도서 소개

4D프린팅 산업분석보고서다. 4D프린팅은 3D프린팅을 적용하는 의료, 건설, 로봇 등의 분야는 물론이고 자체변환과 자체조립을 이용하면 3D프린팅으로 할 수 없던 한 단계 진화한 일들도 가능하게 할 것으로 보인다. 미래 생활 산업을 이끌 핵심분야인 4D프린팅 산업현황을 소개하고 있다.

  출판사 리뷰

3D프린팅의 크기제한, 조립문제를 해결할 차세대산업
연평균 42% 성장률이 예상되는 4D프린팅 산업분석보고서

｜책소개

1970년대 처음 등장한 ‘3D 프린팅’은 원하는 물건을 무엇이든 프린터로 찍어낼 수 있다는 장점을 내세우며 일간의 삶을 변화시킬 기술로 각광받으면서 집중적으로 개발되었다. 그 결과, 현재는 일반인이 장난감, 핸드폰 케이스 등 간단한 제품을 만들 수 있도록 보급형 3D 프린터가 만들어지고 있으며, 인공 뼈를 만드는 등 헬스케어 분야에서도 큰 관심을 받고 있다.

하지만, 3D 프린팅에는 출력물 크기의 한계와 부품을 만드는 경우 조립을 해야 한다는 단점이 지적되고 있다. 이러한 3D 프린팅의 단점을 극복하기 위해 제시된 것이 바로 ‘4D 프린팅’으로 현재 미래를 이끌 유망기술로 부상해 세계적으로 기술 개발 경쟁이 불붙는 분야가 되었다.

2013년에 미국 MIT 자가조립 연구의 스카일라 티비츠(Skylar Tibbits)교수의 ‘4D 프린팅의 출현(The emergence of ’4D printing’)‘이라는 제목의 Ted강연을 통해 처음으로 세상에 나타난 4D 프린팅은 3D 프린팅에 자가변환과 자가조립 등의 개념이 더해진 것으로 기존 3D 프린팅의 한계로 지적받고 있는 크기의 제한과 부품 조립의 문제를 해결할 수 있다.

4D 프린팅은 1차 출력물을 만드는데, 이것은 완성이 아닌 다른 형상으로 변하기 위한 밑그림으로 출력된 물체는 가열, 진공, 중력, 공기역학 등 다양한 에너지에 의해 자극을 받아 변환가 자가조립을 수행한다.

이와같은 4D프린팅 제품을 만들려면 온도나 습도 등에 따라 모습이 변하는 ‘스마트 소재’를 사용해 3D프린터로 최종 제품의 설계도 역할을 할 제품을 출력해야 한다. 스마트 소재는 나무나 종이 등 기본적인 소재는 물론이고 형상기억합금이나 형상기업폴리머섬유 등 첨단소재까지 다양하게 활용할 수 있다. 1차 출력물이 처음에 설계했던 조건과 만나면 모습이 변하면서 최종 원하는 제품이 만들어진다. 모습이 변하는 과정에서 스스로 조립도 할 수 있다.

MIT가 공개한 4D프린팅 사례를 보면 물과 만나 팽창하는 나무를 이용해 코끼리 밑그림을 출력했는데, 이를 물에 담그면 코끼리 모형으로 변했다. 즉, 나무소재로 만든 결과물이 자가변환을 통해 최종 완성된 사례로 볼 수 있다. 또 다른 사례로는 종이로 만든 밑그림이 자가조립 과정을 거쳐 상자나 축구공 등으로 만들어지는 경우도 있다.

이러한 기능을 가진 4D프린팅은 3D프린팅을 적용하는 의료, 건설, 로봇 등의 분야는 물론이고 자체변환과 자체조립을 이용하면 3D프린팅으로 할 수 없던 한 단계 진화한 일들도 가능하게 할 것으로 보인다.

본 서에서는 미래 생활 산업을 이끌 핵심분야인 4D프린팅 산업현황을 소개한다.

  작가 소개

지은이 : 비피기술거래
시장조사전문기관으로 다음과 같은 보고서 등을 저술하였다. 4차 산업혁명을 이끌 미래인쇄전자 산업분석 보고서 국내외 게임시장 산업분석 보고서 사물인터넷 산업분석보고서 조명시장과 OLED 시장보고서 MEMS 기술산업전략보고서 반려동물 산업과 첨단 기술의 만남 방열소재 시장과 기술동향 모바일화에 따른 온라인 문화콘텐츠산업 동향 미세먼지에 관련된 국내시장에 대한 전망분석 보고서 고체산화물 연료전지(SOFC) 정책 및 시장과 개발 업체 동향, 기술현황과 사업아이템 듀얼 카메라 시장조사 보고서 전통문화의 시장 및 기술동향 전통식품 모바일 및 웨어러블 기기용 화학 등등 저술

지은이 : 비피제이기술거래
시장조사전문기관으로 국내외 시장동향 산업동향을 조사하는 기관이다.

  목차

1. 4D 프린팅이란? 1

2. 4D 프린팅 기술 3
가. 4D 프린팅 소재 4
1) 3D 프린팅 소재 산업 5
2) 스마트소재 12
나. 4D 스마트 설계 기술 및 프린터 18
다. 4D 프린팅 응용 분야 19
1) 헬스케어 분야 19
2) 사회기반시설 분야 19
3) 자동차, 항공, 방위산업 분야 20
4) 제조 및 패키징, 내구소비재 분야 20

3. 4D 프린팅 시장동향 21

4. 4D 프린팅 기술동향 24
가. 4D 프린팅 특허 현황 26
1) 4D 프린팅 장치와 4D 프린팅을 이용한 특허 26
2) 스마트소재 29
나. 4D 프린팅 사례 68
1) 너브스시스템의 드레스 68
2) 오토데스크의 자가조립 69

5. 4D 프린팅 기업 71
가. Stratasys 71
나. Autodesk 72
다. 3D Systems 73

6. 결론 74

7. 참고문헌 75

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