미국의 세계전략과 3D프린팅 산업의 미래

   우리의 노동자들이 3D프린팅을 이용해 컴퓨터에서 제품을 디자인하고, 그 상품들을 저렴한비용으로 시장에 내놓는 것

   입니다. 미국안에서, 미국인들을 고용해서 상품을 만들어 전세계에 판매하는 것입니다. 그것이 미국 차세대 제조업이 

   가야 할 길입니다. 우리가 이러한 변화에서 승리한다면, 차기 제조업 혁명은 미국의 혁명이 될 것입니다. 기회는 미국의 

   제조업에 있습니다.

                                                                                   - 2014년 2월 미국 대통령 오바마 -

중국의 진정한 강점은 제조업에 있다. 미국의 진정한 약점도 제조업에 있다. 미국이 중국을 견제하고 자국의 제조업을

부흥시킬수 있는 신의 한수는 해외(중국)에 나가 있는 미국기업들의 본토 회귀이다.

신자유주의가 도래하면서 미국의 수많은 제조업체들이 탈미국행을 선택했고 중국은 이들을 유치하며 세계제일의 제조

대국으로 우뚝섰다. 탈미국행은 중국에서는 해외직접투자로 환영받았지만, 미국에서는 일자리상실과 미국인들의 실질

소득감소로 나타났다.

이에 따라 여기에 대한 비판이 대두되었는데, 노벨 경제학상을 수상한 폴 사무엘슨은 비교우위에 따라 미국의 제조업을 

중국으로 이전시켜 얻어낸 이익보다 미국의 산업공동화로 인한 손실이 더 크다고 주장했다.

2007년 금융위기에서, 미국은 제조업 공동화가 얼마나 뼈저린 것인가를 절실히 깨달았다. 이제 미국은 자국 기업들의 

유턴을 적극적으로 독려하고 있다. 미국기업의 귀환은 곧 중국에서 공장을 빼온다는 말이고 이 것은 중국 제조업에 큰

타격임과 동시에 미 제조업의 부활을 알리는 신호탄이 될 것이다.

미국 기업들의 유턴을 위해서는 회귀할 환경이 조성되어야 한다.

보통 제조업이 흥하기 위해서는 연구개발력,원가경쟁력,생산성이라는 세가지 요인이 갖추어져야 한다.

미국의 연구개발력은 세계 최고 수준이니 논외로 하고, 원가 경쟁력과 생산성 향상이 관건이다. 원가경쟁력향상을 위

해 등장한 것이 셰일오일(가스)개발이다. 저렴한 세일오일을 이용하여 에너지비용을 줄여 준다는 것이다. 

생산성 향상을 위해 준비된 카드는 3D 프린팅이다.

20세기는 산업혁명과 IT혁명을 통한 대량생산, 대량소비의 시대였다. 하지만 21세기에 접어들면서 표준화된 제품에 

몰개성적으로 몰려가던 개인들은 차별화된 다양한 욕구들을 드러내기 시작했다. 이것이 쇼셜커머스와 맞물리며 기술

력 차이보다는 이미지(브랜드)를 중시하는 구매형태로 나타났다. 차별 위의 차별이라는 이 새로운 구매형태를 보여주

는 대표적 예가 명품의 세계화이다. 이런 상황에서 3D프린팅이라는 새로운 제조기법이 부각되기 시작했다.

3D프린팅이란 부품을 조립해서 상품을 만드는 방식이 아니라 3차원 공간에 원재료를 분사해서 물건을 만드는 방식이

다. 따라서 조립과정을 생략할 수 있으니 생산공정 단순화와 원가절감 효과가 크다.

3D프린팅은 기존 조립식 제조업이 갖는 한계를 극복했다는 점에서 다음과 같은 장점을 있다.

1. 경량화와 유선화가 용이하다

   경량화와 유선화는 매우 어렵고 비용과 시간,공간을 많이 요구하는 작업이다. 제품을 주물로 찍어내 정해진 오

   차내에서 반복적으로 금속을 깎아내는 연마과정을 거쳐야 하기 때문이다.설령 완벽한 유선형 제품을 원할지라

   도 이런 한계때문에 직선과 유선의 중간 정도를 택해야 하는 경우가 다반사다.

2. 벤처 제조업의 형성이 용이하다.

  소비자가 스스로 디자인과 제품을 개발하는 개발자가 될 수 있다. 3D도면을 통해 쉽게 주문제작이 가능하고 소

  비자가 직접 도면을 받아 3D프린터를 이용 제작할 수 있으니 소비자가 곧 디자이너이고 엔지니어일 수 있다.

  또 소비자의 피드백을 바로 수용할 수 있다. 이는 아이디어만 있다면 1인 제조업도 가능하다는 것이다.

  즉 소비자가 디자이너 겸 엔지니어는 물론이고. 개발자도 될 수 있다는 말이다.

3. 제조비용 절감(설비투자 비용 절감)

  복잡한 부품생산과정을 생략할 수 있다. 기존 방식처럼 여러 부품을 만들어 조립할 필요 없이 즉석에서 일체형

  으로 만들어 버리기 때문에 생산비용이 획기적으로 절감된다. 특히 재고를 쌓아 둘 필요가 없으므로 재고비용과 

  물류비용이 엄청나게 줄어든다. 이는 필요한 시점에 부품이나 제품을 즉시 공급하는 시스템이란 소리다.

4. 다품종 소량생산체제에 적합하다.

   다품종 소량체제는 지금까지는 높은 생산비용, 재고비용, 물류 및 관리비용을 의미했다. 즉 고비용 생산방식의 

   대명사였다. 

   원가경쟁 때문에 필연적으로 소수의 표준화된 제품만을 생산해야 했고 바로 이점이 세계화 전략을 성립시킨 

   동인이었다. 그 때문에 차별화된 상품을 요구하는 소비자들의 개별적 요구는 일정 부분 희생되어야 했다. 하지

   만 3D프린팅은 소량다품종 생산방식의 원천적 문제점인 생산성 문제를 해결함과 동시에 실질적인 소비자화를 

   달성할 수 있다는 가능성을 보여준다. 더불어 원가상의 우위를 지니고 있어 대규모 제조업에서도 대량생산이 

   가능하다.

3D프린팅 기술의 진정한 장점은 제조업에 있어 필연적으로 발생하는 설비투자비용(매몰비용)을 회피할 수 있는 비용

적 우위를 제공한다는 것이다. 즉 제조업은 곧 대규모 설비투자를 요구한다는 등식을 깰 수 있을뿐 아니라 제조원가의 

제약에서 벗어날 수 있게 해준다.

이는 벤처 제조업이라는 새로운 혁신을 가져올 수도 있다. 그렇게 된다면  제2의 벤처신화, 또다른 아메리칸 드림이 

만들어 질 수 있을 것이다.

특히 향후 빅데이터에 3D프린팅 기술이 접목되는 새로운 형태의 산업이 출현할 가능성도 있다. 미국은 세계 유수의 

빅데이터를 손에 쥔 당사자이기에 소비자들이 원하는 콘텐츠를 세분해, 여기에 소프트웨어와 하드웨어를 더해 새로

운 소비자화, 새로운 생태계, 새로운 문화를 만들 수 있다.

3D프린팅 산업의 잠재력은 이렇게 크다. 더구나 이기술은 1984년 미국인 찰스 헐이 개발한 이래 줄곧 미국이 앞서

가고 있는 분야다. 2012년말을 기준으로 미국 3D 프린팅 산업의 전세계 시장 점유율은 38%로 10%를 차지하고 있

는 일본, 각각 9%를 차지하고 있는 독일,중국에 비해 압도적으로 우위다.

2014년 3D프린터 산업 규모는 25억 달러정도이며 2016년에는 160억 달러로  예상하고 있다. 500달러 미만인 가정

용 프린터들도 대거 등장하고 있으며 299달러인 프린터도 보인다.

현재 의료분야에서 보형물 제작과 수술부위 신체모형 제작을 통한 수술 숙련도 향상등에 이용되고 있으며, 향후 세포

를 배양하여 구조를 만드는 바이오프린팅 연구가 활발하다. 산업 분야에서는 시제품 제작(금형 제작)에 이용 되고 있

다.  보잉사는 자사 비행기 엔진에 사용할 300여개의 부품을 3D프린팅 기술로 제조하고 있다. 6개월 제작 기간이 5일

로 단축될 정도로 시간과 비용 절감 효과가 있다고 한다.

장기적으로 3D프린팅이 풀어야 할 가장 큰 과제는 소재개발과 대형화 부분이다.

강도와 내구성, 연성 모두를 만족시킬 수 있는 다양한 소재는 경제성 있는 제품 생산으로 연결된다. 더불어 대형 제품

까지 일괄 공정으로 생산할 수 있을때, 3D프린팅의 진정한 가치가 드러날 것이다.  장기적으로 모두 해결 가능하다고 

하나 아직도 찬반이 분분하다.

3D프린팅 기술은 셰일오일를 통한 원가절감과 시너지효과를 일으키며, 기업들의 미국귀환을 독려하는 미국의 대중

국전략의 한축이다. 또한 이 산업이 성장한다면 3D프린터를 만드는 업체가 성장하고, 산업 특성상 전통 제조업이 

아닌 정보화산업, IT산업이 연관되어 두드러지게 성장할 것이다.

2011년 오바마는 AMP를 설치했다. 이를 통해 2012년 3D프린팅 관련 15개 기관의 네트워킹을 구축하고 3D프린팅 

기술 전문 연구소인 NAMII를 설립했다. NAMII은 미국의 군사무기 전문연구소인 NCDMM과 협업관계를 맺고 있다. 

이는 향후 3D프린팅기술이 군사무기에 적극적으로 활용될 것임을 암시한다.

현실적으로 부품을 일체화시키는 첨단산업에 있어  3D프린팅의 위력은 대단할 수밖에 없다. 따라서 미국은 3D프린

팅이라는 콘셉트 디자이닝을 통해 3차산업혁명을 촉발시킬 수 있다. 당장 우주산업, 군수산업, 항공산업, 자동차산업

에 적극적인 활용이 가능하다.

또한 다품종소량생산체제에도 어울리는 3D프린팅 기술이 빅데이타와 결합한다면 자기고용을 통한 일자리 창출도

엄청날 것이다. 2013년말 미국의 17-25세 실업율이 15%가 넘는 다는 점에서 매력적이다.

2013년 오바마는 연두교서를 통해  3D프린팅이 제조업의 혁명을 가져다 줄 잠재력을 가진 기술이라고 공표했다.

3D프린팅을 이용한 맞춤형 대량생산은 생산의 탈공장화를 가속화시켜 기존 제조업의 파괴적 혁신을 이끈다. 데이터

파일만 있으면 세계 어느 곳에서도 동일한 품질의 제품을 생산할 수 있고, 필요한 모든 부품의 설계도만 있다면 제품

을 집에서도 만들 수 있다.

미국은 이 기술을 이용해 세계 산업패권을 쟁취할 수 있는 중요한 계기로 삼을 수 있다고 생각한다.

미국 보스턴 컨설팅 그룹은 2015년에는 미국과 중국의 제조비용이 거의 비슷한 수준이 될 것이라고 예측했다.

이미 유럽에 있는 미국기업들이 생산원가가 낮은 미국으로 줄줄이 회귀하고 있다는 것이다.

리차드 드베니 미국 디트머스대 교수는 다음과 같이 예측했다.

" 이제 서구가 제조영역에서 능력을 다시 증명해 보일 것입니다. 아시아 국가들과의 끝없는 무역불균형은 

 사라지고 원자재를 직접 구매함으로써 원자재생산국가들에 대한 영향력은 더욱 커질 것입니다. 이제 우

 리의 부가 해외로 나가는 움직임은 멈출 것입니다. 3D프린팅으로 자국생산체제가 만들어질 것입니다.

 국제적 공급망이 아니라 각자 자국의 물건을 만드는 시대가 올 것입니다."

2013년 미국은 해외 직접투자 선호국 1위에 올랐다. 2014년 미국 GDP는 2.7%로 선진국중 홀로 성장세를 이어가고 

있다. 2015년에도 특별한 돌발 상황이 없는한 성장율이 3%에 이를 수 있다고 전망한다. 이는 60,70년대의 미국 장기 

호황기의 평균 성장율과 맞먹는다. 미국기업들의 귀환도 계속 되고 있다. 하지만 작년 200만개의 일자리를 창출

했다는 셰일오일 분야는 저유가로 된서리를 맞고 있다.

상황은 항상 유동적이다. 과연  미국이 고질적 약점이던 제조업 공동화를 한껏 추스르고 중국 국부의 원천인 제

조업 공략에서 얼마나 효과를 올릴지는 두고 볼 일이다.

참고)

1. 글로벌 경제 매트릭스: 중국편/ 임형록 지음/  새빛에듀넷

2. KBS 파노라마 디지탈 미래 경제1편 3D프린팅/ 2014년 7월 반영