- 3D 프린터로 부족한 의료물자 및 장비 부품 생산 -

- 코로나19로 첨단제조 도입 확대 앞당겨질 가능성 상승 -

지난 3월 말 뉴욕주 소재 노스웰 병원은 사우스플로리다대(USF), 탬파 제너럴 병원, 3D 프린팅 업체 폼랩스(Formlabs)와 협업을 통해 코로나19 검체 채취용 면봉을 생산한다고 밝혔다. 병원으로 몰려드는 코로나19 의심환자들의 검체를 채취할 특수 면봉 부족이 지속되면서 아예 필요한 면봉을 만들기로 한 것이다.

파일럿 스터디를 통해 안전성과 효과를 검증받은 이 면봉은 현재 하루에 3000개씩 생산되고 있다. 노스웰 병원 측은 타 기관과 프로포타입을 공유할 의사가 있다며, 3D프린터와 원료만 있으면 어떤 병원이든 검체 채취용 면봉을 생산할 수 있다고 밝혔다.

개인보호구·인공호흡기 부품·검체 채취용 면봉까지, 3D 프린터로 뚝딱

세계적 팬데믹 현상으로 글로벌 공급망이 마비되고 의료물자 수요 또한 급증하면서 미국은 혼란 그 자체다. 의료용 면봉이나 마스크 같은 제품의 수입의존도가 높아 수급에 큰 차질이 빚어지고 있기 때문이다. 이 같은 혼란 속 3D 프린터의 활약은 눈부시다. 앞서 소개한 노스웰 병원의 검체 채취용 면봉 외에도 마스크와 안면보호구 같은 개인보호구부터 인공호흡기 같은 의료장비 부품도 3D 프린터로 생산해 조치를 취하고 있다.

3D 프린터로 생산한 검체 채취용 면봉

자료: northwell.edu

코로나19 영향으로 조업을 중단한 주요 제조업체들은 3D프린터를 활용해 발 빠르게 필요한 의료물자와 장비 생산체제로 전환했다. 보잉은 3D 프린터 장비가 마련된 세인트루이스와 앨라배마주 헌츠빌에서 의료진에게 제공할 안면보호구를 생산하기 시작했고 포드는 인하우스 3D 프린팅 역량을 이용해 개인보호구에 들어가는 부품을 제조하고 있다. 닛산은 테네시주 공장에서 헤드밴드와 안면보호구를 3D 프린터로 찍어내고 있다.

프린터 전문기업과 3D 프린터를 활용한 디지털 제조 스타트업도 가세했다. 3D 프린터 시장에 진출한 HP는 안면보호구, 마스크, CPAC 부품, 마스크 조절장치·손목커버 같은 개인용 액세서리, 인공호흡기 부품의 디자인을 웹사이트에 공개하고 누구나 무료로 다운로드받을 수 있도록 했다. 자전거 안장부터 교정기까지 3D 프린터를 활용해 다양한 제품을 제조하고 있는 스타트업 기업 카본(Carbon) 3D도 안면보호구와 검체 채취용 면봉을 제작하고 있다. 이밖에 3D 프린터를 보유하고 있는 학교와 단체, 가정에서 지역 사회 의료진과 자원봉사자들에게 제공할 개인보호구를 생산해 배포 중이다.

HP가 디자인을 공개한 백업용 얼굴 마스크(SFM)와 손목커버 디자인

자료: enable.hp.com(Chris Richburg)

카본 3D가 3D프린터로 제작한 안면호보구

자료: carbon3d.com

빠르게 성장해온 미국 3D 프린팅 산업

미국이 코로나19 위기 속에서 3D 프린터를 적극적으로 활용할 수 있었던 데는 그간 스타트업을 중심으로 3D 프린팅 산업을 적극 육성하고 규모와 역량을 키워온 것이 한몫했다.

IBIS World 3D 프린터 제조산업 보고서(3D Printer Manufacturing, 2019년 12월)에 따르면 2019년 미국 3D 프린터 제조산업 시장규모는 45억 달러로 2014~2019년 연평균 19.5% 성장했다. 같은 기간 업계 고용기업 수는 35.4% 증가한 3549개였으며, 이들 기업의 R&D 지출 규모는 3810억 달러에 달했다. 

미국에서 생산되는 3D 프린터 주요 수요처는 소비재, 헬스케어, 자동차, 항공·우주 산업이다. 이 가운데 소비재와 헬스케어 산업에서2019년 전체 3D 프린터 제조산업 매출의 40%가량이 발생한 것으로 추산된다. 

현재 많은 소비재 기업이 R&D 단계에서 3D 프린터를 활용, 출시 전 프로토타입을 제작해 성능과 디자인을 확인하고 있다. 헬스케어 산업에서도 3D 프린팅 기술을 적극 활용하고 있다. 수술 전 MRI로 촬영한 장기를 3D 프린터로 재현해 내거나 의료용 장비 등을 제조하는 데 사용한다.

3D 프린터 주요 수요처

자료: IBIS World(3D Printer Manufacturing, 2019년 12월)

3D 프린터를 활용한 제조업 혁신 가속화될까

3D 프린팅 기술 제조업 활용 트렌드

자료: A.T. Kearney Analysis, HP(2017)

헬스케어 분야에서 다시 한번 주목받고 있는 3D 프린터는 코로나19 사태로 그 쓰임과 활용이 더욱 확대될 것으로 전망된다. 3D 프린터 A사 대표는 코로나19로 제조업 공급망이 타격을 입었다며 3D 프린팅 기술을 활용해 공급망 파괴로 생산 중단 위기에 놓인 미국 내 생산업체들이 공장을 가동할 수 있다고 전했다.

중국을 포함해 해외에 공급망을 둔 미국 기업들이 코로나19를 계기로 공급망 시스템을 재점검할 것으로 전망되며 3D 프린터, 클라우드, AI 등 기술을 활용한 첨단제조의 광범위한 도입 시기도 앞당겨질 가능성이 있다. 이미 많은 제조기업이 신속하고 유연한 공급, 현지 생산 추진 등을 위해 3D 프린팅 기업과 협업하고 제조에 이 기술을 도입하고 있다.

우리 기업은 주요 제조기업의 공급망 재정비 상황과 3D 프린터 등 첨단기술 도입 추세, 현지 생산 트렌드 등을 빠르게 파악해 수출 전략을 수립해야 할 필요성이 있다.

자료: IBISWorld, cnet, Foxnews, Bloomberg, Reuter, HP 및 KOTRA 뉴욕 무역관 자료 종합