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http://www.asiaherald.co.kr/news/23200
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원하는 물건은 무엇이든 찍어내는 3D 프린터는 우리의 삶을 변화시킬 기술로 주목받았다.
3D 프린팅은 그야말로 3차원 입체물을 만들어 내는 프린팅 기술이다. 3D 프린팅 기술은 30년 전 미국에서 발명되어 항공이나 자동차 산업 시제품을 만드는 용도로 처음 사용되었으며, 그 후 다양한 분야에서 활용되어왔다.
전 세계적으로 집중 연구와 개발대상이던 3D 프린팅은 출력물 크기의 한계와 부품 제작 후 다시 조립을 해야 한다는 등의 불편함이 있었다. 이를 극복하고자 등장한 것이 바로 4D 프린팅 기술이다.
4D프린팅은 미리 설계된 시간이나 임의 환경 조건이 충족되면 사람의 개입 없이 스스로 재료를 쌓아 올리고 열이나 진동, 공기 등의 환경이나 에너지원의 자극에 스스로 모양을 변경 또는 제조해 새로운 형태로 바뀌는 기술이다. 고정된 3차원 입체 협상을 만드는 3D 프린터와 비교해 제작 방식은 비슷해 보이지만 스트레스, 온도, 습도, 전자기장 등 외부자극에 따라 시간이 흐르며 형상이나 성질 등이 달라진다는 점에서 기존 3D 프린팅 기술과 다르다.
3D 프린팅의 경우 출력할 수 있는 물체의 크기에 한계가 있지만 4D 프린팅 기술은 출력 뒤 스스로 조립되기 때문에 큰 물체도 출력할 수 있다. 이런 특징 덕에 4D 프린팅은 3D 프린팅을 이어 짧은 시간에 미래를 이끌 유망기술로 부상했으며, 세계적으로 기술 개발 경쟁이 불붙는 분야이다.
이는 4차 산업혁명 시대 웨어러블 기기나 로봇, 의료기기 등에 다양하게 쓰일 전망이며, 실제로 프린팅을 통해 인체 장기, 의류, 우주선 등도 제작할 수 있다.
한국과학기술연구원(KIST)도 최근 4D 프린팅 연구를 통해 화재 현장에서 연기를 흡수하는 기술 개발에 뛰어들었다. 연기 흡착 소재를 공 모양으로 만들어 부피를 줄인 뒤 일정 기준이상 열이나 물, 연기가 감지되면 에어백처럼 퍼지며 그 안의 팬이 작동하는 원리다.
KIST 계산과학 연구센터장은 “4D 프린팅은 형상기억고분자 등 소재 특성을 활용한다”며, “3D 프린팅으로 각종 시제품은 물론 산업 현장과 가정의 제조 혁신을 가져오는 것 이상으로 임팩트가 크다”고 설명했다.
4D 프린팅 기술은 지속적인 투자 및 지원을 통해 높은 초기 개발 비용을 극복해야 한다. 시장에서 상용화하기 위해서는 상대적으로 높은 개발 비용과 기술 표준화가 요구되기 때문이다. 현재 4D 프린팅 시장 제조기업은 한정돼 있기 때문에 기업들의 맞춤형 수요에 능동적으로 대처하기 위해서는 초기 개발과정에 대해 투자와 지원이 필요할 것으로 보인다. |
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