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첨단신소재부품

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3D 프린팅 소재
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

3D 프린팅 소재 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 3D 프린팅 기술은 디지털화된 3차원 제품 정보를 2차원 정보 조합으로 나누고 2차원 패턴을 한층씩 적층하면서 최종적으로 제품화하는 기술로, 3D 프린팅 소재는 3D 프린팅에 사용되는 원소재로 규정

- 범위 : 3D 프린팅 기술의 공식용어는 적층제조(AM: Additive Manufacturing) 또는 쾌속조형(RP: Rapid Prototyping)으로, 벌크소재를 이용하여 제품화 과정에서 불필요한 부분을 기계가공의 방식으로 제거하면서 최종적으로 제품을 제조하는 기존의 절삭가공기술 (SM: subtractive manufacturing)과 구분되는 제조기술

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 3D 프린팅 시장의 전 세계 시장규모는 ‘15년 기준 약 52.6억 달러 규모이며 3D 프린팅 제품과 3D 프린팅 서비스 시장은 각각 23.6억 달러와 28억 달러로 시장 성장세는 높은 추세
  • 현재 3D 프린팅 시스템을 이용한 응용분야는 산업용 기계(19.9%), 항공우주(16.6%), 소비재/전자제품(13.1%), 자동차(13.8%), 의료산업(12.2%) 순으로 높게 형성되는 것으로 확인
  • 3D 프린팅 소재시장은 ‘13년 5억 3천만 달러 규모를 형성하고 있는 것으로 보고되고 있으며 폴리머 소재가 중심
  • 3D 프린팅 소재는 3D 프린팅 출력량에 비례하여 소비되므로, 3D 프린팅 기술의 활성화에 따라 소재 시장이 크게 성장할 것으로 전망되며 최종적으로 소재공급 참여기업의 증가에 따른 소재 단가인하가 전망
[ 3D 프린팅 소재의 주요 응용분야별 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
항공우주 218.0 242.0 272.0 305.0 343.4 360.0 10.6
의료 23.3 50.0 76.4 168.0 268.7 600.0 88.3
군수 26.4 30.0 35.1 42.1 53.4 70.0 21.9
세계시장 267.7 322.0 383.5 515.1 9 665.5 1,030.0 . 32.9
[ 3D 프린팅 소재의 주요 응용분야별 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
항공우주 5,276 5,856 6,582 7,381 8,310 8,712 9,6
의료 564 1,210 1,849 4,066 6,503 14,520 23,2
군수 639 726 849 1,019 1,292 1,694 2,0
세계시장 6,478 7,792 9,281 12,465 16,105 24,926 34,9
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 3D 프린팅 소재 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향7)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 급격히 증가하고 있어 지속적으로 3D 프린팅 소재 관련 기술개발이 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 미국의 출원경향이 가장 급격히 증가하는 추세, 그 뒤를 이어 한국 및 일본의 출원경향의 증가폭이 큰 것으로 나타남. 유럽 역시 증가하는 출원경향을 보이고 있지만, 그 폭은 비교적 크지 않은 것으로 나타남
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 37.2%로 최대 출원국으로 3D 프린팅 소재 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 한국이 29.2%, 일본이 26.2%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있으나 최근 미국의 출원 증가추세가 두드러짐
3D 프린팅 소재 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 동우 화인켐의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 로킷의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국광기술원, 한국전자통신연구원, 한국기계연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 조선대학교, 성균관대학교, 세종대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 3D 프린팅 소재 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
금속 소재 3D 프린팅용 고기능성 금속 분말 3D 프린팅용 고부가가치 고기능성 금속 분말 제조 기술
금속기지 복합소재 금속 기지에 인위적으로 제2상의 강화재를 혼합해 분말·박막·벌크의 다양한 형태를 갖는 복합소재
저가형 금속 선재 3D 프린팅 가격경쟁력 확보를 위한 저가형 금속 선재
폴리머 소재 고해상도 구현을 위한 광경화계 고분자 복합소재 기술 고품질 3D 프린팅 제품 제작을 위한 고해상도 광경화계 고분자 복합소재 기술
재료압출 기반 고분자-탄소섬유 소재 기술 고분자-탄소섬유 복합체의 3D 프린팅 구현을 위한 재료압출 기반 고분자-탄소섬유 소재 기술
세라믹 소재 개인맞춤형 및 생체 제품 생산용 세라믹 복합소재 기술 개인맞춤형 및 생체 제품 생산용 세라믹 복합소재 기술