리하는 과정을 수행하여 최종 제품을 탄생시킨다. 고객으로부터 제작을 의뢰 받으면 제품의 형상을 이미지로 표현하기 위해 CAD 등 디자인 S/W 또는 3D스캐너를 통한 3차원 디지털 도면제작을 통하여 도안, 스케치 등의 기초 작업을 진행한다.
고객이 직접 도안 및 샘플을 제공하는 경우도 있지만 보통 상담을 통해 원하는 이미지, 구현 가능한 이미지를 3D프린팅운영전문가와 논의하여 디자인 작업을 진행하는 것이 대부분이다. 이후 제품 제작을 위한 프로그래밍과 마무리작업인 후처리를 거쳐 완성된 제품을 선보이게 된다.

<직무 개요>
3D프린터를 조작·운영하여 고객의 요구에 따라 미니어처, 액세서리, 일상용품, 개인 편의제품, 기계부품, 시제품 등을 제작(출력)한다.

<주요 직무>
▶ 제품의 형상을 이미지로 디자인하고, 컴퓨터 프로그램을 활용하여 3D모델링 과정을 수행한다.
▶ 출력물의 조건에 맞는 최적의 소재와 장비를 선택한다.
▶ 설계된 디자인대로 프린터가 작업할 수 있도록 좌표값, 속도, 온도 등을 설정한다.
▶ 작업이 제대로 진행되고 있는지를 파악하기 위해 수시로 프린터기의 진행사항을 점검한다.
▶ 사상 작업, 도색 및 코팅 등 후처리 공정을 통해 제품을 마무리한다.

[해외 현황] 저가 3D프린터 등장으로 더욱 활기
처음 3D프린터의 개발은 1980년대 초, 미국 회사인‘3D시스템즈’에서 플라스틱 액체를 굳혀 입체 물품을 만들어내기 위해 시도한 다양한 연구에서 출발한 것으로 알려져 있다. 플라스틱 소재에 국한되었던 초기 단계에서 발전하여 나일론과 금속 소재로 범위가 확장되었고, 산업용 시제품뿐만 아니라 여러 방면에서 상용화 단계로 진입하면서 전문적으로 프로세스를 이끄는 3D프린팅운영전문가가 등장했다. 특히 초기에 시제품 제작용으로 개발된 ‘FDM방식’ 3D프린터의 특허 권리기간이 만료되면서 저가 3D프린터의 등장을 유도하며 활기를 띄게 되었다.
미국, 독일, 일본 등은 우위에 선 기술력으로 시장 경쟁력을 갖추고 있다. 또한 정부차원의 지원과 교육 프로그램으로 산업이 활성화 되면서 보다 다양한 분야에서 3D프린팅운영전문가를 양성하고 있다.
3D프린팅 기술은 미국, EU등의 나라에서 주도하고 있으며 좀 더 다양한 분야로의 응용을 위한 기술개발에 집중 투자하고 있는 상태다. 미국의 경우 다양한 제조 분야에서의 원가절감을 위해 3D프린팅 기술을 이용하고 있다. 일본은 경쟁 우위에 있는 콘텐츠 산업과 연계하여 지원하고 있으며 이와 관련한 초정밀 입체 조형 기술 개발에 초점을 맞추고 있다. 중국은 정부 주도로 우주 항공분야에 초점을 맞춰 3D프린팅 인프라를 지원하고 있다.

[국내 현황] 조명·아트토이 분야 등 활발
과거에 비해 3D프린터 제조업체, 재료, 콘텐츠 업체가 증가하고 있으며 관련 산업의 매출도 지속적으로 증가하면서 3D프린팅운영전문가의 활동범위도 넓어질 것으로 예상되고 있다. 현재 주된 수요층은 피규어, 액세서리 및 생활소품 등을 수집하는 개인과 디자인 시제품 등을 의뢰하는 기업이다. 최근에는 조명제품에 대한 수요가 늘고 있고, 만화 등의 캐릭터 상품을 직접 만드는 아트토이 제작 등이 활발히 이루어지고 있다. 향후 자동차와 항공우주, 헬스케어 등 소비재 제조의 거의 모든 분야에 다양하게 진출할 것으로 보인다.
2015년 10월 기준, 3D프린팅 관련 장비제작 업체,재료 업체, 콘텐츠 업체 등이 중심이 되어 3개의 협동조합이 설립되어 있다. 대표적인 장비업체로는 ‘캐리마’‘, 하이비전시스템’‘, 대건테크’‘, TPC’‘, 센토롤’등 15~20개의 기업이 주도적으로 국내시장을 이끌고 있으나 스타트업 기업이 대부분이라 급여수준이 높지 않은 것이 현실이다.

[향후 전망] 저렴한 국산장비 등 나오면 영역 확대될 것
모바일폰 커버 출력 같은 간단한 작업부터 인체 장기 복원, 3D프린터는 신 제조 산업을 창출할 핵심기술을 가진 기계로, 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 또한 보다 가볍고 큰 내구성을 가진 경량화 디자인으로 시장의 관심이 이동하며 3D프린터 업계의 발전이 예상된다. 특히 의료 산업에서 큰 활약을 보일 것으로 기대되고 있다. 3D프린터를 활용하면 치기공 보철물, 성형 보철물, 의료용 의수, 의족의 같은 의료기기들을 고객의 신체에 맞춰 내구성은 증가시키고 최대한 경량화하여 제작할 수 있기 때문이다. 일본의 경우 중요한 외과수술을 수행하기 전 실제 환자의 몸 전체를 3D 프린팅을 통해 구현하는데, 이는 수술 후 생존율을 높이는데 도움이 된다고 한다.
대부분의 장비가 수입되고 있는 현실을 감안할 때, 국내에서 적극적인 기술개발과 투자가 이루어져야 할 필요가 있다. 국산장비로 저렴하게 콘텐츠와 서비스를 이용할 수 있게 된다면 연관 콘텐츠 개발 및 전문가 양성이 좀 더 적극적으로 이루어져 그 영향력이 파급될 것이기 때문이다.
3D프린터에 쓰이는 대표 소재는 플라스틱, 분말, 금속, 액체수지이다. 향후 관련 원료의 수요가 늘어날 것으로 예상되며, 국내 기업이 이 시장에 좀 더 관심을 갖는다면 연관 산업으로 3D프린팅 운영전문가의 영역이 확대될 것으로 전망된다.
뒤늦게 시작하는 국내 3D프린터 시장의 부흥을 위해 정부에서도 아낌없이 지원하고 있다. 미래창조과학부와 산업통상자원부는‘3D프린팅 산업 발전전략’을 수립하고, 2020년까지 3D 프린팅 기술을 자동차·의료·소비재 등 다양한 산업과 연계시켜 글로벌시장을 선도하는 기술경쟁력을 확보한다는 목표를 제시했다. 또한 2015년 12월 22일「 삼차원프린팅산업 진흥법」 이 제정·시행되면서 향후 발전이 더욱 기대되고 있다.

[역량 및 교육] 미적 감각+컴퓨터 활용 지식
3D프린팅운영전문가는 컴퓨터그래픽 프로그램 및 장비에 대한 이해가 필수이다. 재료공급이 원활한지, 출력 과정에서 수축이 일어나는지, 제품의 결이 틀어지지는 않는지, 프로그래밍 된 제작경로를 이탈하지는 않는지 등의 과정을 꼼꼼하게 체크해야 한다. 제품을 이미지로 구상하고 후처리 단계에서 도색, 코팅 등의 작업을 해야 하므로 미술, 산업디자인 등의 관련 전공자가 유리할 수 있다. 또한 컴퓨터그래픽을 이용하여 디자인하고 3D캐드로 모델링 등의 작업을 위해 컴퓨터그래픽 프로그램을 활용할 줄 알아야 한다. 그러나 최근 3D스캐너 기술의 급속한 발달로 누구나 손쉽게 오픈소스를 활용한 모델링 디자인이 가능할 것으로 전망된다.
최근 정부의 제조업 분야 창업 육성정책에 힘입어 3D프린팅 분야의 창업과 기술지원이 꾸준히 늘고 있다.3D프린팅샵, 무한상상실 등 창업을 준비할 수 있는 공간이 많은데, 이때는 제작되는 제품의 특성에 적합한 장비 선택에 유의해야 한다. 과거에는 수백에서 수십억의 고가 장비를 직접 구입해야 했지만 요즘은 렌탈도 가능하다 프로그램의 경우엔 아직 가격이 비싼편이므로 제작을 목적한 제품에 맞는 프로그램, 장비를 선택하는 것이 중요하다고 할 수 있다.

<참고> 정부·민간 교육 기관
- 미래창조과학부가 주최하고 한국생산성본부가 주관하는‘3D 프린팅 인재양성사업’에서는 전문 강사를 육성, 지원하는 등 1,000만‘ 3D메이커스’ 양성을 목표로 교육을 실시하고 있다.
- 숙명여대 대학원에 3D프린팅 ICT 융합학과가 최근 생겼으며, 국제패션전문학교, 서울게임전문학교 등에도 관련 학과가 개설되고 있다.
- 관련 협회(3D프린팅산업협회)에서도 세미나와 교육을 수시로 운영하고, 프로그램 제작업체(오토캐드)에서도 3D프린터 특화 프로그램을 출시하면서 관련 교육을 운영하고 있다.

적합한 사람은?

컴퓨터프로그램 및 장비에 대한 이해는 필수적이다.

필요한 자격은?

3D프린팅마스터, 3D프린터조립전문가,3D프린팅전문 교강사 (3D프린팅산업협회)

필요한 공부는?

미술 및 컴퓨터그래픽에 대한 지식을 갖추어야 한다.

어디서 준비하지?

한국생산성본부 주관의 전문인력 양성사업, 대학의 관련 학과, 협회 등 전문교육기관

활동영역 및 진출분야

3D프린터를 활용하여 미니어처, 액세서리,일상용품, 개인 편의제품, 전기·기계부품 등을 제작하는 3D프린트샵 또는 제품의 시제품(목업) 생산현장에서 활동할 수 있다.

전망 Point

3D프린터는 신 제조 산업을 창출할 핵심기술로 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며, 이와 관련하여 3D프린팅 전문인력 육성의 필요성도 증가하고 있다. 특히 의료, 패션, 제조, 교육 산업 등으로 진출이 활발해질 것으로 전망하고 있다.

참고사이트

(사) 한국3D프린팅협회 www.k3dprinting.or.kr

3D융합산업협회 www.3dfia.org

(사) 3D프린팅산업협회 www.3dpia.org