3D프린터의 등장과 오픈소스

3D 프린터의 등장과 오픈소스에 대해서 알아보도록 하겠다.

3D 프린터는 언제 등장하였을까? 그리고 오픈소스는 무엇일까? 이러한 궁금증이 먼저 알고 싶을 것이다. 3D프린터의 역사는 언제부터였는지에 대한 바탕을 이해하고 난 다음에는 3D프린터에 대한 이해가 더 쉬워질 수 있다. 그리고 3D프린터의 등장과 함께 오픈소스를 빼놓을 수 없는 개념 중 하나인데, 그 이유는 3D프린터와 항상 함께 설명돼야 하는 개념 요소이기 때문이다.

 

3D프린터의 등장부터 오늘날 3D프린터의 핵심 주제

3D프린터의 등장부터 오늘날 3D프린터에 대해서 알아보자. 먼저 4차 산업혁명을 이끌었던 신기술로서 주먹을 받는 것과는 달리 3D프린팅 기술의 역사에 대해 이야기하자면, 사실 이 역사는 생각보다 훨씬 오래되었다. 최초의 3D프린터는 1980년대 개발되었으며 재료를 더해가며 만든다는 개념에서 적층 가공 장비라는 이름으로 불렸다. 쾌속조형(rapid prototyping) 장비로도 알려져 있는데, 주로 시제품을 빠르게 제작하는 데 사용되었기 때문이다. 1981년 나고야 현립 공업 연구소의 코다마 히데오는 광경화성 액상수지를 사용한 3D플라스틱 모델 AM생산방식을 발명했다.

 

이 방식은 두 가지로 나뉘는데, 하나는 마스크(MASK)를 통해 부분적으로 가리는 방식이고, 또 다른 하나는 2차원 평면상에서 움직이는 광섬유를 통해 자외선을 액상수지에 쪼여 정화하는 방식이다. 한편 1984년 3D시스템즈 사가 설립되었으며 최초의 광경화 방식의 프린터가 발명되었다. 이어 1988년에는 스캇 크럼프에 의해 FDM(용융 적층 모델링)이 개발되었으며, 이를 기반으로 오늘날 3D프린터 제조시장을 선도하는 스트라타시스사가 1989년 설립되었다. FDM 방식은 합성수지를 실 형태로 가공한 재료 (필라멘트)를 고온에서 녹여 분사하는 공법으로 이 책에서 다룰 핵심주제이기도하다. 2000년대에 들어서 3D프린팅 기술은 본격적으로 세상의 주목을 받기 시작했다. 2012년 세계공제포럼 (WEF)은 미래 10대 기술을 발표하면서 3D프린터를 두 번째로 소개했으며, 2013년 오바마대통령 집권 2기 첫 국정 연설에서 3D프린팅을 차세대 제조업 혁명의 대표주자로 거론하기도 했다.

 

3D프린터의 발전

3D프린팅은 재료와 가공방식, 용도 측면에서 눈부신 발전을 거듭했다. 단순히 산업용 샘플을 출력하는 정도에 불과했던 과거와는 달리 시계, 신발, 휴대전화 케이스, 자동차 등의 부속품을 생산하기에 이르렀다. 다른 기술 분야와의 접목도 활발하게 이뤄지고 있다. 최근 NASA에서는 금속 3D프린팅 기술을 이용해 로켓 노즐을 제작한 바 있으며, 의학 분야에서는 수술 전에 수술 부위를 미리 3D프린팅으로 제작하여 의료협진에 사용하거나, 장기세포를 배양하는 데 사용하기도 했다. 최근에는 제3세계의 사지가 결손 된 이들을 위해 3D프린팅으로 제작한 의수와 의족을 저가로 공급하는 캠페인이 이뤄지고 있으며, 건설업 분야에서도 입지를 넓히는 중이다. 물론 3D프린팅 기술이 한동안 다른 산업 기술과 마찬가지로 전문분야에서만 이용되어 온 것도 사실이다. 하지만 2004년에 시작된 렙랩(REPRAP) 운동이 이러한 흐름을 바꿔 놓았고, 3D프린터를 개인이 활용할 수 있게 되는 계기를 만들었다. 랩랩 운동은 영국 바스대학의 아드리안 보이어 교수의 아이디어로 시작되었다. 렙랩은 Replicationg Rapof Prototyper의 약자로 신속한 프로토타입의 복제기를 뜻한다. 렙랩의 주요 지향점 중 하나가 3D프린터로 또 다른 3D프린터를 만드는 것, 즉 자가복제이기 때문이다. 렙랩의 프린터들은 몇 가지 구성요소를 제외하고는 모든 부품을 3D프린터로 생산할 수 있도록 설계되었다. 따라서 저가에 이 기술을 손에 넣을 수 있었을 뿐 아니라, 개발과 유지보수도 매우 쉬워졌다.  또한 렙랩의 이러한 기술들을 오픈소스로 공개하는 것을 지향한다. 보이어교수는 자신의 프로젝트를 진행하면서 자신의 모든 성과를 무료로 배포했다. 누구나 자유롭게 렙랩 커뮤니티에 가입할 수 있으며, 무료로 모든 지식을 공유하고 개발에 참여할 수 있다.

 

한국에서 3D프린터의 등장과 오픈소스 이야기 

한국의 3D프린터에서 오픈크리에이터즈를 빼놓을 수 없다. 오픈크리에어터즈는 20112년 창업한 스타트업이다. 이들은 국내 최초로 오픈소스 기반의 키트를 개발. 판매하였는데, 이 키트는 렙랩 사의 멘델 프린터를 국내에서 구할 수 있는 부품으로 만들 수 있도록 개량한 것이었다. 이어 렙랩 키트들을 보급되고 있던 국내시장에 충격을 주었으며, 갠트리 부분만 가조립된 상태로 판매하는 것이었다.

 

여기서 오픈소스란 무엇인지 살펴보자면, 오픈소스는 소스 코드나 설계도를 누구나 열람할 수 있도록 공개할 뿐 아니라, 이를 바탕으로 2차 창작을 허용하는 배포 방식을 말한다. 그러나 독점권만 없을 뿐 저작권은 엄연히 존재하며 상업적인 용도의 사용, 공개정도, 강제성 등에 따라서 GPL, Apache 등 다양한 라이선스 규약을 따라야 한다. 대표적인 GPL 규약의 경우 오픈소스로 공개된 소스 코드의 일부를 사용하면 파생된 프로그램도 무조건 공개해야 하는 강제성이 부여된다.

 

다음으로는 다양한 3D프린터의 인쇄 방식을 살펴보면서 자세히 들여다볼 수 있도록 하겠다.