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[산업]3D 프린팅에 자가변형을 입히다, ‘4D 프린팅’
- 2020-11-02
- 관리자
○ 본문요약 :
3D 프린팅은 디지털 모델을 기반으로 특정 물질을 겹겹이 레이어로 쌓아 3차원 물체를 만들어 내는 제조기술이다. 아직 3D 프린팅 시장이 활성화됐다고 이야기하기는 어렵지만, 여전히 촉망받는 기술 중 하나이며, 특히 건축이나 의료 등에 사용될 것으로 기대되고 있다.
이에 한 단계 더 진화한 4D 프린팅 이야기도 등장하고 있다. 2013년 전후로 등장한 4D 프린팅 기술에 대해 알아본다.
4D 프린팅
4D 프린팅이란 3D로 프린팅한 물체가 환경과 시간에 맞춰 변형해 적절하게 사용되는 기술을 말한다. 3D 프린팅에서 하나의 차원(Dimension)이 추가된, ‘프로그래밍 기반 자가 변형·조립 가능 제조 시스템’이라고 보면 되겠다. 사람의 힘을 가하지 않아도 열이나 공기 등과 같은 외부 요인을 활용해 물체의 형태가 달라지도록 만드는데, 이런 점은 형상기억합금과 비슷하다.
4D 프린팅의 기본원리
2D 프린터에는 잉크가 사용된다. 3D 프린터에는 쌓아올릴 수 있는 재료가 사용된다. 4D 프린터에는 온도나 습도 등에 따라 구조가 변하는 ‘스마트 소재’가 사용된다. 스마트 소재에는 형상기억합금이나 형상기억폴리머섬유 등 첨단 소재도 포함되지만, 나무나 종이처럼 크기나 모형이 변형되는 재료도 사용될 수 있다.
4D 프린팅 뛰어든 GIST·KIST, ‘설계·SW에 주력’
소프트웨어정책연구소(SPRi)가 발표한 자료에 따르면, 2025년 전 세계 4D 프린팅 시장 규모는 5억 3780만 달러를 기록할 것으로 전망했다. 현재 선두를 달리고 있는 지역은 북미 시장이며, MIT를 중심으로 다양한 기업과 기관에서 연구를 일찍부터 진행하고 있다.
국내에서도 광주과학기술원(GIST), 한국과학기술연구원(KIST) 등이 4D 프린팅 관련 연구를 진행하고 있다. 각 연구는 설계와 소프트웨어에 초점이 맞춰져 있다.
