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제조업 미래 걸린 3D 프린팅,
식품산업에도?


3D 프린팅은 4차 산업혁명의 대표적인 키워드다. 실제로 개발된 시기는 1980년대지만 조명을 받기 시작한 것은 2010년부터다. 최근에는 자동차 제조에서부터 식품산업에까지 활용되는 등 쓰임새가 늘고 있다.

인공지능, 자율주행 등 4차 산업혁명에 따른 새로운 변화요소들은 사실상 모든 산업 분야뿐만 아니라 실생활에도 영향을 미치고 있다.
그 중 3D 프린팅은 제조업에서 가장 핵심적인 기술이라고 할 수 있다.

# 3D 프린팅의 미래, 우리나라 준비는?

‌3D 프린팅 시장의 미래는 매우 밝다. 최근 3년간 3D 프린팅 시장은 연평균 31.5%의 높은 성장률을 보였다. 올해 3D 프린팅 산업 규모는 전 세계적으로 약 94억 6000만달러(약 10조 원)에 이르렀고 오는 2022년 261억 9000만달러(약 28조 원)까지 성장할 것으로 전망된다. 현재 3D 프린팅 시장은 미국이 주도하고 있다. 실제로 세계 8대 3D 프린팅 기업 중 5개가 미국 기업이다. 우리나라는 3D 프린팅 관련 특허 수는 다른 나라에 비해 많지만 활용률이나 산업 규모 자체는 작다. 국내 산업용 3D 프린팅 시장의 경우 금속 3D 프린터 제조업체들이 시장을 주도하고 있다. 금속 3D 프린팅 시장은 전체 3D 프린팅 장비 시장의 14% 수준이다.

# 식재료 만들어내는 3D 프린팅

아직 활발하게 사용되고 있지는 않지만 제조업 분야 중에서 식품 제조업에서의 3D 프린팅 활용은 주목할 만하다. 음식을 만드는 3D 프린터는 완성된 요리뿐만 아니라 요리에 사용되는 재료도 만들 수 있다. 네덜란드의 모던 미도(Modern Meadow)는 3D 프린터를 이용해서 소고기, 돼지고기 등 인공육 생산에 성공했다. 소와 돼지의 근육세포를 체취한 후 단백질을 공급해 세포를 배양하고, 배양된 세포를 3D 프린터를 통해 복제해 인공육을 가공하는 것이다. 고기와 같은 식품 원재료를 3D 프린터를 이용해 만든다는 것은 사회적 문제도 해결할 수 있다는 이점이 있다. 환경오염이나 동물을 살육하지 않고도 식량문제를 해결할 수 있기 때문이다. 식품 제조업에서의 3D 프린터 사용은 글로벌 식품 기업에서도 주목하고 있다. 세계적인 파스타 제조 기업 바릴라(Barilla)는 3D 프린터를 이용한 다양한 파스타 디자인을 선보이고 있다. 기존의 기본 파스타 모양을 넘어서 고객이 원하는, 다양한 모양의 파스타를 생산해내며 제품을 사는 고객들에게 흥미를 불러일으키고 있다. 하지만 한국 제조 기업들은 3D 프린터를 아직 연구 단계에서 시제품을 활용하고 있는 수준에 머물러 있다. 특히 식품 제조 분야는 외국 기업과 상당한 격차를 보인다.

‌그러나 우리나라에서도 1인 가구가 증가하며 간편 가공식이 선호되고 있다는 점에서 3D 프린팅 활용이 중요해졌다. 또 3D 프린팅 기술을 통해 기존 농수산물을 고부가가치 가공품으로 만들어 해외에 수출할 수 있다. 우리나라가 제조업 강국으로서의 위상을 강화하기 위해서는 3D 프린팅 기술 개발과 시장 조성이 활발하게 이뤄져야 한다. 그리고 식품 제조업 같은 새로운 시장도 개척해야 세계 3D 프린팅 시장에서 뒤처지지 않는다. 이제 한국 제조업의 미래는 3D 프린팅에 달려있다고 해도 과언이 아니다.

# 이웃나라 일본, 3D 프린터로 밥상에 일으킨 혁명

“3D 프린터로 스시를 만든다?” 추억의 도스 게임에서나 나올 것 같은 픽셀 블록 모양의 초밥은 얼핏 보면 레고 장난감을 닮았다. 


‌스시 텔레포테이션(순간 이동)’이라는 간판이 붙은 이 부스에선 로봇이 끊임없이 움직이며 초밥을 찍어냈다. 로봇은 밥을 깔고, 와사비(고추냉이)를 넣고, 생선회를 올렸다.
일본 정보기술(IT) 기업 오픈밀즈는 먹고 싶은 음식을 다운로드해서 인쇄해 주는 ‘픽셀 푸드 프린터’를 선보였다. 또한 다양한 음식에 대한 맛, 모양, 색상, 영양소, 질감 등의 정보를 저장하고 있는 디지털 푸드 플랫폼 “푸드 베이스(Food Base)”을 개발했다. 이 회사는 3차원(3D)프린터를 활용한 식품 제조 방법을 연구하고 있다. 로봇은 초밥을 출력하기 위해 맛 센서를 활용해 쓴맛 단맛 신맛 짠맛 매운맛과 특유의 감칠맛을 분석한다. 음식 모양과 색을 내기 위해 스캐너 기술이 필요하다. 그뿐만 아니라 자기공명영상(MRI) 기술을 통해 식감과 밀도를 측정한다. 영양소를 실제 음식과 같게 만드는 것도 중요하다. 이렇게 얻어낸 음식 정보는 ‘푸드 베이스’에 저장된다. 이용자는 언제든지 먹고 싶은 음식의 데이터를 3D프린터에 전송하기만 하면 음식을 출력해낼 수 있다. 그 다음 ‘픽셀 푸드 프린터(Pixel Food Printer)’라고 불리는 로봇 팔이 ‘푸드 베이스’의 데이터를 기반으로 작은 큐브 형태를 인쇄한다. 프린터가 인쇄하는 하나 하나의 큐브는 다양한 맛과 색소, 영양소를 가진 식용 젤 형태다. 이 큐브들은 블록처럼 쌓여져 하나의 음식으로 완성된다. 도쿄의 장인이 만드는 초밥이 세계 각국의 초밥을 사랑하는 마니아들에게 배달되는 날이 머지 않았다. 3d 푸드프린터의 개발은 꿈으로만 생각했던 일들이 현실화 되고 있는 명확한 증거이다.