3D프린팅을 활용한 커스터마이징 제품리페어 및 사업화 가능성 연구

국문 초록 (Abstract)

4차 산업혁명을 이끄는 신산업 분야 중 하나인 3D 프린팅은 20년 동안 많은 모형(Prototype) 및 제품 개발 제작에 있어 중요한 기술로 자리잡고 있다. 또한 이 기술은 인간의 노동 중 상당부분을 대체할 것이며, 대량 커스터마이징의 새 시대를 여는데 기여할 것으로 기대된다 (Canessa, & Fonda, 2013)1). 최근에는 기술의 향상으로 고성능 플라스틱, 금속 및 세라믹 소재를 사용하여 제품의 부품을 생산할 수 있으며, Low-cost 데스크탑 컴퓨터 3D프린팅용 재료의 범위와 성능은 계속 개선되고 있다 (Torabi et al., 2014)2). 이러한 흐름에 따라 본 연구는 3D프린팅을 활용한 커스터마이징 제품리페어에 관한 연구를 통해 이를 우리 생활에 접목할 수 있으며 이를 사업화 할 수 있는 가능성을 제안하는데 목적이 있다.
연구방법은 국내외 학술논문, 전문서적, 관련 기사와 뉴스, 인터넷 사이트 등을 통한 이론적 연구를 진행하었다. 실증적 연구를 위해 온라인 설문조사를 실시하였고, 커스터마이징 제품리페어 가능성을 알아보기 위해 카티아(CATIA) V5 프로그램을 사용하여 모델링후 3D프린팅하여 제품리페어에 적용하였다. 연구범위는 첫째, 이론적 연구를 통해 제품리페어와 커스터마이징을 위한 3D프린팅에 대해 고찰하였다. 둘째, 실증적 연구를 위해 2017년 5월 27일부터 6월 3일까지 19개국의 3D프린팅 유, 무경험자 165명을 대상으로 설문조사하였다. 그리고 리빙제품 중 일부가 손상된 주전자와 컵을 수집한 후 리페어를 실시하였고, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
첫째, 이론적 연구 결과 3D프린팅은 디자인설계의 제한이 적고 다품종 소량 생산에 효율적이어서 개인맞춤형 커스터마징 제품리페어의 중요한 기회를 제공할 것임을 알 수 있었다. 둘째, 설문조사 결과 디자인에 이 3D프린팅을 적용했을 때 가장 큰 장점은 ‘커스터마이제이션(Customization)’으로 조사되었다. 또한 ‘제품리페어’ 측면에서 가장 중요한 것은 ‘리페어를 위한 시간단축’ 과 ‘리페어를 통한 제품기능개선’ 그리고 미래에 필요한 서비스는 ‘온라인 프린팅 서비스’와 ‘3D 모델링을 도와주는 전문가 서비스’ 라고 도출되었다. 또한 실증적 연구 결과 프린팅 시간은 다소 오래 걸리는 한계점을 발견할 수 있었지만, 소비자 맞춤형 리페어 부품을 프린팅 할 수 있고, 제품의 배송비나 재고부품을 위한 비용이 발생하지 않는다는 점에서 볼 때 제품리페어를 위한 효율적인 수단이 될 수 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 3D프린팅 커스터마이징 제품리페어, 그리고 이의 사업화를 위한 기초 자료로 활용될 것으로 기대되며, 앞으로 제품리페어를 위한 다양한 재료 및 측정도구를 적용한 3D프린팅 그리고 커스터마이징 서비스개발에 대한 구체적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

3D printing, a leading industry in the fourth industrial revolution, has been a key technology in the production of prototypes and products over the past two decades. The technology is poised to replace a not insignificant portion of human work of human work and is expected to contribute to the opening up of mass customization in the new era (Canessa & Fonda, 2013). Recent advancements in technology have enabled the production of product parts that use high-performance plastics, metals, and ceramics for demanding applications such as aeronautics and rocketry, as well as for everyday consumer use, in low-cost desktop computer 3D printing (Torabi et al., 2014). Thus, this study is aimed at suggesting the possibility the possibility of incorporating 3D printing into everyday life, specifically, for customized product repair.
The research methods employed by this study include analysis of academic papers, books, relevant articles, and Internet sites. An online survey was conducted for empirical research. In order to identify the potential of customized product repair, test parts were printed using the CATIA V5 computer-aided design program. The first of this study is that the theoretical studies examined 3D printing for product repair and customization. The survey ran from May 27 to June 3, 2017 and included 165 participants from 19 countries. During the course of this study, a number of household products, including teapots and cups, were repaired using 3D printing. From these tests, the survey, and the analysis of the literature, the following conclusions were drawn.
First, the theoretical analysis showed that 3D printing is less restrictive in terms of design and technology, and is more efficient at producing multiple small product lines than traditional methods, providing a significant opportunity for personalized, customized product repair. Second, the survey results show that the biggest advantage of using 3D printing was ‘customization’. With respect to ’product repair’ in 3D printing, the most important things are ’reduced process time for repair’ and ‘improved product utilization through repair.’ In addition, if 3D printing design services become more widely available, ‘online 3D printing services’ and ‘3D modelling expert help services’ may be needed in the future. Empirical studies have also found that printing is a rather lengthy threshold, but when it comes to printing custom repair parts, it does not incur any cost in terms of product delivery or inventory costs.
This research is expected to assist those in the 3D printed customized product repair space who are looking to commercialize the practice. In the future, specific research on the development of 3D printing and customization services with various materials and measuring tools for product repair is considered necessary.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 국문초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 커스터마이징 제품리페어를 위한 3D프린팅
• Ⅲ.1. 3D프린팅을 활용한 커스터마이징 제품리페어 및 사업화 가능성 연구
• Ⅲ.2. 3D프린팅을 활용한 커스터마이징 제품리페어 가능성 제안
• Ⅳ. 결론
• Reference

참고문헌 (Reference)

1 대한발명진흥회, "특별한 만남: 고산 에어팀벤처스 대표"

2 박수호, "커스터마이징 전성시대가 온다 대량생산 굿바이…모바일로 ‘온리원’ 주문"

3 "https://yours-customised.mini" Mini사

4 "https://www.shapeways.com, Shapeways"

5 International Data Corporation, IDC., "Worldwide Spendin g on 3D Printing Forecast to Grow at a Compound Annual Rate of 27% to More than $26 billion in 2019"

6 Koten, J., "Who Says Jay Leno Isn’t Cutting Edge?" The Wall Street Journal

7 Torabi, P., "Selective Inhibition Sintering: The Process for Consumer Metal Additive Manufacturing" 1 (1): 2014

8 Jones, R., "Rep Rap:The Replicating Rapid Prototyper" 29 (29): 2009

9 Park M., "Print to Repair: Opportunities and Constraints of 3D Printing Replacement Parts" 2015

10 NASA, "Open for Business: 3-D Printer Creates First Object in Space on International Space Station"

11 Canessa, E., "Low-cost 3D Priting for Science, Education & Sustainable Development" The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) 2013

12 차주경, "GE, 3D 프린팅 응용 금속 수리 기술 개발...항공기 엔진 첫 적용"

13 Barnatt, C., "3D Printing" Explaining The Future.com 3-, 2016

14 미래전략정책연구원, "10년 후 4차산업혁명의 미래" 2017