2013년 전 세계적으로 핫 이슈가 되었던 3D프린팅 시장과 기술에 대한 관심은 2014년에도 이어지고 있으며, 초기의 무차별적인 관심이 이제는 기술적 실현가능성과 우선순위 등이 차분히 논의되면서 관련 산업의 생태계도 윤곽을 찾아가는 양상을 보이고 있다.
현시점에서 가장 주목되는 부문은 제조업 경쟁력 강화를 촉진할 핵심 기술로서의 ‘3D프린팅 기술’ 이며, 2018년에는 세계 제조기업 25% 이상이 생산과정에 3D프린팅 기술을 도입할 것으로 전망되는 등 가장 실현 가능성과 성장성에서 높은 점수를 받고 있다고 할 수 있다.
산업용 3D 프린터 시장은 M&A를 통해 성장한 Stratasys와 3D시스템즈 양사의 과점 체제로 구축되어 있다. Stratasys는 Solidscape와 Objet을 인수하며 57.4%의 압도적인 시장 점유율 차지하고 있으며, 3D시스템즈도 25건의 M&A를 통해 규모의 경제를 도모하면서 시장점유율 2위를 유지하고 있다.
그러나, 3D 프린팅 기술은 인터넷의 발달, 오픈 소스 커뮤니티 문화, 소프트웨어 등 획기적인 기술 발전에 힘입어 생활용품, 식품, 엔터테인먼트 홈 어플라이언스, 의료, 기계 및 건축 등 매우 다양한 산업분야에서 실험적인 시도가 계속되고 있으며 실증과 함께 현장적용과 상품출시 등이 증가하면서 3D프린터 렌탈, 출력서비스 등 새로운 비즈니스 모델도 빠르게 사업화되고 있다.
이는 3D프린터가 산업용 뿐 아니라 일반 소비자 시장에서의 사업화 기회를 제공하면서 창조경제 사회 구축의 아이콘으로 가치를 가지고 있다는 점을 분명하게 보여주는 사례라 할 수 있다.
가트너(Gartner, Inc.)에 따르면, 3D프린터 시장은 장비 가격, 사용자 편의성, 적층 속도 및 장비 신뢰성, SW 및 매뉴얼 교육 가능성, 재료 가격, A/S 등의 요소가 보급 속도에 큰 영향을 미칠 것으로 전망되는 가운데, 기술 전반에서 질과 성능의 혁신이 급속히 이뤄지고 기업 및 소비자의 수요도 증가하여 2014년에는 전년대비 75% 성장하여 약 98,000대에 이를 것으로 예측되고 2015년에는 연간 20만대로 급성장 할 것으로 전망되고 있다.
이에 따라 주요 선진국은 국가 차원에서 3D 프린팅 및 첨삭제조(AM) 관련 기술 확보를 위해 정책과 투자를 강화하고 있다. 미국과 영국은 제조업의 선진화 또는 고도화를 꾀하는 방안으로 3D 프린팅을 채택하였으며, 독일은 바이오 프린팅 분야에서 독자성을 확보하는 방향으로 투자를 확대하고 있다. 대량생산 기반을 보유한 일본과 중국은 미래 경쟁력 확보를 위해 산학연 프로젝트를 중심으로 원천기술 R&D에 투자를 집중하고 있다. 중국은 우주·항공기술에 이용하기 위한 개발부터 시작하여 상업화 수준에 달할 정도로 성공적으로 투자 중이며, 지방정부의 혁신센터와의 연결을 통한 기술 확산도 도모하고 있다.
한편, 우리 정부도 국가 차원의 대응 전략 필요성을 느끼고 ‘3D프린팅 산업 발전 전략(안)’을 마련하고 3D프린팅 산업을 본격 육성하려는 움직임을 보이고 있으며, 이를 위해 산업통상자원부와 미래창조과학부는 11월 발표를 목표로 3D 프린팅 전략기술 로드맵(최종안)을 구성 중이다.
하지만, 아직 국내에서는 3D 프린팅 관련 기술을 보유한 업체는 중소기업 몇 군데에 불과하고, 대부분 개인사업자의 조립형 제품판매방식에 의존하고 있는 수준으로, 중소기업은 제품 다양화나 신소재 개발을 위한 기술개발에는 한계를 겪고 있는 실정이다. 더구나 3D프린팅 붐 확산의 단초가 될 것으로 기대됐던 2015년도 범정부 3D 기반조성 사업 예산이 예상보다 크게 삭감되면서 관련 업계의 우려가 커지고 있기도 하다.
이에 당 연구소는 ‘3D 프린팅’ 및 관련 산업에 관심이 있는 기관 ․ 업체의 실무담당자에게 연구개발, 사업전략 수립의 기초자료를 제공하기 위하여, ‘3D 프린터’와 ‘소재, SW, 스캐너’ 등 관련 분야와 산업용/개인용 제품 포트폴리오에 대하여, 기술개발 동향과 시장동향, 업체 동향을 면밀히 조사, 분석하고, 핵심 유망기술과 표준화 및 특허 동향도 철저하게 종합 분석하였다.
본 보고서는 2013년 초판에 이은 2015년판으로써 두 번째 발행되는 보고서로, 최근 급변하는 시황을 충실히 반영토록 노력하였으며, 미력하나마 창조적인 신규사업 전략 수립에 도움이 되길 기대한다.
Ⅰ. 제조업의 혁신으로 주목받는 3D 프린팅 시장 전망과 제품 포트폴리오 분석
1. 국내외 3D 프린팅 시장동향과 전망
1-1. 글로벌 3D 프린터 시장전망과 주요업체 동향
1) 글로벌 산업용 3D프린터 시장전망
(1) 글로벌 산업용 3D프린터 시장 동향과 전망
(2) 산업용 3D프린터 주요 글로벌 업체 동향
2) 글로벌 개인용 3D프린터 시장전망
(1) 글로벌 개인용 3D프린터 시장 동향과 전망
(2) 개인용 3D프린터 주요 글로벌 업체 동향
3) 아시아 지역에서의 시장 확대
1-2. 국내 3D프린터 시장전망과 주요업체 동향
1) 국내 산업용 3D프린터 국내 시장전망
2) 국내 개인용 3D프린터 시장전망
3) 새롭게 등장하는 3D프린터 렌털 시장
4) 국내 주요 기업별 동향
(1) 캐리마
(2) 인스텍
(3) 로킷
1-3. 3D스캐너 개발동향과 시장전망
1) 3D 프린팅의 기반 기술인 3D 스캐너
(1) 3D 데이터 구현
(2) 활용 범위 확대
(3) 저가형 3D 스캐너 출시 증가
2) 시장동향과 전망
3) 주요 업체 경쟁 동향
1-4. 3D 프린팅용 소프트웨어 개발 동향
1) 소프트웨어의 중요성
2) 제작 단계별 소프트웨어 개발동향
(1) 모델링
(2) 슬라이싱(Slicing)
(3) 3D 프린터 제어를 위한 호스트 프로그램과 펌웨어
3) 오픈소스 프로젝트 기반 소프트웨어 동향
2. 주요 국가별 3D프린터 관련 정책 및 최근 시장 동향
2-1. 미국
1) 주요 정책 동향
(1) 원천기술 확보 및 시장 활성화
2) 최근 시장 동향
2-2. 유럽
1) 독일
(1) 주요 정책 동향
(2) 최근 시장 동향
2) 영국
(1) 주요 정책 동향
(2) 최근 시장 동향
2-3. 중국
1) 주요 정책 동향
2) 최근 시장 동향
2-4. 일본
1) 주요 정책 동향
(1) 특허 리스크 관리와 소재 시장 공략
2) 최근 시장 동향
2-5. 한국
1) 주요 정책 동향
(1) 최근 3D 프린팅 관련 정책 트랜드
(2) 3D 프린팅 산업 발전 전략(안)
(3) 2015년 3D 프린팅 기반조성 사업 예산 축소
3. 3D 프린터 제품의 포트폴리오 종합 분석
3-1. 개인용 3D 프린터 분야
1) 가격
(1) 2013년
(2) 2014년
2) 제품 국적
(1) 2013년
(2) 2014년
3) 출력 가능 색상
(1) 2013년
(2) 2014년
4) 사용 가능 재료
(1) 2013년
(2) 2014년
5) 기술 방식
(1) 2013년
(2) 2014년
6) 인쇄 사이즈
(1) Width
(2) Depth
(3) Height
7) 인쇄 레이어 두께
(1) 2013년
(2) 2014년
8) 출력 속도
(1) 2013년
(2) 2014년
9) 노즐 직경
(1) 2013년
(2) 2014년
10) 위치 정밀도
(1) 2014년
(2) 2014년
11) 본체 사이즈
(1) Width
(2) Depth
(3) Height
12) 본체 중량
(1) 2013년
(2) 2014년
13) ASSEMBLED / DIY
(1) 2013년
(2) 2014년
3-2. 산업용 3D프린터 분야
1) 가격
(1) 2013년
(2) 2014년
2) 제품 국적
(1) 2013년
(2) 2014년
3) 출력 가능 색상
(1) 2013년
(2) 2014년
4) 기술 방식
(1) 2013년
(2) 2014년
5) 인쇄 사이즈
(1) Width
(2) Depth
(3) Height
6) 인쇄 레이어 두께
(1) 2013년
(2) 2014년
7) 출력 속도
(1) 2013년
(2) 2014년
8) 본체 사이즈
(1) Width
(2) Depth
(3) Height
9) 본체 중량
(1) 2013년
(2) 2014년
Ⅱ. 3D프린팅 소재별 기술 ․ 시장 전망과 소재별 활용사례 분석
1. 3D프린팅 소재 기술 개발동향 및 시장전망
1-1. 3D 프린팅의 적용 소재별 기술 개발 동향
1) 합성수지 소재 분야
2) 금속 소재 분야
3) 바이오 소재 분야
(1) 바이오프린팅(Bio-Printing)
(2) 적용 분야별 개발동향
(3) 바이오세라믹
(4) 바이오 잉크
(5) 주요 사례
(6) 바이오프린터 사례
4) 기타 소재 분야
1-2. 주요 3D 프린터 소재별 시장동향과 전망
1) 합성수지 소재 분야
2) 금속 소재 분야
2. 3D 프린팅 소재별 활용 사례 분석
2-1. 합성수지, 플라스틱 소재
1) 자동차 부품 제작
2) Bell Helicopter
3) 자동차 제작
4) 부품 테스트용 프로토타입 제작
5) 3D 전기자동차 ‘얼비2’
6) 유리창 청소로봇 제작 지원
7) 로봇 - 마키(MAKI)
8) 스마트폰 액세서리 제작
9) 플라스틱 신발 제작
10) 하이힐
11) 맞춤형 귀금속
12) 3D 프린트 자동판매기
13) 드론 잇 유어 셀프
14) 진공청소 터빈
15) 카약 제작
16) 치열 교정 기구
17) 살아있는 동물복제
18) 화석 복제
19) 클론팩토리
20) 태아 형상 제작
21) 스마트 로봇 인형
22) 주의사당 캠퍼스 모형제작
23) 서울대학교(혁신설계 및 통합생산 연구실)
24) 중앙대학교(기계공학과)
25) 일본공업대학(기계공학과)
2-2. 금속 소재
1) 안면윤곽 복원수술
2) 맞춤형 인공관절 제작
3) 인공 머리뼈 제작
4) 고관절 제작
5) 3D프린터 활용한 청동상 제작 서비스
6) 3D프린터 인공척추 이식
7) 금속 권총 제작
8) 티타늄 전투기 부품 제작
9) 항공기 부품 개발
10) 장애우를 위한 관광 체험용
11) 연구용 곤충 모형 제작
2-3. 바이오 소재
1) 바이오 프린팅
2) 신체 부위 재현
3) 생분해 뼈 제작
4) 이식 가능한 심장 개발
5) 피부 조직 재생
6) 인간 간 조직 재현
7) 신체용 디바이스 제작
8) 3D 프린트 칫솔
2-4. 나일론, 섬유
1) 기타(Guitar) 제작
2) 무인 비행기 제작
3) 스마트 깁스 제작
4) Dyvsign 컬렉션
5) 신발 깔창 제작
6) 망사드레스 제작
7) N12 비키니(bikini)
8) 봉제 인형 제작
2-5. 음식 재료
1) 맞춤형 전투식량 개발
2) 아이스크림 3D프린터
3) 초콜릿 출력
4) 과일 출력
5) 음식 출력
6) 3D프린터 오레오 자동판매기
7) 과자 출력
8) 식품 가공
2-6. 콘크리트 등 건축자재
1) '성(城)’ 제작
2) 3D 프린터로 건축
2-7. 암석
1) 디지털 그로테스크(Digital Grotesque)
3-8. 기타 소재
1) 화장품 제작
2) 대통령 흉상
3) 극소형 배터리 제작
4) 실습용 간 모형 제작
5) 오리 신체 복원
6) 전자부품 제작
Ⅲ. 3D프린터 관련 핵심기술 개발동향과 표준화 ․ 특허 동향
1. 3D 프린팅 관련 핵심기술 개발 동향
1-1. 핵심 기술 개황
1) 3D / 4D 프린터의 개념과 이해
2) 3D 프린터의 주요 구조
(1) 전기제어 파트
(2) 기구부와 기계부
(3) 핫플레이트
(4) 익스쿠르더
(5) 소프트웨어
3) 3D 프린터의 작동원리와 프로세스
1-2. 적층 방식별 개발동향
(1) Extrusion(압출)
(2) Jetting(분사)
(3) 액체 Light Polymerised
(4) 고체 GranularSintering(Melting)
(5) Directed Energy Deposition
(6) Wire(인발)
(7) Sheet Lamination
(8) 3D 프린팅 펜
2. 국내외 3D프린팅 관련 표준화/규격 개발 동향
2-1. 글로벌 표준화/규격 동향
1) 미국재료시험협회(ASTM)의 AM(Additive Manufacturing) 표준 개발 동향
(1) Design
(2) Materials and Processes
(3) Terminology
(4) Test Methods
2) ISO/TC 261의 AM(Additive Manufacturing) 표준 개발 동향
3) ISO/TC 261과 ASTM F42의 공동 표준 개발 계획
2-2. 국내 표준화/규격 동향
3. 국내외 3D프린팅 관련 특허 동향
3-1. 글로벌 3D 프린팅 관련 특허분석(1)
1) 연도별 출원 동향
2) 업체별 출원 동향
3) 국가별 출원 동향
4) 기술별 출원 동향
5) 소재별 출원 동향
6) 응용산업별 출원 동향
3-2. 글로벌 3D 프린팅 관련 특허분석(2)
1) 연도별 출원 동향
2) 국가별 출원 동향
3) 기술별 출원 동향
4) 국가별 출원 동향
5) 출원인별 출원 동향
3-3. 국내 3D 프린팅 관련 특허분석(1)
1) 3D 프린터
(1) 연도별 출원 동향
(2) 등록연도별 특허 동향
(3) 공개연도별 특허 동향
(4) IPC별 특허 동향
(5) 출원인별 특허 동향
2) 3D 프린팅
(1) 연도별 출원 동향
(2) 등록연도별 특허 동향
(3) 공개연도별 특허 동향
(4) IPC별 특허 동향
(5) 출원인별 특허 동향
Ⅳ. 국내외 분야별 참여업체의 개발동향과 사업전략
1. 해외업체
1-1. 3D 프린터 제조사
1) Stratasys
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) 3D Systems
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) envisionTEC
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
4) CMET
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
1-2. 非 프린터 제조사
1) Shapeways
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) MadeSolid
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) TwoBEars
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
4) Jiangsu Jinghe Hi-Tech
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
5) ColorFabb
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
6) German RepRap
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
7) Autodesk
2. 국내업체
2-1. 3D 프린터 제조사
1) 로킷
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) 캐리마
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) 오픈크리에이터즈
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
4) TPC
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
5) (주)인스텍
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
6) 하이비젼시스템
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
7) 오브젝트빌드
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
8) 비엘소프트
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2-2. 소재 개발 업체
1) LG화학
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) 대림화학
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) 세원셀론텍
(1) 일반현황과 최근 실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
4) 신아티앤씨
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2-3. 유통 ․ 솔루션 업체
1) 신도리코
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) 세중정보기술
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) 브룰레코리아
(1) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2-4. 연관기술 및 부품 업체
1) 스맥
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
2) 제이씨현시스템
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
3) 모아텍
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
4) 인텔리코리아
(1) 일반현황과 최근실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략
5) 예감
(1) 일반현황과 최근 실적
(2) 3D 프린팅 관련 개발동향과 사업전략