초록 ▼

제1절 서론
1. 연구 배경 및 목적
□ 3D 프린팅은 빅데이터, 사물인터넷, 무인자동차 등과 함께 미래 유망기술로 주목받고 있음
○ 최근 3D 프린팅에 대한 관심도가 점차 증가하다가 2013년 최고 수준을 기록
○ 3D 프린팅이 정책적인 관점에서 세계 각국 정부의 관심을 모으게 된 직접적인 계기는 미국 오바마 대통령의 2013년 초 국정연설
- 3D 프린팅이 미국 제조업을 부활시킬 원동력이라고 언급
○ 정부도 이와 같은 3D 프린팅에 대한 기대와 전망에 부응하여 미래부ㆍ산업부 공동으로 2014년 4

제1절 서론
1. 연구 배경 및 목적
□ 3D 프린팅은 빅데이터, 사물인터넷, 무인자동차 등과 함께 미래 유망기술로 주목받고 있음
○ 최근 3D 프린팅에 대한 관심도가 점차 증가하다가 2013년 최고 수준을 기록
○ 3D 프린팅이 정책적인 관점에서 세계 각국 정부의 관심을 모으게 된 직접적인 계기는 미국 오바마 대통령의 2013년 초 국정연설
- 3D 프린팅이 미국 제조업을 부활시킬 원동력이라고 언급
○ 정부도 이와 같은 3D 프린팅에 대한 기대와 전망에 부응하여 미래부ㆍ산업부 공동으로 2014년 4월 ‘3D프린팅 산업 발전전략(안)’을 마련
□ 최근 3D 프린팅에 대해 지나친 낙관론을 경계하는 중립적인 시각과 3D프린팅 무용론과 같은 극단적인 시각도 제기
○ 미국 시장조사기관인 가트너(Gartner)는 2014년 8월 소비자용 3D 프린팅이 대중화되기까지는 5~10년 이상 걸릴 것으로 전망
○ 대표적인 3D 프린터 제조사인 3D Systems와 Stratasys의 2015년 10월 말 현재주가가 최고점(2014년 1월 초) 대비 각각 18.7%, 10.4% 수준으로 하락
□ 본 연구의 목적은 3D 프린팅이 향후 산업 지형을 재편할 것이라는 전망은 실현될 것인가, 우리 정부의 3D 프린팅 전략은 옳은 방향으로 가고 있는가 등의 질문에 대한 답을 제시하는 것
○ 주력 제조업에서 시제품이나 금형 제작 이상으로 최종 제품이나 부품 제조에도 3D 프린팅을 활용할 것인지 여부가 문제의 핵심

2. 3D 프린팅 기술의 개요
□ 3D 프린팅은 디지털 디자인 데이터를 이용하여 소재를 적층(積層)하여 3차원 물체를 제조하는 프로세스
○ 3D 프린팅 공정은 모델링, 프린팅, 후처리의 3단계로 구성
□ 기존 제조기술 대비 복잡한 공구 세팅이나 금형 제작 없이 대상물을 만들 수 있다는 것이 장점
○ 기존 전통적인 제조기술로는 재료를 자르거나 깎는 절삭가공(제거가공), 틀에 액화된 재료를 넣어 굳히거나 압력을 가해 원하는 모양을 만드는 소성가공(변형가공) 등이 대표적

3. 연구 문제 및 연구 방법론
□ 본 연구의 주제는 3D 프린팅과 같은 신기술이 산업 구조와 경쟁 지형에 어떤 변화를 가져올 것인가를 전망하는 것
○ 첫 번째 연구문제는 3D 프린팅의 기술적 특성을 분석하여 3D 프린팅이 산업구조와 경쟁 지형에 미칠 영향력을 전망하는 것
○ 두 번째 연구문제는 3D 프린팅이 주요 산업에 어떤 영향을 가져올지에 대해 전망
○ 세 번째 연구문제는 3D 프린팅이 가져올 변화의 수혜기업과 피해기업을 전망
□ 한국의 대표적인 제조업인 휴대폰 산업과 자동차 산업을 주로 분석
○ 우리나라 전체 수출에서 차지하는 비중이 무선통신기기 6.2% (전자·전기는 34.4%), 자동차 8.6% (자동차 부품 포함시 13.5%)
○ 국내 주식시장에서 시차총액 상위 2개사가 삼성전자와 현대차

Abstract ▼

In recent years, 3D printing has been expected to be one of the promising future technologies, along with big data, Internet of things, driverless cars, etc. President Obama pointed out, at the State of the Union Address in 2013, that 3D printing has the potential to revolutionize the way we make vi

In recent years, 3D printing has been expected to be one of the promising future technologies, along with big data, Internet of things, driverless cars, etc. President Obama pointed out, at the State of the Union Address in 2013, that 3D printing has the potential to revolutionize the way we make virtually everything and restore the manufacturing competitiveness of America. The Korean government also provided national initiative for 3D printing and manufacturing innovation in 2014. However, the optimistic perspective of 3D printing is changing. Gartner predicted that consumer 3D printing is approximately 5 to 10years away from mainstream adoption.

The purpose of the research is to answer questions such as "Does 3D printing have the potential to revolutionize most manufacturing industries?" and "Is the Korean government on the right track?" The research focuses on major manufacturing industries, including electronics and automobiles.

Among different types of 3D printing, Fused Deposition Modeling (FDM),Stereolithography (SLA), Selective Laser Sintering (SLS) are the most popular.In FDM, a plastic or wax material is extruded through a nozzle that traces the part's cross sectional geometry layer by layer. Stereolithography (SLA) uses a low-power, highly focused UV laser to trace out successive cross-sections of a three-dimensional object in a vat of liquid photosensitive polymer. Selective Laser Sintering (SLS) uses a moving laser beam to trace and selectively sinter powdered polymer and/or metal composite materials into successive cross-sections of a three-dimensional part.

The main aspects of 3D printing are the following. First, the surface quality and strength of the 3D-printed objects are low compared to other manufacturing technologies, such as injection molding, etc. Second, 3D printing can manufacture structurally complex objects with almost no additional costs. Third, the available materials for 3D printing are, though increasing, confined to plastics and some metals. Titanium, which is hardly manufactured through other manufacturing technologies, can be used for 3D printing. Fourth, the low speed of 3D printers is the biggest hurdle for mass production. Fifth, anyone can manufacture objects using 3D printing without proficient know-hows or initial costs.

The effects of 3D printing on industries and the economy are expected to lower the barriers of production for individuals and small enterprises, implementing customization, facilitating product innovations, shortening product development cycles, reducing the need for inventory, eliminating loction limitations of production, etc. In short, 3D printing cannot manufacture objects that existing manufacturing technologies can make more efficiently, but it can make objects that other manufacturing technologies cannot. In other words, 3D printing is not a substitute but rather a complement to other manufacturing technologies.

The survey conducted on 3D printing experts reveals that they expect the following scenarios improbable; "Most households will have their own 3D printers and personally make various goods (tableware, small furniture, etc) using them"; "Consumers will make their smartphones as a whole for use with 3Dprinters" or "Consumers will make and assemble some modules of their smartphones (chips, batteries, antennas, etc) for use with 3D printers";"Smartphone manufacturers will use 3D printing for manufacturing final products(parts or the whole products)"; "Consumers will make their automobiles as a whole for use with 3D printers" or "Consumers will make and assemble some modules of their automobiles (bodies, chassis, etc) for use with 3D printers";"Automobile manufacturers will use 3D printing for manufacturing final products(parts or the whole products). The main reasons for these predictions are the low surface quality and strength of the 3D-printed objects and the low productivity.

However, 3D printing does have the potential to create disruptive innovations.New or existing manufacturers should explore killer applications for 3D printing. Candidates would be module-based smartphones, innovative case design, customized accessories or wearable devices or automobile parts, innovative automobile structures, etc.

It is not quite possible that the competitive landscape of major manufacturing industries will change. However, manufacturers should pursue in-house R&D, collaboration, M&A, technical standardization, and smart factory setup to seize the opportunities offered by 3D printing. New business models such as manufacturing services are particularly promising.

Policy suggestions are the following. First, the strategic orientation should change from extensive support to selective concentration. The process for regular reassessment of new technologies should be established. Second, R&D activities should be applications-oriented (focusing on major industries such as electronics and automobiles) and package-type (tightly linking 3D printers, materials and software). Third, 3D printers and manufacturing services should be provided for entrepreneurs by the government. Events for exploring innovative uses of 3Dprinting, such as the ARPA-E 'LITECAR Challenge', should also be arranged.Finally, regulations regarding the fair use of 3D printing should be established.