카본3D 프린터 빠른 3D 프린터

터미네이터2’에 나오는 로봇 T-1000은 역대 터미네이터 시리즈에 등장하는 살인로봇 중 최고의 악당으로 평가받는다. 끈적거리는 액체 금속 상태로 몸을 자유롭게 변환하고 순식간에 뭉쳐져 로봇 형태가 된다. 이 장면에서 영감을 받은 과학자들이 입체를 한 번에 만드는 새로운 3D프린터 기술을 개발했다. 이 기술을 적용하면 기존 3D프린터에 비해 25~100배가량 빠르게 물체를 만들 수 있다.  

조셉 데시몬 ‘카본3D’ CEO는 16일(현지시각) 캐나다 밴쿠버에서 열린 ‘TED 콘퍼런스’와 저명 과학저널 ‘사이언스’ 온라인판에 발표한 논문을 통해 액체 상태에서 연속적으로 3차원 물체를 만드는 3D 프린팅 기술인 CLIP(Continuous Liquid Interface Production)를 공개했다.  

기존 3D프린터는 액체나 가루, 또는 금속을 층층이 쌓고 빛이나 열을 가해 층과 층을 접합해 물체를 만들어낸다. CLIP 프린터는 기존 3D프린터와 전혀 다른 방식으로 입체를 만든다. 원료가 되는 액체 수지가 담긴 통의 바닥은 콘택트렌즈처럼 빛과 산소가 함께 투과하는 특수 소재로 돼 있다. 빛은 수지를 경화시키고, 반대로 산소는 액체 상태를 유지시켜준다.  

이런 방식으로 CLIP프린터는 기존의 복잡한 공정을 생략하고, 물체가 연속적으로 생산될 수 있도록 했다. 미국 노스캐롤라이나 대학교 화학 교수이기도 한 데시몬은 “기존 3D프린팅 기술은 그저 2D 인쇄를 반복한 결과에 불과하다고 생각한다”고 말했다

카본3D의 시험 결과에 따르면 전통적인 3D 프린터가 직경 51mm짜리 물체를 만드는 데 3~11시간이 걸리는 데 비해 CLIP 프린터는 6분 30초 만에 작업을 수행한다. 

[출처] 본 기사는 조선닷컴에서 작성된 기사 입니다

기존 방식보다 시간을 크게 단축시킬 뿐만 아니라 물체 구조도 이전 방식보다 더욱 세밀하게 표현이 가능해 

상용화 여부가 불투명했던 3D프린팅 분야를 획기적으로 발전시킬 전망이다.

　이날 데시몬 CEO는 한 눈에 봐도 복잡한 형태의 구형 물체를 들고 연단에 등장했다. 

그와 함께 연단에 나타난 건 3D 프린팅 기계였다. 

그는 “지금까지의 3D 프린터는 사실 모두 다 기존 2D 프린팅 방식의 반복이었을 뿐”이라며 “이제 제대로 된 3D 프린팅을 보여주겠다”고 선언했다. 이어 그는 자신이 들고 있던 구형 물체를 가리키며 “가장 빠른 시간 내 3D 프린터로 만들어내겠다”고 말했다.

　정확히 6분 30초 뒤 데시몬 CEO가 들고 있던 것과 똑같이 생긴 구형 물체가 연단 오른편에 있던 3D 프린터에서 만들어졌다. 

그가 할당받은 강연 시간(9분) 안에 3D 프린팅 기술로 물체를 만드는 데 성공한 것이다. 

기존 방식으로는 최소 3시간, 최장 11시간 30분 정도 걸려야 만들 수 있었다.

　언급한 대로 카본3D가 공개한 3D프린터(CLIP프린터)의 가장 큰 특징은 빠른 제작 속도다. 

속도를 최대한 높이기 위해 기존의 3D 프린팅처럼 재료를 한 층 한 층 쌓는 적층 방식을 채택하지 않았다. 

대신 CLIP프린터의 핵심 장치는 액체 상태의 합성 수지가 담긴 수조(水槽) 밑바닥에 있는 창(window)이다. 

이 창은 눈에 끼는 콘택트렌즈처럼 빛(자외선)과 산소를 통과시킨다. 자외선과 산소를 동시에 사용하는 셈이다.

　이 과정에서 자외선은 합성 수지를 굳히는 역할, 산소는 합성 수지가 굳지 않게 만드는 역할을 한다. 

이와 동시에 카본3D팀은 자외선으로 수지를 굳히는 동안 산소로는 여백 공간(일명 ‘Death zone’)을 만들었다. 

한마디로 조각상을 만들 때 덩어리 빚기와 조각을 동시에 하는 방법을 찾아낸 것이다. 

그 결과 1시간 만에 머리카락 두께(0.1㎜, 100만분의 1m)의 구조를 가진 10㎝ 높이의 에펠탑 모형 제작에 성공했다. 

데시몬 CEO는 “24년 전 터미네이터를 보며 꿈꿨던 꿈을 현실로 나타내고자 했다”고 설명했다.

　이번에 공개된 3D 프린팅 신기술은 대학 교수직을 홀연히 던진 데시몬 CEO가 2년 만에 공개하는 첫 작품이다. 

2013년까지 노스캐롤라이나 대학교 교수(화학공학)로 근무하던 그는 돌연 휴직계를 내고 미국 테크산업의 본산지인 ‘실리콘밸리’ 기업인으로 변신했다. 실험실 내 활동뿐만 아니라 비즈니스를 더 중요시하게 여기는 ‘미국식 창업 문화’를 몸소 실천한 셈이다. 그가 공개한 3D 프린팅 신기술은 애플 ‘매킨토시’ 컴퓨터와 소니 콤팩트디스크(CD), 스마트폰 터치 스크린 기술처럼 TED를 통해 세상에 공개된 ‘위대한 혁신’으로 기억될지 모른다.

 

데시몬 CEO는 앞으로 1년 안에 CLIP 방식의 3D 프린팅을 상용화할 계획이다. 

치과 교정, 맞춤형 장기 제작뿐만 아니라 자동차·비행기 부품에까지 3D 프린팅이 쓸모있는 분야가 점점 더 많아지기 때문이다. 

강연 후 기자들과 따로 만난 그는 “항상 학생들에게 창업을 권해왔지만 이제서야 교수로서 체면이 서게 됐다”고 말했다.

　“대학 실험실에선 누구든지 혁신을 할 수 있다. 

하지만 대학교 담장 밖에서도 그같은 혁신을 할 수 없다면, 사실은 그 어떤 누구도 이롭게 하지 않은 것과 같다.”