3D 프린팅 기술이 전 세계적으로 주목을 받으며 발전을 거듭해 오고 있는 현재 3D 프린터는 더 이상 전문가나 특정 분야의 제조 기업에서만 사용하는 장비가 아니며, 일반인들과 학생들에게까지도 관심과 주목의 대상이 되고 있다. 국내외 주요 연구기관들이 3D 프린팅 기술을 미래의 유망기술로 손꼽고 있는 가운데 2015년 세계경제포럼(WEF)은 미래 10대 유망기술을 발표하면서 연료전지 자동차, 차세대 로봇공학, 재활용 가능한 열경화성 고분자, 정밀 유전공학기술, 첨삭가공, 응급 인공지능, 분산 제조업, ‘감지와 회피’ 드론, 뉴로모픽 기술, 디지털 게놈을 선정한 바 있다.
여기서 첨삭가공(또는 첨삭식 제조, Additive Manufacturing)이란 기존의 절삭가공과는 달리 고체, 액체, 분말 등의 재료를 이용하여 디지털 방식의 입체형상으로 3차원 구조의 제품을 만드는 것을 의미한다. 3차원 제품은 대량생산 방식의 제품과는 달리 최종 사용자에게 개인맞춤형 제작이 가능하며 바이오 프린팅 기술은 이미 피부나 뼈 그리고 심장이나 혈관조직 등의 재생에 이용되고 있는 추세이다. 현재 일반 제조 산업계나 디자인, 금형 업계에서 더 이상 3D 프린터는 신기한 장비가 아닌 필수적이고 당연히 갖추어야 할 디지털 도구로 정착되어 가고 있다. ‘개인의 상상력과 아이디어를 실제 제품으로 제작할 수 있는 이 장비는 머지않아 PC나 TV, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같이 우리의 일상생활에 아주 중요한 위치에 오를 수 있을 것’이라고 생각한다.
3D 프린팅은 산업 혁명을 이끌었던 철도와 증기기관, 철강, 석유산업, 컴퓨터에 이어 디지털시대에 제3차 산업혁명을 이끌 대표적인 아이콘으로 꼽히고 있다. 실제 3D 프린팅은 여러 가지 3D CAD 프로그램에서 작성된 3D 모델링 데이터를 3D 프린터로 출력하여 손으로 만질 수 있는 물리적인 모델로 빠르고 정확하게 제작할 수 있는 기술이다. 현재 3D 프린터는 일반 사무실이나 가정에 보급되어 있는 복사기처럼 활성화되기 시작하면서 개인맞춤형 주문 제작이라든지, 1인 디지털 제조업 시대가 열리고 있는 것을 현장에서 어렵지 않게 경험할 수 있다.
특히 제조업의 디지털화는 우리가 알고 있는 생산방식의 종말을 촉진시키는 기술변화의 거대한 흐름으로, 국내외 글로벌 주요 IT 기업이라든지 주요 언론들, 미국의 대통령까지도 미래에 크게 성장할 신 성장 동력 엔진 사업으로 인식하고 있기 때문에 3D 프린터는 향후 제조업의 패러다임을 바꿀 수 있다는 관점에서 미래를 바꿀 100년만의 3차 산업혁명으로 불리기도 한다. 여기에 2016년 1월 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 처음 언급된 ‘제4차 산업혁명’은 ‘3차 산업혁명을 기반으로 한 디지털과 바이오산업, 물리학 등의 경계를 융합하는 기술혁명’이라고 설명한다.
4차 산업혁명의 핵심 키워드는 융합과 연결로 IT 기술의 발달로 인해 전 세계적인 소통과 공유가 가능해지고 있으며 각 분야별로 발전한 각종 기술의 원활한 융합을 가능케 한다. IT 기술과 제조업, 바이오 산업 등 다양한 산업 분야에서 이뤄지는 연결과 융합은 새로운 부가가치를 창출해 낼 것이며, 일상생활의 변화가 예측되고 미래에는 바로 지금, 여기서, 사람들이 원하는 형태로 제품과 서비스를 즉시 제공할 수 있는 기술이 개발되고 활용될 것으로 전망한다.
앞으로 3D 프린팅 기술의 발전이 가져올 제3차 산업혁명뿐만 아니라, 4차 산업혁명까지 그 끝을 모를 만큼 기존 기술과 산업 간 융합을 통해 산업구조를 변화시켜 이전에는 없던 새로운 스마트 비즈니스 모델들을 만들어 낼 것이라고 생각한다.

1 Why 3D 프린팅?
01. 4차 산업혁명과 3D 프린팅 기술 10
02. 3D프린팅 기술과 적층가공의 개요 15
03. 3D 프린팅의 기본 원리와 출력 프로세스 20
04. 3D 프린팅의 요람 렙랩 프로젝트 22
05. 3D 프린터의 대중화와 교육 활용 24
06. 3D 프린팅 기술의 발전 과정 26
07. 3D 프린팅 기술의 장단점 38
08. 적층제조(AM)를 위한 DfAM의 개요 43
09. 3D 프린팅 기술의 안전과 유해물질 47
10. 3D 프린팅 작업장 환경 58

2 3D 프린팅 기술방식의 분류 및 이해
01. 대표적인 7가지 3D 프린팅 기술방식 62
02. 재료압출 방식(Material extrusion) 63
03. 액조 광중합 방식(Vat Photopolymerization) 72
04. 분말적층용융결합 방식(Powder Bed Fusion) 83
05. 재료분사 방식(Material Jetting) 89
06. 접착제 분사 방식(Binder jetting) 96
07. 시트 적층 방식(SL : Sheet lamination) 102
08. 고에너지 직접조사 방식(Direct Energy Deposition) 106

3 보급형 데스크탑 3D 프린터의 이해
01. FDM과 FFF 방식 3D 프린터의 차이점 110
02. 오픈소스형 FFF 방식 3D 프린터의 단점 113
03. FFF 방식 3D 프린터의 주요 기술 용어 115
04. 보급형 3D 프린터에서 주로 사용하는 소재 122
05. 교육용 3D 프린터 선택 가이드 125
06. 3D 프린팅 펜의 활용 129
07. 국내 데스크탑 3D 프린터 현황 133
08. 해외 데스크탑 3D 프린터 153
09. 기타 3D 프린터 소개 186

4 3D 프린팅용 파일과 오류 검출 소프트웨어
01. STL 파일이란? 194
02. 슬라이서(slicer)란? 197
03. 오픈소스 슬라이서 알아보기 198
04. 무료 STL 파일 뷰어 도구 217
05. 3D 프린팅 파일 형식의 종류 233
06. STL 파일 편집 및 복구 소프트웨어 237
07. STL 파일의 오류 246

5 3D 모델링 & 3D 프린팅의 활용과 지적재산권
01. 엔지니어링 모델링과 디자인 모델링의 개요 252
02. 3D 모델링 소프트웨어와 3D 프린팅용 파일의 이해 257
03. 메이커 교육용 3D CAD 및 3D CG 프로그램 261
04. 3D 모델링의 개념과 기본 용어 283
05. 3D 프린팅 활용을 위한 공유 플랫폼 293
06. 3D 프린팅과 지적재산권 301
07. 팅커캐드 모델링하기 306
08. 팅커캐드 아두이노 서킷 활용하기 329
09. 123D 디자인으로 모델링하기 350
10. Meshmixer활용하기 416

6 3D 스캐닝과 3D 데이터 획득
01. 스캔 방식에 따른 3D 스캐너의 원리 438
02. 스캔 대상에 따른 3D 스캐너의 종류 442
03. 카메라 사진에 의한 3D 스캐닝 445
04. 키넥트에 의한 3D 스캐닝 448
05. 보급형 3D 스캐너로 인물 스캔하고 출력하기 449
06. 3D 스캐너의 대중화와 지적재산권 문제 456

7 3D 프린터 출력물의 후처리
01. 후처리용 기본 공구 460
02. 퍼티(Putty) 464
03. 사포 466
04. 서페이서(Surfacer) 468
05. 도료(Paint) 470
06. 도색용구(Painting Tool) 473
07. 접착제 도구 476
08. 기타 공구 478
09. 마감재 480
10. 후가공 하기 481

8 보급형 3D 프린터를 활용한 비즈니스 모델 사례
01. 3D 프린팅 관련 기술을 활용한 창업, 도대체 어떤 것들이 있을까? 488
02. 3D 프린터 및 소재 판매업 489
03. 출력서비스 전문업 491
04. 3D 모델링 & 제품디자인 대행업 497
05. 3D 모델링 & 프린팅 교육 서비스업 498
06. 콘텐츠 비즈니스 499
07. 3D 스캐닝 & 역설계 비즈니스 502
08. 3D 프린터 렌탈 비즈니스 504
09. 3D 프린터 활용 제품제작 상품화 사례 506
10. 깎는 시대에서 쌓는 시대가 왔다. 507
11. 보급형 3D 프린터를 활용한 비즈니스 모델 508
12. 온라인 고셜 매뉴팩처링 시대 514
13. 3D 프린팅 기술의 발전 방향 527