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중소기업 기술로드맵 조회결과

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3D 프린팅 제품설계 디자인
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

3D 프린팅 제품설계 디자인 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 전통적 제조방법인 절삭가공의 비효율성과 3차원 복잡형상 제조문제를 극복하기 위해 적층 제조 (Additive manufacturing)기법으로 물체를 형상에 맞게 무수한 반복을 통해 쌓아올린 인쇄제조방식인 3차원 적층방식의 가공 시스템

- 범위 : 3D 적층제조 기술은 분말, 액체, 고체 형태의 특정 물질로 입체 형상을 제조하기 위해 모델링, 프린팅, 후처리 등의 요소기술들을 포함하고 있으며, 기존 폴리머 기반의 단순 시제품이 아닌, 티타늄 등 메탈 기반의 초정밀/초대형 부품의 양산 기술 포함

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 디자인전략 부분에서 기술 편향적 혁신의 한계를 극복하기 위한 대안으로 디자인적 관점으로의 접근을 통한 기술과의 융합을 시도
    • 주요 국가들은 기술과 디자인의 융합을 위한 협력 촉진, 교육을 통한 디자인 역량 강화, 공공부문과 지역사회에서의 디자인 활용 확대, 국가 브랜드 이미지 확립 등 사회 전 영역에 걸친 디자인 전략을 전개
    • 제품과 서비스가 개인화 되어가는 과정에서 디바이스의 사용시간이 증가하고 디바이스와 사람 간물리적 거리가 보다 가까워짐에 따라 제품의 기능만큼이나 사용성이 혁신의 중요한 요소로 부상하며 디자인적인 관점에 입각한 첨단기술과의 융합 제품 개발이 주목
  • 생산자 중심에서 사용자 중심의 제품 개발이 자리매김하며 소비자의 다양한 니즈를 충족시키기 위한 맞춤형 디자인이 큰 화두로 부상
    • 특별한 디자인이나 개인에 최적화된 사용성 제공 등으로 개인의 다양한 요구와 취향에 부응할 수 있는 맞춤형 상품과 개인의 취향을 소비에 반영하여 쉽게 커스터마이징 할 수 있도록 하는 큐레이션 서비스의 개발이 활성화
  • 3D프린팅 관련시장은 ‘09년 이후 큰 성장을 경험하고 있으며, 최근 5년 동안 시장크기가 4배로 성장하여, 2015년에 약 51.6억 달러 규모를 기록
    • 3D프린팅 제품의 전세계 매출은 2015년 약 23.6억 달러($2,365 billion)이며, 2014년($1,997 billion)에 비해 18.4% 성장19)
    • 3D프린팅 관련 서비스는 전세계 매출이 2015년 약 28억 달러($2,800 billion)로 성장했으며, 2014년($2,105 billion)에 비해 33.0% 증가
[ 3D프린팅 제품설계 디자인 분야의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 3,724 4,961 6,271 7,658 9,280 11,241 24.7%
[ 3D프린팅 제품설계 디자인 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억 원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 820 1,160 2,260 3,160 4,731 7,084 49.7%
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 3D 프린팅 제품 설계 디자인 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향23)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 전반적으로 꾸준한 증가를 하고 있어 지속적으로 디자인 / 3D 프린팅 제품 설계 디자인 관련 기술 개발이 활발함
    • 각 국가별로 살펴보면 미국의 출원경향은 급격한 증가 추세를, 한국은 소폭 감소 후 대폭 증가 추세를, 일본과 유럽도 완만한 증가 추세를 보이며 지속적으로 유지하는 경향을 보이고 있음
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 미국이 56.2%로 최대 출원국으로서 디자인 / 3D 프린팅 제품 설계 디자인 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 한국이 21.9%로 뒤를 따르고 있고, 일본이 12.1, 유럽이 9.8%로 비슷한 수준의 출원비중을 보이고 있으며, 최근 미국의 출원 증가추세가 두드러짐
3D 프린팅 제품설계 디자인 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 삼성전자 주식회사의 출원건수가 4건으로 가장 높게 나타났으며, 중소기업으로는 주식회사 로킷의 출원건수가 5건으로 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요 출원인을 살펴보면 연구소/공공기관으로 한국전자통신연구원이 9건, 한국과 학기술연구원 3건 등이 있고, 대학으로는 홍익대학교 세종캠퍼스 산학협력단이 4건, 카톨릭대학교 산학협력단이 3건, 기타 나머지 대학교들이 각각 1~2건씩의 출원이 있는 것으로 분석됨
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

[ 3D프린팅 제품설계 디자인 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
통합디자인 지식서비스 소비자 모델링 기술 소비자 제품사용행위 분석, 소비자 생활 패턴 분석 및 예측 기술
사용정보기반 PSS(Product-Service systems) 디자인 기술 소비자 가치 요소와 기능, 형상, 성질 등 제품 요소, 사용 환경 등을 체계적 연계하는 상황 연계 기술
PSS(Product-Service systems) 디자인 프로세스 기술 제품군 및 개발 상황에 특화된 제품개발 인지과정 모델링 등의 디자인 기술
3D프린팅 디자인 3D S/W 개발 기술 소재별 특성이 감안된 3D 프린팅 위한 S/W 개발 기술
압출공정 (Material extrusion) 3D Bioplotter 방식 열가소성 고체 고분자를 사용하기보다는 액상 혹은 페이스트상태의 재료를 이용하는 기술