지난 2013년 미국의 유명 패션모델 ‘디타 본 티즈(dita von teese)’가 3명의 젊은 미국 디자이너들이 공동으로 제작해서 만든 3D프린터 의상을 직접 입고 나타나서 큰 화제가 된 적이 있다. 망사 드레스인 이 옷의 특이한 부분은 3000개 이상의 관절 구조로 엮어져서 사람의 움직임과 활동에 따라 변형이 되도록 만들어져 있고 17개의 각기 다른 부분을 한 올 한 올 조합하고 연결해 만들어졌다는 점이다. 게다가 1만3000개의 보석장식이 박혀 있어서 고급스러움을 더했다.

‘스위스 아트 어워드 2013’ 메테리얼라이징 전시 부분에서 1:3 크기의 제작물 하나가 공개됐다. 조각품명은 ‘디지털 그로테스크(Digital Grotesque)’로 약 1650억만개의 면들이 모여 만들어진 아주 복잡하고 기괴한 조형물이다. 제작 데이터만 78기가바이트. 모래와 접착제를 사용해 구현한 이 작품은 일반 거실에는 들어가지 않을 정도로 큰 3D 프린터가 이용됐다. 완성하는데 들어간 모래도 자그마치 약 11톤이나 된다. 게다가 작가들은 표면 2억6000만 개를 제작할 수 있는 알고리즘을 만들었다. 수학적으로도 복잡하지만 실제 직접 손으로 만들려면 그 정밀성이 엄청나기 때문에 아무나 구현해내기도 어려운 작품이다. 그야말로 3D프린터였기에 가능한 작품이었다.

너버스시스템(nervous system)의 키네마틱(kinematics)프로젝트 일환으로 설계 SLS프린터로 제조된 드레스 ⓒ nervous system

이 두 사례는 3D프린터의 장점을 잘 보여주고 있다. 디자이너들이나 예술가들의 상상은 무한하다. 상상 속에서는 그 무엇이든지 만들어낼 수 있다. 그러나 현실로 들어와 실물로 만들어낼 때는 한계가 부딪힌다. 금형을 만들고 거기에 재료를 붓고 굳히고 하는 공정을 거치게 되면 상상하고는 영 딴판인 결과물이 나오는 것이 다반사이다.

디자이너들의 디자인을 하면 설계팀에서 가공데이터로 만든다. 그러면 디자이너들은 설계팀에 “내 디자인을 망쳐놓았다면 미적 감각이 없다”고 타박할 수 있다. 그런데 이 가공데이터를 엔지니어들에게 넘어가면 이야기는 또 달라진다. 엔지니어들은 “CNC가 3축이고 5축인데 이런 형상이 어떻게 나오느냐며 기계를 몰라도 한참 모른다”며 볼멘소리를 높인다. 그리고서는 현실적으로 구현할 수 있는 디자인으로 다시 바꿔달라고 요구한다.

기존 제조방법으로 만들 수 없는 것들을 가능케 해

이것이 지금 제조현장의 현실이다. 그런데 3D프린터가 본격적으로 도입되면 바뀌게 된다. 3D프린터의 최대 장점은 ‘형상 자유도’를 가진다는 것이다. 무슨 말이냐면 상상 하는 것을 컴퓨터로 구현해 낼 수 있다면 모두 실제 결과물로 만들어낼 수 있다는 뜻이다.

3D프린터로 만든 망사드레스에서 우리가 눈 여겨 볼 부분은 3000개 이상의 관절 구조로 이루어졌다는 점이다. 모두 수작업을 하지 않는 이상 현재 키네마틱 모형으로 무언가를 만들어내기는 어렵다. 하지만 이 옷은 덩어리로 출력되지만 이미 수학적 알고리즘에 의해 각각 모형에 적용되어 디자인되어 있다. 출력물을 펴면 크기가 늘어나면서 인체에 꼭 맞는 옷이 된다.

‘디지털 그로테스크’에서 예상할 수 있는 부분은 앞으로 금형으로 구현이 어려운 부분을 3D프린터로 가능해질 수 있음을 보여주고 있다. 아무리 디자인이 멋지더라도 똑같은 실제물이 나오지 않는 이유 중 하나가 우리 상상과 같은 금형 제작이 현실적으로 어렵기 때문이다. 그러나 수학적 알고리즘으로는 세밀하고 정밀한 부분을 모두 만들어낼 수 있다. 상상 그대로 실제물이 나올 가능성을 높여주고 있는 셈이다.

생체모방이라고 하는 바이오미믹(Biomimic) 구현도 더 쉬워질 수 있음을 드러내고 있다. 자연의 모습 중 실물로 구현하기 어려운 것들을 분석하기만 하면 수학적 알고리즘에 의해 컴퓨터가 형상을 구현하기만 하면 3D프린터가 출력해낼 수 있기 때문이다.

쓰리디시스템즈(3D Systems)의 백소령 본부장은 “3D 프린터를 활용하면서 우리는 복잡한 자연의 모습을 형상화할 수 있을 뿐만 아니라 추상적인 형상의 디자인이 가능하다”며 “과거에는 설계는 가능했지만 가공이 불가해서 제조가 불가능 하던 것들이 3D프린터로 인해 디자인의 한계를 넘어 제조의 영역을 넓혀주는 역할을 하고 있다”고 말했다.

그는 “형상 자유도를 가졌다는 것은 기존의 구현해보지 못한 디자인을 실제로 만들어낼 수 있다는 장점도 있지만 제품 생산 라인에 적용되면 생산성 및 효용성이라는 측면에서 더 큰 의미가 있다”고 덧붙였다.

http://www.sciencetimes.co.kr/?p=136014&post_type=news

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