넥스트 노멀엔 물류혁명...3D프린팅이 게임 체인저

대학-기업 간 수평적·쌍방향 협업 기반 구축할 것

“올해 선정된 대학 기반 산업기술거점센터와 연계하여 3D프린팅 클러스터로 발전시켜 지속가능한 자립화 모델을 구축할 예정입니다.” 성균관대학교 3D프린팅 UNIC 김윤철 교수는 이를 위해 산학공동 정부·산업체 R&D 수행, 원천핵심기술 개발 및 기술이전 공급·확산, 컨소시엄 참여기업 증가, 산업체 R&D 확대, 기술이전 확대 등으로 이어지는 선순환 사이클을 구축할 계획이라고 말했다. 김윤철 교수에게 자세한 내용을 들었다.

성균관대학교 3D프린팅 UNIC 김윤철 교수는 포스트 코로나의 넥스트 노멀 시대에는 3D프린팅 기술과 산업이 글로벌 변화에 맞춤형의 솔루션을 제공할 수 있다고 전망했다.

코로나로 인한 변화가 거셉니다. 3D프린팅 분야는 어떻습니까.

포스트 코로나의 넥스트 노멀 시대는 1인 디자인 제조 트렌드와 자유무역경제의 위축, 경제민족주의 경향 등이 나타날 것으로 예상됩니다. 3D프린팅 기술과 산업은 이 같은 글로벌 변화에 맞춤형의 솔루션을 제공할 수 있다고 봅니다.

3D프린팅 기술의 특징적인 장점 중 하나가 물류혁명입니다. 기존의 전통 제조 방식이 제공할 수 없는 핵심 가치로, 물리적인 물류의 이동과 보관 과정 없이 디지털 파일의 전송과 공유만으로 필요한 지역에서 제품을 제조해 공급할 수 있는 3D프린팅 물류혁명의 가치가 더욱 주목을 받게 될 것이고요. 

실제 COVID-19의 확산과 함께 대륙 간, 국가 간 봉쇄로 인해 글로벌 물류 시스템의 붕괴가 일어나고, 긴급한 의료 물자들의 부족 현상이 발생했는데, 이로 인해 어려움을 겪는 지역에서 3D프린팅 기술로 응급 의료 물자를 양산해 조달하는 모습들이 소개됐잖아요. 이로 인해 기존 전통 제조방식인 금형 제조가 제공할 수 없는 새로운 가치의 실용화 산업기술로서 인식되는 계기가 되었고요.

국내 3D프린팅 산업은 어떤 대응전략은 세워야 할까요.

우리나라 3D프린팅 산업의 성패는 급변하고 있는 물류혁명, 제조혁명, 공유혁명이 일어나고 있는 제조산업의 변화에 어떻게 대응하느냐에 따라 달라질 겁니다.

현재 우리 3D프린팅 산업 시장은 핵심 경쟁요소인 소재-장비-SW 부문 모두 경쟁국과 대비해 크게 열세이고, 전문인력도 보급용 체험 교육 중심으로 이루어지고 있어 산업계 수요 대비 공급 및 창출의 불균형이 심화되어 있습니다. 또한 침체되어 있는 주조산업 등 뿌리산업의 혁신을 단기에 이루지 못하면 우리나라 제조업의 미래도 불투명하기 때문에 3D프린팅 기술을 접목한 공정혁신도 필요한 상황이고요.

3D프린팅 기술이 전통 제조방식을 바꿀 수 있는 게임 체인저가 되기 위해서는 단위 생산비용, 양산, 품질신뢰성, 자동화, 후처리 등 해결해야 할 여러 가지 숙제를 갖고 있습니다. 하지만, 역으로 보면 우리 전문기업들뿐만 아니라 다양한 스타트업들이 소재, 장비, 소프트웨어, 애플리케이션 영역에서 시장을 선도할 수 있는 성공 스토리를 만들어 낼 수 있는 기회가 열려 있다는 게 아닐까요.

이를 위해서는 3D프린팅 사업 밸류체인에 참여하고 있는 모든 대중소 기업들이 원팀으로 협업한다는 각오 및 의식의 변화와 함께, 산업기술거점센터와 같은 3D프린팅 협업 플랫폼의 구축 활성화와 스타트업 기업들의 시장 유입을 촉진하기 위한 정부의 전략적 지원이 지속 필요합니다.

3D프린팅 UNIC과 지역 내 관련 기업 간의 협업이 눈에 띄던데요.

우리 UNIC은 올해 연구센터가 보유하고 있는 역량을 기반으로 역내 기업과 수평적·쌍방향 협력을 할 수 있는 지속가능한 3D프린팅 협업 거점센터의 기반을 구축하는 일에 집중했어요.

이를 위해 우리 대학에 구축된 한화솔루션-성균관대 복합소재 공동연구소, 현대자동차-성균관대 유기탄성체 공동연구실, 세메스-성균관대 반도체설비 공동연구소 등과 산학협력 역량을 효율적으로 연계해 기업 컨소시엄 기반의 수요 맞춤형 산학협력 거점센터를 기획했지요. 다행히 올 10월에 산업통상자원부가 지원하는 ‘2020년 산업기술거점센터 육성사업’에 선정되었고요. 

이 사업은 대학연구소가 R&D를 통해 지속적으로 원천기술을 개발·축적(1단계)하고 이를 기업에 공급·확산 할 수 있도록 R&D 지원과 공급기지 체계를 구축(2단계)하는 것을 목적으로 합니다. 1단계에는 2.5년간 53억원의 국고지원을 받게 되었으며, 2단계에서는 4년에 걸쳐 국고를 지원받아 산업기술 공급기지 체계를 갖출 예정이고요.

대학에 축적된 인프라 및 역량을 활용, 3D프린팅 부문 클러스터를 포함해 CFRP 부문 클러스터, 자동차 부문 클러스터, 반도체장비 부문 클러스터 등 기업 컨소시엄 클러스터를 활성화하고 고도화시켜 자발적 기업 참여 생태계를 구축할 계획입니다.

올해 많은 사업을 진행하셨습니다. 성과는 어떻습니까.

크게 3가지로 설명드릴 수 있겠습니다. 첫 번째는 올해 3D프린팅 UNIC 관련 기업들과 제조 기술혁신 협업을 추진하기 위해 3건의 정부과제와 2건의 기업과제를 기획 및 수주하여 공동연구를 수행하고 있어요.

정부과제의 경우, 국토교통부의 ‘흡음·난연 동시 부여 건축 단열재용 3D프린팅 소재/공정/구조 연동 설계시스템 개발’, 산업통산자원부의 ‘Micro LED 다중전사를 위한 다중접합용 PAD 프린팅 장비 개발’과 ‘복합소재 부품 동시설계 및 제조기술 산업기술거점센터’입니다. 기업과제는 ‘3D프린팅 기술을 이용한 바이오소재 화장품 개발’, ‘광효율 개선을 위한 LED 조명 개발’이고요. 이들 모두 3D프린팅 기술 접목을 통한 제품 차별화가 공통점이에요.

두 번째는 3D프린팅 UNIC 관련 기업들에게 80여 건의 3D 제품 설계 및 시제품 제작 서비스를 지원했고, 산업체의 니즈에 부응하기 위한 장비 인프라 확대의 일환으로 산업용 금속 3D프린팅 장비를 도입해 이 분야의 기업 지원, 전문인력 양성, 금속 소재 및 공정기술 개발, 국내외 공동연구 등의 추진 기반을 갖췄습니다. 

세 번째로 우리 대학이 위치해 있는 서울과 수원시 지역사회에 대한 봉사와 혁신 활동의 한 부분으로 3D프린팅 체험교육 프로그램들을 운영하며 교육생들을 배출하고 있습니다. 

교육 프로그램에 대해 자세히 설명해주실까요.

이 사업은 지역사회 청소년들이 4차 산업혁명에 친숙하게 다가가 창의적 활동과 새로운 직업의 기회를 접할 수 있도록 지원하는 데 목표가 있어요. 

세 가지 프로그램을 진행했는데, 첫째가 지난 5월부터 11월까지 7개월간 수원시청소년재단 장안청소년문화의집과 협력하는 ‘청소년 경영 CEO 꿈의 학교’ 운영입니다. 경기도 교육청 공모사업으로 운영되는 이 프로그램은 경기도 중고등학교 청소년들이 직접 상품을 개발하고 창업 및 경영을 통해 수익금을 모아 필요한 곳에 후원하는 프로그램입니다. 

상반기에는 ‘3D프린팅’ 관련 기술을 배우고, 모델링, 상품 디자인 및 출력 등의 과정을 통해 4차 산업혁명시대 맞춤형 경영기술을 습득하고, 하반기부터는 체험부스 운영을 통한 수익금 모금 활동이 이루어집니다. 청소년들은 3D프린팅을 활용해 쿠키, 도장 만들기 체험부스를 운영하며, 입체출력 기술을 도입한 리소페인 액자 상품을 개발, 온라인 사이트인 ‘텀블벅’에 크라우드 펀딩을 개설합니다. 크라우드 펀딩 운영은 기존의 오프라인 가게만 운영하던 경영 CEO 프로그램이 온라인 시장까지 확장한 데 큰 의미가 있어요.

둘째는 교육 소외계층 특수교육 청소년들을 대상으로 매년 1월 겨울방학 기간에 수원교육지원청이 지원하는 사회성 및 일상능력 향상을 위한 맞춤형 교육사업인 ‘늘해랑 학교’에 참여해 3D프린팅 교육 모듈 개발과 돌봄 프로그램을 운영하고 있습니다.

셋째는 매년 서울시 캠퍼스타운사업에 참여해 학교가 속한 지역사회 구성원들에게 청년문제 해소와 지역 경제 활성화 지원을 위해 4차 산업혁명 제조업 핵심기술인 3D프린팅 관련 교육 콘텐츠 개발, 창의적 도전 체험, 일자리, 창업 등 진로 탐색의 기회를 제공하고 있어요.

향후 계획은.

대학이 산업계와 지속가능한 자립화 협업 모델을 갖추기 위해서는 대학이 기업과 수평적·쌍방향 협력을 할 수 있는 협업기반을 갖추어야 합니다. 대학이 대등한 위치에서 기업체와 가장 잘 할 수 있는 협업 분야는 두 가지로, 기업의 기술사업화를 위한 원천핵심기술 개발과 산업계 전문인력의 양성 공급입니다. 

원천핵심기술 개발의 협업을 위해서는 기업과 대학의 공동연구를 매개할 수 있는 연구비 재원의 확보가 필요하고, 산업계 전문인력의 양성 공급의 협업을 위해서는 기업과의 인력양성 장학 트랙 및 인력양성사업 과제의 발굴이 필요합니다. 

또한, 궁극적으로 지속가능한 대학과 기업의 협업을 위해서는 대학 보유 역량과 기반을 활용하여 기술개발 거점센터를 구축하고 이해관계 기업체들이 컨소시엄 형태로 직접 운영에 참여하는 중장기적 협업 플랫폼 구축이 필요하다고 판단합니다. 이와 같은 배경에서 저희 3D프린팅 UNIC은 세 가지 업무를 지속 추진할 계획입니다.

우선 대학과 산업체 간 기술개발 협업을 위한 정부·산업체 과제의 기획, 발굴 및 기술이전에 주력할 예정입니다. 또한 산업체가 필요한 인력을 공동으로 양성하는 트랙 및 정부 양성사업 발굴도 집중할 방침이고요. 대학 기반 산업기술거점 센터의 3D프린팅 클러스터로 발전 및 자립화 모델 구축에도 속도를 낼 계획입니다.

특히 올해 선정된 대학 기반 산업기술거점센터와 연계하여 3D프린팅 클러스터로 발전시켜 지속가능한 자립화 모델을 구축할 예정입니다. 산학공동 정부·산업체 R&D 수행, 원천핵심기술 개발 및 기술이전 공급·확산, 컨소시엄 참여기업 증가, 산업체 R&D 확대, 기술이전 확대 등으로 이어지는 선순환 사이클 구축이 핵심이지요.