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『상상을 현실로 만드는 3D 프린팅』은 3D 프린팅의 원리와 역사를 돌아보고, 오늘날 어떤 분야에서 어떻게 활용되고 있는지 살펴본다. 또한 3D 프린터가 제조업을 어떻게 변화시킬지, 3D프린터의 등장으로 인류의 삶이 어떻게 변화할지 전망해 본다. 아울러 3D 프린팅 기술이 일으킬 수 있는 부작용까지 청소년들이 꼭 알아야 할 내용들만 골라 한 권에 담았다.

청소년이 알아야 할 미래 기술, 3D 프린팅의 모든 것
3D 프린팅의 과거, 현재, 미래를 살펴보다

어떤 분야에서 얼마나 다양한 물건을 만들 수 있을까?
원래 3D 프린팅은 제품을 생산하기 전 시험 삼아 만드는 시제품 제작 기술로 탄생했다. 값싼 재료를 이용해 빠른 시간에 시제품을 만들려는 아이디어가 3D 프린터 개발로 이어진 것이다.
지금은 3D 인쇄 기술을 이용해 옷과 음식, 집까지 만든다. 자동차를 만들고 선박, 항공기에 들어가는 부품도 만든다. <스타워즈>의 광선 검, <트랜스포머 4>에 나오는 전기 차 랠리파이터, <아이언맨>의 슈트도 모두 3D 프린터로 만든 것이다. 전자 기기를 아예 통째로 인쇄하는 3D 프린터도 있다. 이 프린터로 뽑은 드론은 플라스틱 몸체와 내부의 전자회로가 모두 갖춰진 상태로 나와, 말 그대로 프린터에서 날아올랐다.
건강과 의료 분야에서도 3D 인쇄 기술이 혁신을 일으키고 있다. 이미 3D 프린터로 만든 의수와 의족, 치과 교정기는 널리 사용되고 있으며, 3D 프린터를 이용해 귀, 코, 두개골, 기도, 방광 등 신체 기관을 재건하는 데도 성공했다.

3D 프린팅은 우리 삶을 어떻게 바꿀까?
이전에는 상상도 하지 못한 일을 해내고 있지만, 전문가들은 3D 프린팅 기술이 아직도 ‘걸음마 수준’일 뿐이라고 말한다. 3D 프린팅 기술이 더 발전하면 얼마나 더 놀라운 일들이 벌어질지 가늠하기 힘들다는 것이다.
3D 인쇄 기술은 빠르게 진화하는 중이다. 전 세계 수많은 과학자가 인공장기를 바이오 프린터로 맞춤 제작해 인체에 이식하는 방법을 찾아내고 있다. 의류 분야에서는 공학자와 디자이너들이 우리 몸과 정보를 주고받을 수 있는 옷을 개발하고 있다. 건축 분야를 보면 공학자와 건축가들이 지구와 우주에서 새로운 구조물을 설계하고 건설하는 데 3D 프린터를 활용하고 있다. 스스로 조립되는 가구, 스스로 조립되는 휴대전화처럼 미리 프로그래밍해 둔 대로 진화하는 물건을 만들려는 연구도 진행되고 있다.

일자리를 빼앗는 괴물이 될까? ‘생산의 민주화’를 이끌 구세주가 될까?
이렇게 수많은 혁신을 일으킬 잠재력을 지녔지만, 3D 프린팅 기술이 미칠 악영향을 우려하는 목소리도 존재한다. 3D 프린팅 기술이 현재 제조업계에 종사하는 노동자들의 일자리를 빼앗을 것이라는 우려가 대표적이다. 총기나 마약 같은 위험한 물건들이 마구잡이로 생산될 위험성도 있다. 또 3D 프린팅에 사용하는 재료가 환경에 악영향을 끼칠 수도 있다.
《상상을 현실로 만드는 3D 프린팅》은 장밋빛 미래만 보여 주는 것이 아니라 3D 프린팅 기술이 불러올 수 있는 부작용까지 함께 살펴봄으로써 기술을 현명하고 지혜롭게 활용할 방안을 고민해 보게 한다. 이러한 정보는 독자들이 3D 프린팅의 명과 암을 다양한 측면에서 살펴보는 데 도움을 줄 것이다.

들어가며 _ 말벌에게서 영감을 얻다 009
벌의 기술을 본떠 집을 짓다
바이오 프린터로 신체 기관을 만들어 내다

1. 빠르고 값싸게 물건을 만들 방법을 찾다 019
척 헐, SLA 방식으로 컵을 만들어 내다
스콧 크럼프, FDM 방식 3D 프린터를 개발하다
칼 데커드, SLS 방식 3D 프린터를 개발하다
세 사람이 함께 혁명을 시작하다

2. 3D 프린터, 어떻게 작동할까? 033
3D 인쇄의 기본 원리/ 제작 기술/ 재료/ 하드웨어/ 소프트웨어

3. 맞춤 생산 시대를 열다 047
3D 인쇄 기술과 개인 생산/ 폼랩스/ 나디아

4. 건강과 생명을 찍어 내다 065
의학 분야를 혁신하다
치과 치료를 바꾸다

5. 3D 프린터로 의식주를 해결할 세상이 온다 083
음식/ 의류/ 고대 유물/ 장난감/ 전자 기기/ 운송 수단/ 하스티 아프사리파드/ 3D 인쇄 기술과 대학/ 3D 인쇄 기술과 우주

6. 미래를 통째로 프린트하다 113
프로그램 가능 물질/ 건축/ 의류/ 바이오 프린팅/ 항공 우주/ 자동차 에너지

7. 제조업, 일자리, 환경은 안전할까? 141
지식재산권/ 상표에서 특허권까지/ 오픈 소스 기술/ 크리에이티브 커먼즈 라이선스/ 제조물 책임과 안전성/ 범죄행위/ 건강 및 환경 문제/ 유독성 물질/ 공기 질/ 환경친화적 생산

연표 168
내용 출처 170
용어 설명 174
참고 문헌 179
심화 자료 181
찾아보기 185
사진 출처 190

“2012년, 이탈리아에서 엔지니어링 팀 WASP(World’s Advanced Saving Project, 와스프)는 말벌, 특히 미장이벌(mud dauber wasp)이 일하는 모습을 관찰했다. 이 인간 말벌 팀은 벌의 기술을 본떠 3D 프린터를 만들기로 했다. 그래서 진흙 덩어리, 모래, 작은 나무 등 땅에서 나는 재료를 모아 맞춤 제작한 6미터 크기의 3D 프린터에 넣고, 한 겹 한 겹 집을 만들어 냈다. 돈을 거의 한 푼도 들이지 않고 집을 지은 것이다. 집을 지을 자리에서 구한, 예전에는 쓰지 않던 재료들을 사용한 덕분이었다.
WASP 팀은 접근성이나 비용 문제로 벽돌, 석재, 목재 같은 전통적 건축 재료를 활용하기 곤란한 지역에 이 집을 짓고 있다.”
_12쪽(들어가며_ 말벌에게서 영감을 얻다 … 벌의 기술을 본떠 집을 짓다)

“올긴은 2015년에 오토데스크를 떠나 자신의 회사 바이오잉크(BioINK)를 세웠다. 바이오잉크는 프로그래밍이 가능한 임시 문신 제품을 생산한다. 3D 인쇄한 제품으로, 몸에 부착하면 중요한 정보를 알려 준다. 예를 들어 뇌전증성 발작이 일어날 것 같으면 문신이 미리 알려 준다. 또한 당뇨병 환자에게는 인슐린 수치가 지나치게 떨어져 탈이 나기 전에 미리 알려 준다.”
_122쪽(6. 미래를 통째로 프린트하다 … 프로그램 가능 물질)

“스카일러 티비츠(Skylar Tibbits)는 건축가이자 디자이너, 컴퓨터 공학자다. MIT 자가 조립 연구소를 이끄는 교수 중 한 명으로, 그의 팀은 자신들이 제작한 디지털 물체나 건축 구조물에 지시 사항을 프로그래밍
한다. 일단 3D 프린터로 출력한 물체나 구조물은 프로그래밍 된 내용에 따라 놓인 자리에서 스스로 조립되고, 복제되고, 보수도 된다.
티비츠 팀은 팽창해야 하는지 수축해야 하는지를 감지하는 수도관을 설계해서 3D 인쇄하기도 했다. 겨울철 기온이 굉장히 낮은 지방에 산다면 이 수도관의 이점을 톡톡히 실감할 수 있을 것이다. 바깥 온도가 아무리 내려간다 해도 수도관이 터져 집 안이 물바다가 되는 일은 없을 것이다! 온도가 매우 낮다는 것을 수도관이 스스로 감지해 얼지 않도록 물을 흘려보내기 때문이다.”
_122, 124쪽(6. 미래를 통째로 프린트하다 … 건축)

“스트라타시스는 3D 인쇄할 수 있는 자전거 헬멧의 설계도를 갖고 있다. 누가 그 헬멧을 3D 프린터로 인쇄했는데, 망가졌다. 스트라타시스의 책임일까? 아니면 그 헬멧을 인쇄한 사람의 책임일까? 누가 스트라타시스의 설계도를 수정한 후 출력했고, 그 헬멧이 망가졌다면? 스트라타시스가 책임져야 하나, 출력한 사람이 책임져야 하나? 설계도를 수정해 헬멧을 뽑은 사람이 그 헬멧을 다른 사람에게 주거나 팔았다면? 헬멧의 내구성 문제에 책임이 있는 것은 스트라타시스와 출력한 사람 중 누구일까? 이 문제들에 답하려면 제조물책임법을 많이 보완해야 할 것이다.”
_156쪽(7. 제조업, 일자리, 환경은 안전할까? … 제조물 책임과 안전성)