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초고속 3D 프린팅으로 신발부터 로봇까지… 제조 산업의 경계를 재정의하다

중국 스타트업 폴리폴리머가 개발한’HALS&39; 기술은 3D 프린팅의 생산성과 활용 범위를 획기적으로 확장시키며 글로벌 제조업에 파급력을 미치고 있습니다.

빨라진 생산 속도, 유연한 설계, 그리고 혁신적 소재 기술의 조합은 3D 프린팅이 단순 시제품 제작을 넘어, 신발·패션 산업은 물론 첨단 로봇 공정까지 아우르는 광범위한 제조 혁신을 가능하게 하고 있습니다.

바이오닉 소재로 구현한 휴머노이드 로봇의 자연스러운 움직임

최근 중국 자동차 제조기업 샤오펑(Xpeng)이 선보인 휴머노이드 로봇은 실제 인간과 유사한 움직임으로 주목을 받았습니다. 이 로봇에는 폴리폴리머가 개발한 3D 프린팅 기반’생체 근육&39; 기술이 적용되어 있습니다.

이 생체 근육은 고탄성, 내마모성, 그리고 열 방출 성능을 동시에 갖춘 고기능성 소재로 구성되며, 분자 구조 개질을 통해 300% 이상의 신장률을 실현하였습니다. 또한, 표면 질감을 인체 피부에 가깝게 구현하여 반복적인 동작에도 안정적으로 성능을 유지할 수 있습니다.

유비텍(UBTech), 엔진AI(EngineAI) 등 중국 내 로봇 전문 기업들과의 협업도 활발하게 전개 중입니다. 현재까지 20여 개 주요 로봇 기업과 R&D 개발 파트너십을 체결하였으며, 다양한 구동 부품과 관절형 키트에 이 기술이 채택되고 있습니다.

이러한 사례는 3D 프린팅 기술이 단순한 부품 제작을 넘어 정밀 기능 구현에 필수적인 역량으로 자리매김하고 있음을 의미합니다.

HALS 기술 – 대량 제조를 가능케 한 속도 혁신

폴리폴리머는 2017년 재료 과학자 왕원빈 회장에 의해 설립된 기업으로, 자체 개발한’방해 비동기 광합성(HALS: Hindered Asynchronous Light Synthesis)&39; 기술을 통해 기존 3D 프린팅 기술 대비 최대 100배 빠른 인쇄 속도를 구현하였습니다.

이 기술은 레진 경화 시간을 최소화하고, 다중 포인트 조사를 통해 병렬 출력이 가능한 시스템 구조를 채택하고 있습니다. 이를 통해 대형 생산 라인 없이도 양산형 출력이 가능해졌으며, 산업용 대량 생산에 실질적인 활용성을 확보하게 되었습니다.

HALS 기술은 단순 속도 향상이 아닌, 정밀도와 균일성 유지 측면에서도 경쟁력을 갖추고 있습니다. 폴리폴리머는 이를 기반으로 매년 수백만 단위의 제품을 제조하고 있으며, 기술적 신뢰성이 세계 유수 기업들로부터 인정받고 있습니다.

글로벌 신발 시장에서의 실질적 성과

폴리폴리머는 특히 신발 산업 부문에서 기술력을 상용화하여 직접적인 수익 구조를 구현하였습니다. 현재 전체 매출의 60% 이상이 신발 관련 제품에서 발생하고 있으며, 주요 협력 브랜드로는 스케쳐스(Skechers) 및 콜 한(Cole Haan)이 포함되어 있습니다.

이 회사는 연간 200만 켤레 이상의 생산 능력을 갖추고 있으며, 오는 2026년까지 이를 2배 이상 확대할 계획을 밝혔습니다. 전통적인 금형 없이 주문형 설계 데이터를 곧바로 생산 공정에 적용 가능하다는 점은 속도와 비용 측면에서 큰 강점으로 작용하고 있습니다.

실제 사례로, 글로벌 콘텐츠 기업 디즈니와의 협업에서는 3D 디자인 출력만으로 생산 시간을 기존 대비 70% 단축시키는 성과를 달성하였습니다. 이는 신발 사업의 디자인 다양성과 출시 대응 속도를 동시에 향상시키는 기반이 되었습니다.

R&D 효율성을 높이는 3D 프린팅 프로토타입

3D 프린팅 기술은 개발 초기 단계에서의 반복적인 시제품 제작 비용과 시간을 절감하는 데 유리합니다. 폴리폴리머는 HALS 시스템을 활용하여 삼성전자, 보쉬(Bosch) 등 글로벌 대기업에 고속 프로토타입을 공급하였습니다.

대상 기업들은 이를 통해 제품 구조 실험, 기능 시험, 사용자 피드백 테스트 등 다양한 공정을 빠르고 정확하게 진행할 수 있었으며, 이는 전체 연구개발 사이클 단축으로 이어졌습니다.

기존의 주형 제작 방식은 설계 변경 시마다 새로운 금형이 필요하지만, 3D 프린팅 기반 시스템은 설계 변경 후 즉시 반영이 가능해 제품 진화 주기를 가속화할 수 있다는 장점이 있습니다.

브랜드’폴리팹&39;을 통한 B2C 시장 진출 전략

폴리폴리머는 기술 제공을 넘어 자체 브랜드 ‘폴리팹(PollyFab)’을 론칭하여 소비자 직접 판매(B2C) 시장으로의 진출을 본격화하고 있습니다.

폴리팹은 맞춤형 스니커즈부터 액세서리, 홈 데코류에 이르기까지 디자인 편의성과 고속 제조 역량을 접목한 상품군을 구성하고 있습니다. 특히 소비자 맞춤 설정을 직접 제품 설계에 적용하는 방식은 개인화 소비 트렌드에 부합한 형태로, 글로벌 젊은 소비층의 요구에 대응하고 있습니다.

핵심 시장으로는 미국, 프랑스, 일본 등을 선정하였으며, 2026년까지 주요 거점에 오프라인 매장을 개설해 브랜드 인지도를 확대할 계획입니다. 이와 병행하여 온라인 직접 판매 채널도 정비하여 글로벌 판매망을 강화하고 있습니다.

폴리폴리머는 현재 전체 매출의 25%가 해외에서 발생하며, 향후 3년 내 해당 비중을 50% 이상 확대하겠다는 전략을 수립하였습니다.

3D 프린팅 신발 시장의 구조 변화 전망

폴리폴리머의 왕원빈 회장은 향후 7년간 3D 프린팅이 글로벌 신발 시장에서 차지하는 점유율을 10%까지 끌어올릴 수 있을 것으로 전망하였습니다.

현재 이 비율은 0.1% 미만에 불과하지만, 장비 기술과 소재 기술이 빠르게 확산될 경우, 공급 속도·디자인 다양성·생산 비용 등 다양한 요인에서 기존 제조 방식 대비 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

이는 나이키, 아디다스 등 글로벌 스포츠 브랜드가 최근 자사 신제품 라인업에 점차 3D 프린팅 요소를 포함시키는 흐름과도 맥을 같이하며, 제조 유통 산업 전반에 새로운 표준 형성이 가능하다는 점을 시사하고 있습니다.

기술 중심 제조업의 글로벌 확장 가능성

폴리폴리머는 3D 프린팅기술 기반 제조 플랫폼을 중심으로 산업 간 연계를 확장하고 있으며, 이는 향후 정밀 의료기기, 항공 부품, 맞춤형 신체 보조기기 등 다양한 분야로의 진출 가능성을 열어주고 있습니다.

특히 인간 생체 구조와 유사한 물성 구현이 가능한 소재 기술은 의료용 기능성 부품에서도 활용도가 매우 높을 것으로 평가됩니다. 별도의 금형 없이 수요에 따라 즉시 생산이 가능하다는 점은 다품종 소량 생산 체계와도 적합성이 높습니다.

이러한 전략은 고부가가치 산업과의 융합을 촉진하면서 제조업의 고도화 구조를 가속화할 수 있는 기반이 될 것입니다.

로봇 기술 시장에서의 전략적 위치 선점

폴리폴리머는 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 기술과 접목된 미래형 로봇 산업에 필요한 핵심 부품 개발로도 사업 영역을 확대하고 있습니다.

특히 근골격 구조나 구동축 같이 유동적 형태를 지닌 구성 요소를 정밀하게 제조할 수 있는 역량은 로봇 설계 완성도와 직결됩니다.

이러한 기술은 샤오펑 외에도 유비텍, 엔진AI, 니오(NIO) 등 중국 내 신흥 로봇 기업들의 파트너로서 기술 공급망 속에 안정적으로 자리하고 있으며, 향후 일본, 독일 등 정밀 로봇 기술 강국과의 협력도 전망되고 있습니다.

내수 기반에서 글로벌 전략으로의 전환

폴리폴리머는 기술 중심 제조 스타트업에서 시작하여 빠른 속도로 글로벌 기업과 협업 실적을 쌓아가고 있습니다. 최근 글로벌 브랜드들과의 제휴는 기술 수출뿐 아니라 소비재 시장에서의 실질적 수익 모델로 연결되고 있습니다.

내수와 수출을 병행하는 전략을 통해 중국 정부가 강조하는 첨단 제조업 고도화 정책과도 보조를 맞추고 있으며, 이는 장기적으로 자국 산업 경쟁력 강화와 기술 자립성 확보에 기여할 수 있을 것으로 보입니다.

향후 3D 프린팅 산업 전반의 성장 궤도 또한 폴리폴리머와 같은 충격 기술 기반 기업들의 성과에 크게 영향을 받을 전망입니다.

3D프린팅 기술은 제조업의 혁신적인 변화를 이끌며 글로벌 시장에서 주목받고 있습니다. 한양3D팩토리는 산업의 다변화와 고부가가치 창출을 지원하며, 국내외의 다양한 요구에 부응할 수 있는 솔루션을 제공하고 있습니다.

애플, 최신 애플워치에 3D 프린팅 전면 도입 – 재료 절감과 친환경 제조 공정 실현

애플이 자사 스마트워치 제조 과정 전반에 3D 프린팅 공정을 도입하며 친환경성과 공정 효율성을 동시에 갖춘 새로운 생산 방식을 확립하였습니다. 특히 티타늄 케이스의 대량 적층 생산을 통해 재료 절감 및 내구성 향상을 동시에 달성하였습니다.

3D 프린팅 공정을 통한 제조 혁신의 시작

애플은 2025년 최신 애플워치 시리즈의 외장 케이스 제작에 3D 프린팅 기술을 대규모로 적용하였다고 공식 발표하였습니다. 이는 애플워치 생산 역사상 최초로 금속 3D 프린팅 방식이 주요 외장 부품에 도입된 사례로 평가됩니다.

이번 공정에서 사용된 재료는 100% 재활용된 항공우주 등급의 티타늄 파우더입니다. 해당 파우더는 다층 적층 방식(Multi-layer deposition)에 따라 차곡차곡 쌓이며 케이스를 형성하게 됩니다. 이로써 기존의 절삭 가공 방식을 대체하며 재료 낭비를 현저히 줄이고, 보다 정교한 디자인 구현이 가능해졌습니다.

애플은 이와 같은 변화가 단지 기술적 실험에 그치지 않고 제조 효율과 환경 영향을 동시에 고려한 전략적 전환이라 설명하였습니다.

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연간 400만 톤의 티타늄 절감 효과

애플은 이번 3D 프린팅 공정을 통해 티타늄 재료의 연간 소모량을 약 400만 톤까지 절감할 수 있을 것으로 추산하였습니다. 이는 동일한 양의 티타늄을 활용해 예년 대비 최대 두 배 이상의 제품 생산이 가능함을 의미합니다.

효율성이 크게 향상된 배경으로는 공정의 다층 적층 구조와 자동화 최적화 수준 향상이 지목됐습니다. 절삭·가공 방식은 불필요한 소재 사용과 규모의 경제 실현에 한계를 지녀 왔으나, 신규 적층 방식은 최소 사용량으로 최대 구조를 구현할 수 있어 성능과 지속 가능성 모두에서 우수한 평가를 받고 있습니다.

"애플은 전략적으로 재료 사용을 줄여 왔고, 이제 대규모 3D 프린팅 금속 외장을 현실화하는 데 성공했습니다."

• 제이 만주나타이아, 제조 설계 시니어 디렉터

공정 디테일의 진화와 기능 향상

새로운 제조 공정은 6개의 독립된 고출력 레이저 유닛이 900회 이상의 레이어를 적층하며 케이스를 형성하는 방식으로 구성되어 있습니다. 후속 단계에서는 고압 분말 제거, 초음파 진동 세척, 정밀 광학 검사 등 다양한 절차를 거쳐 제품의 완성도를 높입니다.

이와 같은 고도화된 절차를 통해 기존 공정으로는 구현이 어려웠던 내부 텍스처링, 우수한 방수 성능, 내구성 강화, 부품 간 결합력 향상 등의 기술적 개선이 가능해졌습니다.

제조 품질과 기능성 향상을 동시에 달성한 본 공정은 향후 다른 제품 라인업에도 유사 방식의 적용 가능성을 시사합니다.

기술의 확장 적용 – 아이폰 에어에 이식되는 3D 프린팅

애플은 이 기술을 애플워치에서의 적용에만 국한하지 않고, 아이폰 에어의 USB-C 포트 구조 제작에도 동일한 3D 프린팅 기반 티타늄 공정을 확대 적용하였습니다. 이는 스마트폰과 웨어러블 디바이스 등 다양한 모바일 기기에 따른 제조 요구에 유연히 대응할 수 있는 구조적 기반을 마련했다는 점에서 중요합니다.

사라 챈들러 애플 환경·공급망 혁신 부사장은 이번 기술을 애플의 2030 탄소중립 전략 실행에 중요한 계기로 평가하였습니다.

"제품 디자인, 제조 공정, 환경 목표가 모두 맞물릴 때 혁신의 파급력은 기하급수적으로 확대됩니다."

• 사라 챈들러, 환경·공급망 혁신 부사장

지속 가능한 제조를 통한 환경 보호 비전

애플은 단지 기능적 향상만을 추구한 것이 아니라, 제품의 수명 주기 전체를 고려한 환경 중심적 접근 방식을 채택하였습니다. 이를 통해 제조 후 남는 잔여 재료의 사용률을 극대화하고, 전체 생산 사슬에서 탄소 배출량을 줄이는 데 기여하고자 하였습니다.

이번 공정은 단순히 금속 외장을 바꾸는 차원이 아닌, 제품 설계 – 생산 – 공급망에 이르는 전 과정에서의 궁극적 혁신 추구라는 점에서 의의가 있습니다. 애플은 해당 기술을 다양한 제품군에 순차적으로 확대 적용함으로써 환경성과 기술 혁신의 조화를 추구하고 있습니다.

"환경 보호는 애플의 핵심 가치이며, 자원 효율성 면에서 3D 프린팅 기술은 막대한 잠재력을 보유하고 있습니다."

• 사라 챈들러, 환경·공급망 혁신 부사장

품질 기준을 만족한 혁신 기술

케이트 버저론 애플 제품 디자인 부사장은 이번 공정이 단순한 시연을 넘어 실용화가 이루어진 첫 사례임을 강조하며, 애플의 엄격한 품질 요구 수준을 충족시킬 수 있음을 입증하였다고 밝혔습니다.

애플은 이 공정을 상용화하기까지 수많은 내부 테스트와 시뮬레이션을 거쳐 공정 기술을 최적화하였으며, 결과적으로 소비자 경험과 브랜드 신뢰를 모두 확보하는 성과를 달성하였습니다.

"아이디어에서 그치지 않고 실제 구현까지 이어진 혁신이며, 3D 프린팅이 애플의 품질 기준에 부합함을 증명하였습니다."

• 케이트 버저론, 제품 디자인 부사장

향후 제조 산업의 모델로

애플의 3D 프린팅 기술 상용화는 제조업 전반에 상당한 파급력을 낳을 수 있는 기준점을 제시한 것으로 평가받고 있습니다. 특히 IT 제조 기업이 기존 절삭 가공 중심의 금속 제작 방식을 벗어나 효율성과 지속 가능성을 겸비한 공정을 본격 채택한 것은 산업 생태계 내에서도 이례적인 사례로 꼽힙니다.

이러한 접근은 공급망 압박 해소, 재료 낭비 감소, 환경 규제 대응력 강화 측면에서도 전략적 유연성을 제공합니다. 동시에 다양한 물성 제어가 가능해짐에 따라 제품 설계 자유도 또한 이익을 보게 됩니다.

마치며

애플이 본

애플의 3D 프린팅 기술 도입 사례는 지속 가능한 제조로의 전환을 선도하는 중요한 전환점이 될 것입니다. 이러한 흐름 속에서 한양3D팩토리는 뛰어난 품질과 전문성을 바탕으로 3D프린팅 기술을 더욱 혁신적으로 발전시키는 데 기여할 수 있습니다.