애플이 선택한 3D프린팅: 글로벌 기업이 선택한 핵심 양산기술

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글로벌 기술 혁신을 선도하는 애플(Apple)은 2030년까지 전사적인 탄소중립을 달성하겠다는 야심 찬 목표를 세웠습니다. 이를 위해 애플은 재료, 전기, 운송이라는 3대 탄소 배출원을 줄이기 위한 혁신적인 제조 기술을 적극적으로 채택하고 있습니다. 그중 가장 흥미로운 발전은 바로 산업용 3D프린팅을 생산 공정에 본격적으로 통합한 것입니다.

Source: Apple, Apple Watch 11

최근 발표에 따르면, 역대 가장 얇은 두께(5.6mm)를 자랑하는 새로운 아이폰 에어(iPhone Air)의 티타늄 USB-C 포트는 3D프린팅으로 제작됩니다. 이 3D프린팅 설계는 포트를 더 얇고 강하게 만드는 동시에, 기존 단조 방식 대비 재료 사용량을 33%나 줄이는 획기적인 성과를 거두었습니다. 나아가 새로운 애플 워치 11(Apple Watch 11) 역시 3D프린팅으로 티타늄 케이스를 제작하였습니다.

Source: Apple, iPhone Air

애플의 이러한 행보는 산업용 3D프린팅이 더 이상 시제품 제작을 위한 보조 도구가 아님을 명확히 보여줍니다. 이제 이 기술은 자원 효율성을 극대화하고 탄소중립 목표를 달성하기 위한, 가장 까다로운 품질 기준을 가진 글로벌 기업들이 선택하는 핵심 양산 기술로 자리 잡았습니다.

자원 효율의 극대화: 필요한 만큼만 사용하는 산업용 3D프린팅

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산업용 3D프린팅의 가장 근본적인 환경적 이점은 재료 사용의 효율성에 있습니다. 전통적인 절삭 가공은 큰 재료 덩어리를 깎아서 원하는 형태를 만들기 때문에, 많게는 90%에 달하는 재료가 폐기물로 버려집니다. 이는 막대한 자원 낭비일 뿐만 아니라, 원자재 채굴 및 가공 과정에서 발생하는 탄소 배출을 고려할 때 환경에 큰 부담을 줍니다.

3D프린팅이 제공하는 '설계의 자유(Design Freedom)'는 자원 효율성을 한 단계 더 끌어올립니다. 기존 방식으로는 제작이 불가능했던 복잡한 내부 격자 구조(Lattice Structure)나 위상 최적화(Topology Optimization) 설계를 통해, 제품의 강도는 유지하면서도 사용되는 재료의 양을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

산업용 3D프린팅은 디지털 설계도에 따라 필요한 부분에만 재료를 한 층씩 쌓아 올리는 ‘적층’ 방식을 사용합니다. 이는 재료 낭비를 원천적으로 최소화하여, 탄소중립을 향한 첫걸음이 됩니다.

제품 수명 연장: 주문형 생산과 맞춤형 부품 생산

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산업용 3D프린팅은 필요한 시점에 필요한 만큼만 제품을 생산하는 ‘주문형 생산(On-demand Manufacturing)’을 가능하게 합니다. 이는 대량생산 시스템에서 흔히 발생하는 과잉 생산과 재고 부담을 원천적으로 차단하여 자원 낭비를 막는 데 크게 기여합니다.

또한, 제품의 수명을 연장하여 지속 가능성을 높이는 데 결정적인 역할을 합니다. 과거에는 단종되었거나 구하기 어려운 부품 하나 때문에 제품 전체를 폐기해야 했습니다. 하지만 3D프린팅을 이용하면 디지털 설계 파일만 있다면 언제든지 맞춤형 부품을 쉽게 제작하여 수리하거나 재제조할 수 있습니다. 이는 소비자의 '수리할 권리'를 실현하는 강력한 도구이며, 제품의 조기 폐기를 막아 폐기물 발생을 줄입니다.

이러한 접근은 제조업체가 단순히 새 제품을 판매하는 것에서 벗어나, 수리·유지보수·업그레이드를 통해 장기적인 가치를 제공하는 '서비스형 제품(Product-as-a-Service)' 모델로 전환하는 데 기여하며, 이는 순환경제의 목표와 정확히 일치합니다

폐기물의 재탄생: 순환경제를 완성하는 3D프린팅 소재 혁신

산업용 3D프린팅은 다양한 소재를 활용할 수 있는 유연성을 바탕으로, 버려지는 폐기물을 가치 있는 자원으로 재탄생시키는 순환경제의 핵심 기술입니다. 과거 매립되거나 소각될 수밖에 없었던 폐플라스틱, 음식물 쓰레기, 산업 폐기물 등이 3D프린팅의 새로운 소재로 주목받고 있습니다.

BARBARA Project

구체적인 사례로, 유럽연합(EU)의 BARBARA 프로젝트는 석류, 레몬, 아몬드 껍질과 같은 음식물 쓰레기를 자동차 및 건설 산업에 사용될 수 있는 바이오 기반 필라멘트로 개발하는 연구를 진행했습니다. 2020년 도쿄 올림픽에서는 폐플라스틱을 재활용하여 3D 프린팅으로 제작한 시상대가 사용되었으며, 이탈리아의 한 디자인 회사는 폐플라스틱을 활용해 3D 프린팅으로 쓰레기통을 만들기도 했습니다.

이러한 사례들은 지역적으로 발생하는 폐기물을 현지에서 필요한 제품으로 즉시 전환하여 새로운 소규모 경제를 창출하고, 글로벌 공급망에 대한 의존도를 줄여 운송 과정에서 발생하는 탄소 배출까지 줄일 수 있는 가능성을 보여줍니다. 이는 탄소중립 사회로 나아가기 위한 중요한 전략입니다.

산업용 3D프린팅은 자원 효율성 극대화, 폐기물의 자원화, 제품 수명 연장, 공급망 최적화를 통해 탄소중립과 순환경제 실현에 기여하는 강력한 기술입니다. 애플과 같은 글로벌 기업의 선택은 이러한 흐름을 증명하며, 앞으로 더 많은 산업 분야에서 그 중요성이 커질 것입니다.

GLUCK은 대량생산이 가능한 산업용 3D프린팅 서비스 기업입니다.

작은 아이디어를 반복 가능한 생산성으로 전환해, 현실 가능한 제조 솔루션을 제공합니다.