3D 프린터는 ‘3차원 물체를 쌓아가는 방식’으로 단순한 모형에서 복잡한 실물 제품을 인쇄하는 프린터입니다. 최근 3D 프린팅 기술은 사람 의식주의 모든 부분에 적용되고 있습니다.
얼마 전에는 사람의 뼈를 프린트해서 환자에게 뼈를 이식하는 사례가 있었는데요. 지금은 집이나 비행기도 단시간에 프린트해서 제공할 수도 있습니다. 3D프린팅은 인체물질이나 플라스틱, 음식, 나무, 고무, 왁스, 시멘트 등 30여가지 재료를 사용하여 재료 종류에도 제약이 거의 없고 재료의 강도도 조절할 수 있어 미래 첨단기술로 전망이 매우 밝은 분야입니다. 국내뿐만 아니라 해외에서도 학교의 과학·기술·발명교육에서도 벗어나지 못하고 학생들의 선호도 매우 좋은 3D 프린팅 교육입니다.
발명수업에서 볼 수 있는 모형비행기 프린터(출처:직접촬영)
인기글
3D푸드프린터 (feat.푸드텍)
■ 푸드테크
코로나19로 인해 비대면이 늘어난 시대에서 3D 프린팅이 주요 분야 중 하나가 될 것으로 예측됩니다. 푸드테크(food tech)는 음식(food)과 기술(technology)을 결합한 용어로 최근에는 식품 생산자와 소비자를 연결하는 모바일 서비스에 집중하는 현상을 보이고 있습니다. 따라서 식품에도 3D 프린팅 기술이 적용되어 식품의 형태 질감을 디자인할 뿐만 아니라 식품의 구성, 성분, 맛과 향미까지도 디자인할 수 있는 기초 기술이 빠르게 개발되고 있습니다. 실제 사례는 무엇이 있을까요? ■ 팬케이크를 만드는 3D 프린터
출처 : ZBOT 홈페이지 제트봇(ZBOT) 회사에서 만든 3D 프린터는 팬케이크, 케이크 장식, 초콜릿 등 다양한 쿠키 요리를 만들 수 있습니다. 여기에는 3D 프린팅의 대표적인 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이 사용되며 고체 식품 원료를 반죽처럼 깎거나 접어서 풀처럼 액체화합니다. 또한 SLS(Selective Laser Sintering)와 PBP(Powder Bed and inkjet head 3D Printing) 방식으로 설탕처럼 분식품 원료에 레이저나 열을 가해 음식을 만듭니다. 신뢰할 수 있는 품질보증으로 전문가 디자인, 과학적 생산공정, 제품 장기노화공정을 거쳐 안정적인 제품입니다. ■ 스테이크를 만드는 3D 프린터출처 : Novameat 홈페이지스테이크 만드는 3D 프린터가 있어!? 지난 2018년 스타트업 노바미트(Novameat)는 채소로 만든 최초의 고기 없는 스테이크를 3D 프린팅하는 기술을 개발했습니다. 채식주의자들에게 인기가 많을 것 같네요. 3D프린터로 잘게 식감(texture and taste)을 조절하여 실제 소고기 스테이크와 모양과 맛이 비슷하게 만들 수 있습니다. 또한 치아가 약한 고령자를 위해 3D 프린터로 개인화된 특수 질감의 식품을 인쇄할 수도 있습니다. ■ 미니 식용 텃밭 가꾸기 3D 프린터출처 : Chloé Rutzerveld 홈페이지독일 기업 클로에 로저벨드(Chloé Rutzerveld)는 ‘식용성장(Edible Growth)’이라는 콘셉트로 3D 프린팅된 식량을 디자인해 사람들이 자연스러운 음식을 먹을 수 있도록 했습니다. 즉석에서 만드는 것이 아니라 스스로 성장한 식물을 먹도록 하는 방식입니다. 프린터 원리는 탄수화물로 전체 틀 조직을 프린트하여 먹을 수 있고 자랄 수 있는 씨앗, 효모, 포자 등을 심어 먹을 수 있는 사육장을 제공합니다. 그 후 창가나 온실에 두면 광합성, 발효 등 자연의 섭리대로 싹이 트고 버섯을 자라 먹을 수 있게 되는 것입니다. 3D 푸드 프린터 관련 특허■ 음파를 이용한 3D 푸드 프린터음파를 이용한 3D 푸드 프린터(출처:농업기술실용화재단[왼쪽], 키플리스[오른쪽]) 이화여자대학교 산학협력단이 개발한 발명품인 ‘음파부양을 이용한 프린터 장치'(특허 제10-20220호)는 말 그대로 음파를 이용하는 3D 프린터입니다. 인쇄 재료를 공중 부양시킨 상태에서 특정 패턴으로 형성할 수 있어 인쇄 재료의 정밀 제어가 가능하며, 이에 따라 정교한 인쇄가 가능합니다. 점탄성을 갖는 민감성 인쇄 재료를 물리적 접촉 없이 특정 패턴으로 형성시킬 수 있으며, 다양한 재질을 이용하여 원하는 음식을 프린트할 수 있습니다. ■ 식품을 성형하는 3D 푸드 프린터출처 : 특허청 키플리스음식도 성형할래!? ‘3D 인쇄 기술을 이용한 식품 성형 방법'(특허 제10-1940063호)은 다양한 식재료를 이용하여 식품을 쉽게 성형하는 기술입니다. 개인의 필요성과 취향에 따라 식품 성분을 맞춤형으로 배합할 수 있으며 다양한 식품의 영양 섭취가 가능하여 새로운 미각을 만들어 낼 수 있습니다. ■ 오염되지 않는 위생적인 3D 푸드 프린터출처 : 특허청 키플리스그래도 기기로 만드는거라 위생이 걱정된다면? “탈착식 노즐 모듈 및 이를 포함하는 식품용 3차원 프린팅 장치”(특허 제10-1655091호)는 먹는 사람의 위생을 생각하는 고마운 발명입니다. 기존 식자재 카트리지가 매번 사용한 후 잔여물이 노즐 끝부분에 남아 위생에 취약한 부분을 해결하기 위해 공기 접촉을 최소화하기 위한 기술이 적용됐습니다. 이에 따라 노즐 교환시 실린더 내부에 있는 원료가 외부 공기와 접촉하지 않아 원료가 오염되지 않아 매우 위생적입니다.3D 식품 프린팅은 좋은 음식 재료를 제공하고 우리 생활에 보다 풍부한 식생활 문화를 제공하는 매우 소중한 존재입니다. 마치 인류가 처음 불을 발견했을 때처럼 앞으로 3D 프린터는 우리의 많은 일상생활을 바꿀 것 같습니다. 미래에는 3D 식품 프린터를 이용해 멀리 있는 가족들에게도 음식의 맛과 향기까지 전해주는 세상을 기대해 봅니다.3D 식품 프린팅은 좋은 음식 재료를 제공하고 우리 생활에 보다 풍부한 식생활 문화를 제공하는 매우 소중한 존재입니다. 마치 인류가 처음 불을 발견했을 때처럼 앞으로 3D 프린터는 우리의 많은 일상생활을 바꿀 것 같습니다. 미래에는 3D 식품 프린터를 이용해 멀리 있는 가족들에게도 음식의 맛과 향기까지 전해주는 세상을 기대해 봅니다.* 위 내용은 지식재산정책기자단의 개인 견해로 특허청의 공식 의견과 다를 수 있습니다.