금속·음식 등 다양해진 3D 프린팅 재료…인간 장기도 인쇄?

[미디어잇 차주경] 3D 프린팅 재료로 다루기 쉬운 플라스틱이 주로 사용돼 왔지만, 3D 프린팅 소재 기술이 발달하고 적용 분야가 늘어남에 따라 시장에는 금속, 생체 재료, 음식 등 다양한 프린팅 소재가 등장했다.

 

지금까지 금속 3D 프린터는 대부분 SLS(Selective Laser Sintering) 방식을 사용했다. 분말로 된 금속 인쇄 재료를 레이저로 굳혀 3D 인쇄물을 만들어내는 것. 하지만 SLS 방식 금속 3D 프린터는 본체 가격이 수십만 달러 수준으로 매우 높다.

 

그 대안으로 등장한 것이 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식 금속 3D 프린터다. 이 제품은 1000도 이상 고온의 노즐을 사용, 금속 소재를 분출해 인쇄한다. 금속 덩어리를 미세하게 잘라내 인쇄하는 절삭형 금속 3D 프린터도 있다. 금속과 보조재를 섞어 인쇄한 후 인쇄물을 고온 처리해 굳히는 방식의 3D 프린터는 공예, 액세서리 부문에 주로 쓰인다.

 

▲치과 전용 3D 프린터, 오브젯 에덴 260V 덴탈 어드밴티지 3D (사진=스트라타시스)

 

3D 프린터는 인간 몸의 장기를 인쇄할 수도 있다. 3D 프린터가 가장 활발하게 쓰이는 곳은 치과 분야다. 기존에는 치과 보형물을 만들 때 여러 단계를 거쳐야 했고 소재도 제한됐다. 하지만 3D 프린터를 사용하면 환자의 구강을 스캔해 바로 보형물을 만들 수 있고, 면역이나 거부 반응이 거의 없는 친화적인 재료를 사용할 수 있다.

 

최근에는 3D 프린팅한 티타늄 두개골 보형물이 실제 수술에 쓰여 관심을 모았다. 국내 의료기기 제조사 메디쎄이는 신촌 세브란스 병원과 손을 잡고 7세 두개골 결손 환자에게 맞춤형 수술을 진행했다. 환자의 머리를 CT로 촬영하고, 뼈 부분만 추려내 이에 맞는 티타늄 보형물을 만들어 삽입한 것이다. 환자 맞춤형 보형물은 수술 시간과 환부를 최소화하면서 부작용까지 줄일 수 있다.

 

▲음식 3D 프린터 푸디니 인쇄물 (사진=뉴트럴머신스)

 

음식을 인쇄하는 3D 프린터도 등장했다. 음식 3D 프린터의 원리는 FDM. 음식 재료를 캡슐에 넣고 가열된 노즐을 통해 분사하는 방식이다. 그 대표적인 제품이 스페인 뉴트럴머신스의 '푸디니'다. 뉴트럴머신스 푸디니는 클라우드 펀딩 사이트 킥스타터에 출품돼 화제를 모은 제품으로 구경이 다른 여러 개의 노즐을 통해 음식을 출력해낸다. 푸디니로 만들어낸 음식은 그대로 즐길 수도 있지만, 오븐에 구워낼 수도 있다.

 

▲음식 3D 프린터 쉐프젯 인쇄물 (사진=3D시스템즈)

 

초콜릿 제조사 허쉬는 3D시스템즈와 함께 음식 3D 프린터 쉐프젯을 선보였다. 쉐프젯의 재료는 초콜릿과 설탕이다. 이 제품 역시 노즐로 재료를 녹여 사탕이나 과자를 만들어내며, 재료에 색소를 넣으면 다양한 컬러로 인쇄할 수 있다.

 

나사는 우주인을 위한 음식 3D 프린터 개발에 몰두하고 있다. 음식 3D 프린터를 도입하면 맛도 좋고 영양소도 최적화된 우주식을 즉석에서 만들어낼 수 있다. 이 밖에 아이스크림, 누텔라 등을 재료로 원하는 모양을 만들어내는 3D 프린터 개발도 속속 진행중이다.

 

 

▲ 종이를 사용한 엠코사의 3D 프린터 '아이리스'와 인쇄물 (사진=Mcor )

 

종이 역시 훌륭한 3D 프린팅 재료가 된다. 종이는 친환경적이며 무게도 가볍고 플라스틱 소재의 악취도 나지 않는다. 표면에 물감으로 컬러를 입힐 수도 있다. 종이를 사용한 3D 프린팅의 원리는 압출이 아니라 ‘절삭’과 ‘적층’이다. 피사체를 수십만 개의 레이어 단위로 분석하고, 칼날로 종이를 미세하게 잘라내 쌓는 방식으로 구현해내는 것. 종이 3D 프린터 부문에서 두각을 나타내 온 엠코(MCOR)사 3D프린터 '아이리스'가 이러한 방식이다.

  

차주경 기자 reinerre@it.co.kr