▲ 3D 프린팅 개념도 출처: 3D프린팅 산업 발전 전략(안), 국가과학기술심의회, 2014.04

3D프린팅은 3D 설계 데이터를 2D 단면 데이터로 분할한 후, 분할된 단면 데이터에 따라 특정 소재(폴리머, 금속, 세라믹, 모래, 목재, 식재료 등)를 한층씩 적층해 3D 형상을 제작하는 적층조형 기술이다. 3D프린팅(Printing) 시장을 둘러싼 특허활동을 분석한다. <편집자>

▲ 3D 프린팅 기술분야 특허출원 동향

특허청이 발간한 ‘4차산업혁명 관련 기술 특허 통계집’에 따르면 3D프린팅 분야 특허 출원율은 2017년까지 가파르게 상승하다가 2018년 이후 상승세가 정체 상태이나, 전체적으로 ’10년 대비 연평균 증가율은 56.8%로 나타났다.

국내 3D프린팅 기술 관련 특허출원은 2013년 초 연두국정연설에서 오바마 전 미국 대통령이 신산업혁명을 가져올 혁신기술로 ‘3D프린팅’을 언급한 이후, 정부 관계부처 합동으로 ‘3D프린팅 산업 발전전략’이 수립돼 3D프린팅 기술개발 및 지원이 활성화 되기 시작한 2014년부터 급증했다.

4차산업혁명 관련 기술 특허 통계집이란 4차산업혁명 시대 대응을 위해 2019년 11월에 신설된 특허청 융복합기술심사국 소관의 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 바이오마커, 디지털헬스케어, 지능형 로봇, 자율주행, 3D 프린팅 등 8개 단일기술과 AI-빅데이터, AI-사물인터넷, AI-헬스케어, AI-지능형로봇, AI-자율주행, 빅데이터-헬스케어, 지능형로봇-자율주행 등 7개 융･복합기술 분야의 지난 10년간 출원 통계정보가 담겨져 있다.

3D프린팅 공정은 크게 ▲3D 설계 데이터를 생성하기 위한 모델링 ▲3D 물체를 제작하기 위한 프린팅 ▲제작된 3D 물체에 대한 후처리 등 3단계로 구분된다.

▲ 3D 프린팅 적층 방식에 따른 7개 기술(미국재료시험학회 분류)

기술 분야별로는 제조공정 및 제조장치 분야의 출원건수가 전체의 45.5%를 차지했다. 이런 가운데 ▲재료 분야는 연평균 61.6% ▲데이터 취득 또는 데이터 처리 분야는 연평균 52.8% ▲제품분야는 연평균 43.4% 증가하는 추세다.

▲ 3D 프린팅 기술분야 국내(위) 및 해외(하) 주요 특허 출원인(한국 특허 기준)

연평균 54.5%의 가파른 증가율…. 미국 3D프린팅 분야

미국의 3D프린팅 기술 관련 특허출원은 전체 분야에서 2017년까지 가파르게 상승했으며, 전체적으로 2010년 대비 연평균 54.5%의 가파른 증가율을 나타냈다.

▲ 미국 3D 프린팅 기술분야 특허출원 동향

미국도 제조공정 및 제조장치 분야의 출원건수가 전체의 66.4%를 차지하고 있으나, 재료 분야 출원건수가 연평균 65.4%씩 증가하며 최근 급증 추세다.