Industry 4.0

요즘, 세상의 변화와 관련해 자주 접하는 말이 있다. ‘4차 산업혁명시대를 살고 있다.’는  것이다. 기술분야의 급격한 변화가 사회적 변화를 동반하고 있다는 뜻을 내포하고 있는 말이다. 그렇다면, 4차 산업혁명의 근간이 되는 기술들은 무엇일까? 학생들에게 전기공학을 가르치고 있는 변황우 교수가 이 궁금증에 답하는 글을 연재한다. <편집자 주>


원하는 물건은 무엇이든 프린터로 찍어내는 3D 프린팅(Three dimensional printing) 기술! 생산의 민주화를 이끌 3D프린팅 기술은 제4차 산업혁명시대의 제조업 혁신과 산업 현장에서 가장 주목받는 기술입니다. 

에드 포레스트와 용 카오는 3D 프린팅 기술이 “모든 것을 제작할 수 있도록 돕고, 노동·조립·유통 단계의 비용 절감을 가져오며, 네트워크화의 영향으로 크라우드소싱과 협업을 이끄는 동시에, 지리경제학에까지 영향을 미친다”고 주장했죠. 그리고 MIT의 다니엘라 러스 교수 등은 종이접기 형태의 로봇을 개발, 책상에 놓인 종이가 스스로 몸을 접어 로봇 모양으로 변신하는 4D프린팅 기술을 선보였습니다.

 4D프린팅은 3D프린터로 제작한 3차원 물체가 주변 환경의 영향이나 시간의 흐름에 따라 스스로 모양을 변화하도록 하는 기술입니다. 우리가 인식하지 못하는 사이에 3D프린팅 시대는 가고 4D프린팅 시대가 오고 있는 거지요. 그럼 3D 프린팅 기술이 무엇인지 살펴볼까요?

1. 3D 프린팅의 의미
   ▪ 입체 모형을 만드는 기술로서 3D는 3 Dimensional(3차원)을 뜻함

2. 개발 시작 
   ▪ 1983년 3D시스템스社의 ‘찰스 헐’이 시초

3. 제작 과정 및 프린팅 기술
   ▪ 제작 과정 : 소프트웨어를 통해 3D 모형을 디자인하고, 이를 stl 등의 파일로 저장한 후 3D프린터에 입력 하면 소프트웨어에서 디자인한 모형을 실물로 제작
   ▪ 프린팅 기술 :
   1) SLA(Stereolithography Apparatus, 스테레오리소그래피) 기술 : 캐드 등 3D모델링 소프트웨어로 설계한 입체 모형을 여러 개의 얇은 층으로 나누는 기술
   2) SLS(Selective Laser Sintering, 선택적 레이저 소결) 기술 : 분말을 도포해 굳히는 방식으로 물체를 만드는 기술
   3) FDM(Fused Deposition Modeling, 용융 적층 모델링) 기술 : 플라스틱 소재의 필라멘트를 열로 녹여 압출한 후 상온에서 굳혀 물체를 쌓아올리는 기술

4. 제작 구성 요소
   ▪ 소프트웨어 : 3ds Max, Auto CAD, CATIA, Inventor, MAYA 등
   ▪ 데이터 설계 파일 : stl, 3dp, obj, vrml 등

5. 3D 양대 제조회사
   ▪ 3D시스템스와 스트라타시스(Stratasys)

6. 응용 분야
   ▪ 자동차 부품(유럽과 미국), 항공기 부품(보잉), 의료(뼈, 두개골, 턱관절 등), 집(중국 윈선社 32×10×6.6[m]의 주택, 네덜란드 랩3D社의 픽셀스톤 벽돌) 등

 

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