중국의 3D 프린팅 업계의 재발견 VIDEO: World's Longest 3D-Printed concrete bridge opens in China
중국의 3D 프린팅 업계의 재발견
장덕환 중국 상하이무역관
상하이 건립 3D 프린팅 기술 이용해 만든 보행교
중국 3D 프린팅 업계 빠른 성장
1. 3D 프린팅 기술로 제작한 보행교, 상하이에 개통
(사례 1) 세계 최장의 3D 프린팅 보행교
자료원: 상하이시 바오샨취(宝山区) 인민 정부
1월 12일, 상하이시 바오샨취(宝山区) 지혜만과창원(智慧湾科创园)에 3D 프린팅 기술을 이용한 전체길이 26.3m, 너비 3.6m의 세계 최대 규모 싱글 아치형 보행교 개통
이 3D 프린팅 보행교는 칭화대학 건축학원, 중남치지디지털 건축연합연구센터(中南置地数字建筑研究中心)가 설계·개발했고, 상하이 지혜만 투자관리 유한공사(智慧湾投资管理有限公司)가 합작하여 제작함.
다리의 형태는 고대의 다리 조주교(赵州桥)의 구조를 모티브로 제작했으며, 제조 비용은 일반 교량의 2/3 수준임. 1:4 축척의 교량을 이용해 안전성 테스트를 거쳤으며 보행자를 가득 채운 하중을 견딜 수 있음.
건설 과정에는 중국 내 자체 개발한 콘크리트 3D 프린팅 시스템 기술을 활용하였으며, 이 시스템은 디지털 건축 설계, 출력경로 생성, 조작 제어 시스템 등의 기술이 집약되었음.
(사례 2) 중국 최초의 3D 프린팅 보행교
자료원: 상하이시 푸퉈취(普陀区) 인민 정부
1월 11일, 상하이 푸퉈취(普陀区) 타오푸 중앙녹지(桃浦中央绿地)에 전체길이 15.25m, 너비 3.8m 규모의 3D 프린팅 기술을 사용하여 만든 곡선형 보행교가 중국 최초로 개통됨.
상하이 건공원림그룹(上海建工园林集团)이 설계하였고, 기시그룹(机施集团)이 건축하였으며, 제조기간은 35일 소요됨.
이 보행교는 조형의 불규칙성으로 일반적인 건축기술로는 짓기 어렵지만 3D 프린팅 기술을 사용해 실현시켰음.
최근의 두 사례 모두 중국의 3D 프린팅 기술을 건축에 접목시킨 대표적인 사례로 볼 수 있음.
2. 중국 3D 프린팅 업계 변화와 응용
세계 시장과 중국 시장
세계 주요 국가들은 3D 프린팅 산업을 미래산업의 새로운 동력으로 여기고 있으며, 그 규모가 지속적으로 확장되고 있음. 중국 정부 역시 3D 프린팅 산업에 전폭적인 투자 지원을 하고 있음.
세계 3D 프린팅 산업 규모는 매년 빠르게 증가해 2017년 73억4000만 달러로 5년새 약 2.5배 증가했으며, 중국의 3D 프린팅 산업 규모는 세계 시장보다 더 빠른 속도로 성장해 5년새 약 5배 증가한 16억7000만 달러를 기록하며 세계 시장의 22.7% 비중을 차지했음.
세계 및 중국 3D 프린팅 산업 규모
(단위: 억 달러)
자료원 : Wohler Associates, 치앤잔경제학인(前瞻经济学人)
중국 3D 프린팅 산업연맹에 따르면, 중국의 3D 프린팅 산업 발전단계는 이미 개념 도입기를 넘어 발전기로 접어들었으며, 세계 평균보다 빠른 성장 추세를 보이고 있음.
또한, 산업 구조가 계속 확장돼 관련 공정기술의 실현 능력과 구체적 응용범위가 확대되고 있음.
중국 내 3D 프린팅 기술 응용 영역
3D 프린팅 기술은 공업·기계, 항공·우주, 자동차, 소비품·전자, 의료, 과학연구, 정부·군용 등 다양한 산업영역에서 활용되고 있음.
2017년 중국 3D 프린팅 산업 영역별 응용 현황
자료원 : 치앤잔경제학인(前瞻经济学人)
3D 프린팅 대표적 응용 사례
분야 | 사례 |
공업/기계 | - 대형 자재 및 선박 분야 등 중공업 분야에 활용되고 있음. |
항공/우주 | - 중국 상용 항공기 유한공사(COMAC)에서 제조 중인 중국의 첫 중대형 민간 항공기 C919는 3D 프린팅을 통해티타늄 합금 부품을 제작하였고, 무게 감량에 성공했음. - 중항마이터펀예과학기술회사(中航迈特粉冶科技(北京)有限公司)는 3D 프린터로 제작한 엔진연료 노즐을 항공기에 적용함. |
자동차 | - 위차이(玉柴)사는 3D프린팅 기술을 활용해 엔진 제조 주기를 5-6개월에서 20일 이내로 단축시킴. - 중국 3D 프린팅 업체 폴리메이커와 이탈리아 전기차 회사 XEV가 합작해 제작한 3D 프린팅 자동차가 올해2분기에 양산예정임. - 안휘헝리3D프린팅과학기술회사(安徽恒利增材制造科技有限公司)는 3D 프린팅 기술을 자동차 디자인, 계기판 등 내외부 부품 제작에 적용해 제품의 조립 타당성을 조기에 검증하였고, 제품 설계 오류를 최소화하여 개발 주기를 단축했음. - 그 밖에도 배기가스 배출구, 오일 로드, 오일 파이프와 같은 중요 부품들도 점차 3D 프린팅을 이용해 생산함. |
소비품/전자 | - 청도쯔셩3D제조(青岛智生三维制造)는 쥬얼리 제조업체 스와로브스키와 협력하여 3D 프린팅 맞춤 쥬얼리를 제작하며 원가를 절감시킴. |
의료 | - 광저우마이푸(广州迈普)가 3D 프린팅 기술로 개발한 경뇌막 제품 ‘예막’은 미국 FDA, 국가 식품의약품감독관리 총국, EUCE의 승인을 받아, 현재 환자의 뇌막 재수술에 사용되고 있음. |
자료원 : 바이두(百度)
3. 중국 내 업계 현황
중국 내 3D 프린팅 업계 구도
중국은 3D 프린팅의 산업화가 가속화 되고 있으며, 환보하이(环渤海) 지역, 창장(长江) 삼각주 지역, 주장(珠江) 삼각주 지역, 중서부 지역 등에서 산업구도가 형성되어 있음.
베이징(北京)，산시(陕西), 광둥(广东), 후베이(湖北), 상하이(上海) 등에서 제품 디자인, 재료, 키 리졸브, 장비 등 분야에서 다양한 산업체인이 형성돼 있음.
국가적으로 산시성 웨이난가오신취(渭南高新区) 3D 프린팅 산업 육성 기지, 안휘성 춘구3D 스마트장비산업원(春谷3D打印智能装备产业园) 등에서 산업 클러스터를 육성 중임.
중국 3D 프린팅 산업 대표 업체
중국 3D 프린팅 산업 연맹의 통계에 따르면, 중국에는 항주시앤린3D(杭州先临三维), 서안보리터(西安铂力特), 상해리앤타이커지(上海联泰科技), 호남화슈가오커(湖南华曙高科) 등 세계시장에서 경쟁력을 갖춘 선도업체들이 존재함.
업계 내 영업 이익이 가장 큰 4개사를 조사하여 하기 표에 정리함.
중국내 대표적인 3D업체 및 업체별 성과
회사명 | 소재지 | 소개 | 성과 |
시앤린 3D (先临三维) | 절강항주 (浙江杭州) | - 시앤린 3D는 2004년 중국 항저우에 설립되어 3D 프린팅의 디지털화와 기술 생태계 조성에 주력하고 있음. 업무 분야로는 3D 스캐닝, 3D 프린팅, 3D 소재, 3D설계 및 제조 서비스, 3D 네트워크 클라우드 플랫폼 등이 있음. 매출 규모, 서비스 등 분야에서 업계 선두에 위치. | - 상하이폭스바겐, 체리자동차(奇瑞), 지리자동차(吉利), 둥펑닛산(东风日产), 장성자동차(长城), 중타이자동차(众泰),비야디(比亚迪) 등 차량 제조 부문에 솔루션 제공 - 와하하(哇哈哈), 아디다스, 애플 아이폰 등에 모형 제공 - 치과 기공소, 구강 병원, 치과 설계 소프트웨어 회사와 협력하여, 디지털 기술 응용 - 선전따주3D과학기술유한공사(大族三维科技有限公司)는 시앤린의 3D 스캐닝과 프린팅 기술의 도입을 통해 코뼈 외형과 일치하는 맞춤형 삽입체를 설계, 수술시간을 30% 이상 단축함 |
보리터 (铂力特) | 섬서서안 (陕西西安) |
- 보리터는 2011년 중국 시안에 설립되었으며, 현재 중국에서 가장 크고 전문적인 금속 3D 인쇄기술 솔루션 업체임. 주요 분야로는 금속 3D 프린팅 장비 판매(자사 제품 및 독일 EOS 장비 대리 판매),금속 3D 프린팅 서비스 등이 있음. | - 보리터는 항공 우주산업 분야에 매년 8,000여개의 부속품을 제공하고 있음. - 회사가 개발한 레이저 용해 장비는 분포효율, 위치 선정, 정확도 등 핵심 기술 지표에서 글로벌 수준에 도달하였음. |
리앤타이커지 (联泰科技) | 상해 (上海) |
- 리앤타이커지는 2000년 상하이에 설립었으며, 중국 3D 프린팅 기술 응용분야 1세대 기업임. | - 리앤타이커지의 장비 및 기술은 수판 금형, 자동차 부품,신발 제조업, 예술창의, 구강의료 분야에서 사용됨 - 안휘장화이자동차(安徽江淮汽车)는 리앤타이커지의 3D프린팅을 통해 단일 트럭 제조사에서 종합 자동차 브랜드로 전환에 성공했음. - 리앤타이커지의 고객 범위는 자동차, 항공/항공, 전자/전기, 가전, 가전, 산업, 산업 등이 있음. |
화슈가오커 (华曙高科) | 호남장사 (湖南长沙) |
- 화슈가오커는 2009년 후난성 창사에 설립된 3D 프린팅 업계 선도기업로, 중국 공신부가 공포한 3D 프린팅 스마트 제조 시범 기업임. | - 창사(长沙)시 샹야(湘雅)병원과 3병원에서는 화슈가오커의 레이저 소결 기술을 이용해 골절 부위 모형을 출력 및 활용하는 방식으로 수술 시간을 3분의 1이상 절약했음. - 사브 자동차 테크놀로지는 화슈가오커의 장비를 도입해 차량 에어컨 설계에 적용했고, 이를 통해 원가를 줄이고 개발 주기를 단축시킴. - 다양한 의료 기관들이 화슈가오커와 협력해 수술 전 계획수립 및 수술 시뮬레이션 등 분야에서 3D 프린팅 시스템을 활용하고 있음. |
자료원 : 중국 3D 프린팅 연맹, 각 업체 공식 홈페이지, 상하이 무역관 자료 종합 정리
학계에서도 활발히 진행중인 3D 프린팅 연구개발
칭화대(清华大), 시안교통대(西安交通大)와 과학 연구기관은 3D 프린팅 산업 기술 분야의 연구를 1990년대 초부터 시작하였으며, 업계에 꾸준히 전문가를 배출하하고 있음.
화중과기대(华中科技大)는 레이저 소결 기술, 칭화대는 용해 침적 몰딩 기술, 북경항공대(北京航空大)와 서북공업대(西北工业大)는 금속 소재 연구, 시안교통대는 입체 광고화 몰딩 기술 등에 중점을 두고 있으며, 그 밖에도 설비 연구 제조, 소프트웨어 개발, 상품 제조, 소재연구개발 등 각종 영역에서 연구를 진행 중.
또한 많은 대학 연구 개발팀이 대형 기업과 협력하거나 지원을 받아 프로젝트를 진행 중에 있음.
4. 지원 정책 및 현황
중국 공신부
중국은 3D 프린팅 산업을 발전 중점 방향의 하나로 설정하였으며, 3D 프린팅 산업의 발전을 위한 정책을 제시하고 있음.
중국 정부는 《중국 제조 2025》프로젝트에 앞서, 3D 프린팅 산업의 발전을 위해 《중국 3D 프린팅 산업 발전 행동 계획（2015 – 2016년）》을 배포하였고, 이어서《중국 3D 프린팅 산업 발전 행동 계획（2017 – 2020년）》을 발행하여 배포하였음.
(계획 원문: http://www.miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1652930/n3757018/c5956873/content.html
http://www.miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1653018/c5953736/content.html)
상하이 3D 프린팅협회(SAMA)
자료원 : 상하이 3D 프린팅 협회
협회는 3D 프린팅 분야 연구와 교류, 협력, 자문, 전시 등의 활동을 추진하며 3D 프린팅의 산업화를 촉진하고 있음.
2018년 10월 26일, 각국의 글로벌 전문가들을 초청하여 제3회 SAMA 국제포럼 및 2018 세계 프린팅 연회를 개최한 바 있음.
2019년 상하이에서 개최되는 관련 전람회
상하이 3D 프린팅 적층 제조 전람회 (2019년 2월 21일 ~ 23일)
2019 중국(상하이) 국제 제조 전람회 (2019년 4월 22일 ~ 24일)
2019년 제 10회 상하이 국제 3D 프린팅 산업 전람회 (2019년 5월 6일 ~ 8일)
2019년 상하이 국제 금속 3D 프린팅, 적층제조 기술 전람회 (2019년 10월 30일 ~ 11월 1일)
5. 전망
중국 3D 프린팅 업계, 지속적 성장이 예상됨.
중국 공신부(工信部) 관계자 인터뷰에 따르면 “3D 프린팅 기술은 대량생산과 수작업의 장점을 결합한 것으로, 고효율, 저비용의 미래 스마트제조의 방향을 제시하고 있음. 미래에는 다양한 분야에 활용되어 생산성 증대, 자원 및 에너지 절약, 그리고 정확성 향상에 기여할 것"이라고 내다봄.
국제 데이터 센터는 2020년까지 3D 프린팅의 산업가치가 289억 달러까지 오를 것이라 예측하였고, 맥켄지 연구소는 이 산업이 2025년까지 약 2,000~5,000억 달러의 경제 효과를 창출 할 것이라고 예측하였음.
공신부는 2020년까지 시범적으로 10개의 중점 제조업 분야에서 100개 이상의 다양한 응용 프로젝트를 진행하여 응용범위를 확대해 나갈 것이라고 밝힘.
자료원 : 상하이시 푸퉈취(普陀区) 인민 정부, 상하이시 바오샨취(宝山区) 인민 정부, Wohler Associates, 치앤잔경제학인(前瞻经济学人), 바이두(百度), 중국 중앙인민정부, 중국 공신부, 중국 3D 프린팅 연맹, 상하이 3D 프린팅 협회, 업체 공식 홈페이지 및 재무제표, CCID(赛迪顾问), KOTRA 상하이 무역관 자료 종합 정리
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