소개글
"소재 융합을 활용한 도자 공예 연구_3D 프린팅의 활용을 중심으로"에 대한 내용입니다.
목차
1. 3D 프린팅 기술의 현황과 전망
1.1. 3D 프린팅 기술의 개념과 의의
1.2. 3D 프린팅 기술의 원리 및 종류
1.3. 3D 프린팅 기술의 발전 및 전망
1.4. 3D 프린팅 산업의 현황 및 전망
1.5. 3D 프린팅의 활용 분야 및 사례
1.6. 3D 프린팅 기술이 직업세계에 미치는 영향
1.7. 3D 프린팅 기술 관련 정책 방향 및 시사점
2. 4차 산업혁명에 따른 문화예술의 변화
2.1. 4차 산업혁명의 이해
2.2. 초연결성이 문화예술에 미치는 영향
2.3. 초지능화가 문화예술에 미치는 영향
2.4. 초개인화가 문화예술에 미치는 영향
2.5. 초융합화가 문화예술에 미치는 영향
3. 문화예술 정책 현황 및 문제점
3.1. 문화비전 2030 정책 현황
3.2. 새 예술정책 주요 내용
3.3. 문화예술 정책의 문제점
4. 4차 산업혁명에 따른 문화예술 정책 대응방안
4.1. 기술 발전에 따른 융·복합 활성화 방안
4.2. 초연결사회에 대응하는 문화예술 생태계 구축
4.3. 일자리 변화에 따른 문화예술인력 육성 방안
4.4. 인간 중심의 문화예술 정책 수립
5. 참고 문헌
본문내용
1. 3D 프린팅 기술의 현황과 전망
1.1. 3D 프린팅 기술의 개념과 의의
3D 프린팅은 컴퓨터 지원 설계(CAD: Computer-Aided Design) 등을 사용하여 3차원으로 설계된 데이터를 즉 도면을 기반으로 다양한 조형 재료를 레이저로 녹여 층층이 쌓는 적층 과정을 통해 3D물체를 만들어 내는 기술이다. 3D프린터는 거의 모든 재료를 사용할 수 있고 매우 복잡한 형상을 일체형(one-body)으로 제작할 수 있어 활용 가능성이 무궁무진하다는 점 때문에 차세대 신기술로 주목받고 있다. 아직 3D프린팅 기술은 적층 가공 방식으로 다품종 소량생산에 적합하고, 사출 성형(injection molding)에 비해 대량생산 효율이 낮기 때문에 제조업 활용에 한계가 있지만 이러한 한계도 조형 속도와 내구성의 개선을 통해 극복해 나갈 것으로 예상된다. 3D프린팅 기술의 장점은 제품 제작(특히 시제품)에 시간과 비용이 절약되고, 복잡한 형상의 물건을 일체형(one-body)으로 제작할 수 있으며, 불필요한 재료의 낭비를 줄일 수 있고, '소비자 생산'이 가능해져 운송과 재고 관리에 따른 물류비를 줄일 수 있으며, 개인 맞춤형 제품 제작이 가능하다는 것이다.
1.2. 3D 프린팅 기술의 원리 및 종류
3D 프린팅 기술의 원리는 컴퓨터 지원 설계(CAD: Computer-Aided Design) 등을 사용하여 3차원으로 설계된 데이터를 즉 도면을 기반으로 다양한 조형 재료를 레이저로 녹여 층층이 쌓는 적층 과정을 통해 3D물체를 만들어 내는 것이다"" 3D프린터는 거의 모든 재료를 사용할 수 있고 매우 복잡한 형상을 일체형(one-body)으로 제작할 수 있어 활용 가능성이 무궁무진하다는 점 때문에 차세대 신기술로 주목받고 있다"" 3D 프린팅 기술의 종류에는 총 4가지 방식이 대표적으로 사용되고 있다""
첫째, 열가소성물질을 노즐 안에서 녹여 한 줄씩 적층하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이다"" 현재 개인용 3D 프린터에 가장 많이 사용되고 있는 방식으로, 높은 강도와 내열성을 가지고 있으며 레이저 방식보다 간단한 기계장치로 구성되어 가격 및 유지 보수비용이 저렴하다는 장점이 있다"" 그러나 레이저 방식보다 성형 속도가 느리고 표면이 거칠어 후처리가 필요하다는 단점이 있다""
둘째, 액상 수지의 재료를 레이저를 사용하여 경화시키는 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식이다"" 정밀도가 높아 치의공이나 쥬얼리 같은 제품에 많이 사용되며, 레이저를 사용하여 깨끗한 외관을 구현할 수 있지만 출력물의 강도가 약하고 고온에서 변형될 수 있다""
셋째, 분말 형태의 재료를 고출력 레이저로 녹여 굳히면서 출력물을 만들어 내는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식이다"" 복잡한 형상의 구현이 가능하고 제작 속도가 빠르며 대량 생산에 적합하다는 장점이 있지만, 소재에 따른 가열온도 및 레이저 조작 등의 설정이 복잡하고 예열 및 냉각 과정이 필요하다는 단점이 있다""
넷째, 광경화성 액상 재료를 헤드를 통해 분출하고 자외선으로 경화시키는 Polyjet 방식이다"" 2차원 종이 인쇄처럼 여러 종류의 폴리머를 동시에 사용할 수 있어 다양한 소재 및 복합재료 프린팅이 가능하고, 낮은 레이어로 적층하여 표면조도가 매우 좋다는 장점이 있다"" 하지만 점도가 높은 재료가 흐르면서 막힘 현상이 자주 발생할 수 있다는 단점이 있다""
1.3. 3D 프린팅 기술의 발전 및 전망
3D 프린팅 기술의 발전 및 전망은 다음과 같다.
3D프린팅 기술은 1980년대부터 산업계에서 사용되어 왔던 기술이지만, 최근 각광을 받게 된 이유는 가격 하락에 따른 3D프린터의 대중화에 있다. BRM에 따르면, 산업용 3D프린터 가격은 2001년 11만 달러에서 2013년 4~5만 달러로 내려갔고, 개인용 데스크톱 3D프린터는 1천~3천 달러 수준으로 저렴해졌다. 이는 3D프린터의 대중화를 앞당기는 주요 요인이었다.
조형 재료의 다양화로 활용 분야가 확대된 것도 3D프린터의 대중화를 이끌었다. 필름 형태의 플라스틱, 나일론을 비롯하여 고무, 스테인리스 스틸, 티타늄 등 거의 모든 금속과 세라믹, 풀 컬러 사암, 목재, 식재료, 바이오 소재 등이 개발되고 있다. 또한 일반인도 사용하기 쉬운 3D모델링 소프트웨어의 개발도 3D프린터의 대중화에 기여했다.
3D프린터는 거의 모든 재료를 사용할 수 있고 매우 복잡한 형상을 일체형으로 제작할 수 있어 활용 가능성이 무궁무진하다는 점 때문에 차세대 신기술로 주목받고 있다. 그러나 적층 가공 방식으로 다품종 소량생산에 적합하지만, 사출 성형에 비해 대량생산 효율이 낮아 제조업 활용에 한계가 있다는 단점이 있다. 이러한 한계는 조형 속도와 내구성의 개선을 통해 극복해 나갈 것으로 예상된다.
세계 각국 정부와 기업들이 3D프린터 산업의 높은 성장성을 내다보고 개발과 투자를 확대하고 있기 때문에, 향후 3D프린팅 기술은 비약적으로 발전할 것으로 전망된다. 3D프린팅 기술의 발전으로 조형 제품의 내구성과 조형 속도가 크게 개선될 것이며, 장치의 소형화와 대형화가 동시에 진행될 것으로 보인다.
또한 Gartner에 따르면, 3D프린팅 기술은 최근 기술 성숙 단계에 접어들고 있다. Gartner의 Hype Cycle에 따르면, 시제품 제작과 보청기, 3D스캐너 등은 이미 생산성 안정기에 접어들었고, 3D프린팅 서비스와 생성 소프트웨어 등은 향후 2~5년 내 안정기로 진입할 것으로 전망된다. 그리고 3D프린팅을 이용한 의료기자재와 제조업 등은 5~10년 내 안정기에 도달할 것으로 예상된다.
이처럼 3D프린팅 기술은 지속적인 발전을 거듭하며 다양한 산업 분야로 확산되어 제조업의 혁신을 주도할 것으로 보인다. 제품 제작에 드는 시간과 비용을 절감하고, 복잡한 형상의 제품 제조가 가능해지며, 소비자 맞춤형 제품 생산이 확대될 것이다. 또한 3D프린팅의 발전으로 기존 제조업의 패러다임이 바뀌면서 새로운 일자리가 창출되고, 생산 현장의 환경이 개선되는 등 다양한 변화가 일어날 것으로 예상된다.
1.4. 3D 프린팅 산업의 현황 및 전망
3D 프린팅 산업의 현황 및 전망은 다음과 같다.
전 세계 3D 프린팅 시장 규모는 2015년에 약 51억 6,000만 달러로, 2010년 이후 매년 20~40% 수준으로 빠르게 성장하고 있다. 3D 프린팅 시장은 프린팅 시스템 및 소재 가격이 저렴해지고, 사업적 활용이 더욱 확대되면서 최근 시장규모가 더욱 빠르게 성장하는 추세이다. 3D 프린팅 시장은 제품 시장과 서비스 시장으로 구분할 수 있는데, 2015년 기준으로 전체 시장에서 제품 부문이 46%, 서비스 부문이 54%를 차지하고 있다. 제품 시장은 3D 프린터 장비 및 A/S 부품, 시스템 주변장치(Utility Goods), 재료 등이 포함되며, 2015년 23억 6,500만 달러 규모로 2014년 대비 18.4% 성장하였다. 서비스 시장은 3D 프린터 서비스(설치, 조형물 주문 생산 배송 및 재판매 등), 유지보수, 컨설팅 서비스 등이 포함되며, 2015년 28억 달러 규모로 2014년 대비 33% 성장하였다.
한국 시장은 2015년 2,230억원, 2017년 3,366억원, 2019년 5,082억원의 시장 규모를 갖출 것으로 전망되며, 연평균성장율(CAGR)은 약 22.9%를 성취할 것으로 예상된다. 또한 직접 생산 부품의 시장 규모도 매우 빠르게 성장하고 있는데, 2015년 26.5억불에서 2016년 36.6억불로 전년 대비 60.6%의 성장률을 보였다.
한편, 기술발전과 다양한 소재의 발전으로 직접 부품 생산의 시장이 매우 급격한 성장세를 나타내고 있다. 이에 따라 관련 시장 규모는 2015년 26.5억불에서 2016년 36.6억불로 전년 대비 60.6%의 성장률을 기록할 것으로 예상되었다.
종합하면, 전 세계적으로 3D 프린팅 시장은 연평균 20~40%의 빠른 성장세를 보이고 있으며, 특히 직접 생산 부품 시장이 빠르게 확대되고 있다. 이는 기술발전과 다양한 소재 개발로 인해 3D 프린팅의 제조업 활용도가 높아지고 있기 때문이다. 또한 한국 시장도 연간 20% 이상의 고성장세를 보일 것으로 전망되어, 향후 3D 프린팅 산업은 지속적으로 성장할 것으로 예상된다.
1.5. 3D 프린팅의 활용 분야 및 사례
3D 프린팅의 활용 분야 및 사례는 다음과 같다.
3D 프린터는 처음에는 시제품(Prototype) 제작과 콘셉트 디자인 구현에 제한적으로 사용되어 왔으나, 최근에는 자동차, 항공·우주, 방위산업, 가전제품, 의료 및 의료장비, 의학, 건축, 교육, 애니메이션 및 엔터테인먼트, 완구, 패션(신발, 의류, 액세서리 등) 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다.
자동차 제조업에서 3D 프린팅은 디자인 모델링, 부품 설계 및 생산, 생산과정에 사용되는 치공구(JIG) 제작에 이르기까지 활용 범위가 매우 넓다. 현대자동차는 연간 8,000여 개의 부품을 3D 프린터로 개발해 개발비를 종전의 20% 수준까지 절약했다고 한다. 또한 2016년 스페인 바로셀로나에서는 3D 프린터로 생산한 자동차 'LM3D Swim'이 등장하기도 했다. 이 자동차는 차량의 약 75%가 3D 프린터를 이용하여 제작되었으며, 소재는 80%가 ABS수지이고 20%는 탄소섬유로 구성되어 있다.
소비재 분야에서도 개인 맞춤형 제품 제작으로 소비자의 구매 욕구를 자극하고, 액세서리 등 소비자 직접 제작의 확대로 활용되고 있다. 전자제품 분야에서는 정밀회로의 제작비 절감...
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