- 세계시장에 비해 아직은 작지만 꾸준히 성장하고 있는 남아공 3D 프린터 시장 -

- 3D 프린팅을 통한 다양한 분야의 상업화 연구개발 중 -

3D 프린터 및 적층 제조 산업 시장 개요

3D 프린터 산업 혹은 적층 제조 산업이란 기존의 원석 또는 원자재를 깎거나 금형으로 찍어서 제조하는 방식이 아닌 완제품을 컴퓨터 프로그램으로 설계한 후 3D 프린터를 통해 원자재를 녹이거나 분사하여 층층이 쌓아 입체적으로 제조하는 기법을 적용한 산업이다. 현재 3D 프린터는 큰 범위 내에서 HS 코드 8443, 인쇄용 기계류 및 그 부품으로 분류된다.

주로 한가지의 재료만(필라멘트)을 이용하여 출력하는 스마트 제조업 중 한 부분이었으나 최근에는 실제 제품과 최대한 유사하게 구사하기 위해 각기 다른 재료들을 활용하여 출력하는 기술과 기존 물건을 복제하는 것을 넘어, 필요한 부품을 직접 설계하고 제조하는 기술 등 3D 프린터에 대한 다양한 기술들이 생겨나고 있는 추세이다. 3D 프린터의 맞춤형 제품 개발의 용이성, 제조비용 및 시간 감소, 남아공 정부의 3D 프린터 프로젝트에 대한 투자, 새로운 산업용 3D 프린터 재료 개발 등으로 인해 아직 세계시장에 비하면 작은 규모이지만 남아공 3D 프린트 산업이 더욱 성장할 것으로 전망된다.

남아공에서의 주요 적용 분야로는 의료, 항공우주, 전력 및 에너지, 제조업 분야 등이 있다. 의료용 임플란트 또는 인공 뼈 등을 제조하거나 항공우주 부품 또는 특정하게 필요한 세부 부품 등을 3D 프린터를 이용하여 빠르게 생산하기 위해 사용된다. 남아공에서 사용 가능한 3D 프린터의 주요 재료로는 폴리머 라는 특정 플라스틱과 티타늄 및 티타늄 합금 가루만 사용할 수 있었으나 최근  사용 가능한 범위가 넓어져 기타 플라스틱과 금속 재료들 또한 사용할 수 있다. 남아공에서 일부 포토폴리머(Photo-polymer)는 이미 사용되고 있으며, 탄소복합소재도 사용되고 있지만 나일론 소재가 특히 인기 높다. 금속 재료는 일반적으로 분말 형태 또는 전선 형태로 사용되며, 티타늄 및 티타늄 합금 외에도 스테인리스강, 공구강, 코발트크롬합금, 니켈기초합금 등 다양한 금속 재료들 또한 사용되고 있다.

3D 프린터의 시장 규모

Grand View Research의 3D 프린터 산업 분석 보고서에 따르면, 세계 3D 프린터 시장 규모는 2019년에 약 115억 8천 달러로 2020년부터 2027년까지 연평균 14% 이상의 성장률을 기록할 것으로 전망된다. 3D 프린트에 대한 적극적인 연구개발과 다양한 산업 분야, 특히 의료, 자동차, 항공우주 및 방위 분야의 표본 출력에 대한 수요 증가가 이 시장 성장의 중요한 역할을 할 것으로 보여진다. 또한 Markets and Markets의 3D 프린터 시장 보고서에 따르면, 세계 3D 프린터 시장은 2024년에는 348억 달러에 이를 것으로 전망되며, Market Watch에 따르면, 3D 프린팅의 주 재료인 필라멘트의 시장은 2018년 2억 6천만 달러로 평가되었으며, 2025년 말까지 16억 달러에 달해 2019~2025년 동안 연평균 25.8%의 성장률을 보일 것으로 전망된다.

세계 3D 프린터 시장 점유율

자료 : Staatista

반면 남아공의 3D 프린터 시장 규모는 아직 세계 3D 프린터 시장에 비하면 작을 수는 있지만 꾸준한 투자로 더 높은 시장성을 기대해볼만한 분야이다. 3D Print의 보고서에 따르면, 2014년 이후 남아공은 3D 프린터 기술 연구개발에 약 3억 5,800만 랜드, 미화로 약 2,400 만 달러를 투자하였으며, 이는 꾸준히 더 증가할 것으로 전망된다. 또한 남아공 과학기술부(DST)는 티타늄 의료용 임플란트, 항공우주부품, 폴리머 3D 프린터, 등 섬세한 설계에 초점을 맞춘 적층 제조 연구 및 프로그램에 307만 랜드를 투입한 바 있다.

3D 프린터 시장 동향 및 특성

남아공에서 3D 프린터의 활용 분야가 점점 늘어나고 사용되는 자재의 범위 또한 넓어지는 추세로 컨설턴트 회사인 Wohlers Associates사의 대표, Terry Wohlers는 3D 프린터의 활용 및 적용 범위가 점점 넓어짐에 따라 예전보다 3D 프린터와 재료비 모두 훨씬 저렴해져 소비자들에게 많이 보편화 되고있다고 한다. 단, 산업용 3D 프린터와 재료 비용은 여전히 높은 가격대를 형성하고 있다. Wohlers씨는 향후 적층 기술을 이용한 제조업의 경쟁 심화로 금속 적층 제조 기계 가격이 크게 하락할 것으로 전망하며 저렴한 비용으로 더 광범위한 제품 제조가 가능해질 것이라고 예상한다.

한편 남아공은 적층 제조업에 상당한 투자 및 지원을 이어가고 있는 추세로 현재 남아공에서는 생활 속에서 간편하게 사용할 수 있는 저렴한 3D 프린터부터 의료 및 항공우주 산업에 사용되는 매우 높은 수준의 3D 프린터까지 다양한 3D 프린터가 유통되고 있다. 또한 남아공 과학기술부(DST)로부터 많은 지원을 받아 3D 프린터 기계 연구 개발과 제조 공정의 개발에 힘쓰고 있다. 남아공 백금 광산 업체인 Lonmin사도 남아공의 적층 제조업에 투자하여 보석류, 의류 및 산업용 제품을 제조하는데 3D 프린터를 응용한 제조공정을 개발하고 있다.

남아공의 여러 대학과 시설에도 3D 프린터 사용 및 응용에 대한 교육이 도입되어 현재 진행 중이다. 남아공 중앙공대(CUT)의 CRPM, Centre for Rapid Prototype and Manufacturing 즉 신속 시제품 제작 센터는 티타늄 임플란트를 제조하는 등 각종 의료 분야 제품 제조를 연구 중이다. CRPM은 1999년에 설립되어 2009년 첫 의료용 임플란트를 만들며 아프리카에서 유일하게 ISO13485가 인증한 의료용 임플란트 적층 제조업 시설로 알려져 있다. CRPM은 주로 의료 제품 개발에 초점을 두고 있지만 자동차와 항공우주 등 다른 분야의 제품 개발에도 참여하고 있다. 이외에도 남아공 Vaal 기술 대학은 3D 프린터 도구 및 기구 적용, 집전장치 제조 등 기타 여러 가지 응용 센터를 운영하고 있으며, 남아공 Stellenbosch 대학은 금속 적층 제조 기술에 특화된 연구를 진행 중이다.

산업개발공사(IDC)는 3D 프린터 기술의 새로운 산업 전략 사업부를 출범시킨 가운데, 남아공이 3D 프린터의 새로운 기술들을 더 빨리 채택하여 일자리 창출을 촉진하고 세계시장에서 경쟁력을 증진시키는 것을 목표로 두고있다. IDC의 3D 프린터 서비스 부서는 전국적으로 생겨나기 시작했고, 여러 민간 기업들이 IDC의 전략 및 신제품 제조를 실현하도록 돕고있다.

남아공 3D 프린터 경쟁 및 수입동향

남아공의 유일한 3D 프린터 제조업체인 RoboBeast에서 소형 산업용 3D 프린터를 제조 중이며, 모든 부품이 현지에서 구할 수 있는 편리성을 보유하고 있어 현지 소비자들이 많이 찾고 있다.

남아공 3D 프린터 제조사, RoboBeast 제품

자료: RoboBeast

하지만 남아공 시장에서 유통되고 있는 대부분의 3D 프린터는 수입품이다. 따라서 3D 프린터를 유지 및 보수하기 위해서는 부품들을 주기적으로 해외에서 주문해야 하고 A/S가 어려운 점이 현지 시장의 문제 점이다. 또한 아직 해당 기술 및 전문가가 부족하고 여전히 3D산업과 제품 품질에 대한 의구심이 많다. 산업 특성상 어느 특정 제품을 대량 생산하기엔 다소 긴 시간이 소요 되기에 오로지 시제품 또는 일부 맞춤형 제품만을 제작하기에 3D 프린팅이 여전히 비싸게 여겨지고 있다. 남아공은 3D 프린터 기술의 후발주자로 여겨지지만, 공공 부문과 민간 부문 모두 협업과 지속적인 연구개발로 더욱 발전할 시장임은 분명하다.

최근 5개년 남아공 인쇄용 기기(HS 8477) 수입 현황

(단위: 천 달러)

자료: Trade Map

관련 전시회

시사점

최근 남아공의 Aeroswift 프로젝트와 같이 대규모 3D 프린터를 이용한 프로젝트들이 생겨나며 여러 분야에서 상업화를 시도하는 연구 중에 있다. 여러가지의 재료를 한 번에 사용하여 출력해낼 수 있는 기술과 부피가 큰 제품을 대량으로 찍어내야 하는 분야에 접목시켜 남아공 시장에 진출을 시도해 볼 수 있을 것으로 사료된다.

남아공 시장에 진출을 고려할 때 3D 프린터 기계만이 아닌 관련 응용 기술과 A/S 부품에 대한 대책까지 마련하여 진출하는 것이 용이하다. 3D 프린터 기계 작동법과 이를 응용할 수 있는 기술을 현지인들에게 교육시키는 프로그램과 함께 진출하거나 현지 3D 프린터 개발 협회와 제휴하여 진출전략을 구상하는 것이 중요하다. 사전에 3D 프린터의 부품 설계도를 저장해 두어 필요시 현지에서 직접 제조하여 교체할 수 있도록 유지 및 보수 시스템을 구축하는 것 또한 중요하다. 3D 프린터를 이용한 맞춤형 제품을 제조해주는 온라인 플랫폼을 구축하여 진출하는 등 다양한 아이디어 상품을 실현시켜 주는 방법도 고려해 볼 수 있다.

* 자료원: Markets and Markets, Market Watch, 3D Print, Grand View Research, Allied Market Research, Staatista, RoboBeast, Trade Map, 요하네스버그무역관 자료 종합