국내외 4D프린팅관련 산업분석보고서(2024) (개정판)

비피기술거래,비피제이기술거래

시장조사전문기관으로다음과같은보고서등을저술하였다.

4차산업혁명을이끌미래인쇄전자산업분석보고서
국내외게임시장산업분석보고서
사물인터넷산업분석보고서
조명시장과OLED시장보고서
MEMS기술산업전략보고서
반려동물산업과첨단기술의만남
방열소재시장과기술동향
모바일화에따른온라인문화콘텐츠산업동향
미세먼지에관련된국내시장에대한전망분석보고서
고체산화물연료전지(SOFC)정책및시장과개발업체동향,기술현황과사업아이템
듀얼카메라시장조사보고서
전통문화의시장및기술동향전통식품
모바일및웨어러블기기용화학등등저술

1.4D프린팅이란? 3
2.4D프린팅기술 6
가.4D프린팅소재 7
1)3D프린팅소재산업 8
2)스마트소재 25
나.4D프린팅응용분야 33
1)의료분야 33
2)사회기반시설분야 33
3)자동차,항공,방위산업분야 33
4)의류산업분야 34
5)제조및패키징,내구소비재분야 34

3.4D프린팅시장동향 36
4.4D프린팅기술동향 42
가.4D프린팅특허현황 44
1)4D프린팅장치와4D프린팅을이용한특허 44
2)스마트소재 50
나.4D스마트설계기술및프린터 86
다.4D프린팅사례 88
1)아디다스의런닝화‘알파엣지4D 88
2)BMW의차세대자동차인비전넥스트100 89
3)4D프린팅기술활용주파수자가기억안테나 90
4)4D프린팅을이용해만든‘키네메틱스드레스’ 91

5.4D프린팅기업 93
가.Stratasys 93
나.Autodesk 96
다.3DSystems 98

6.결론 101
7.참고문헌 102

2013년에미국MIT자가조립연구의스카일라티비츠(SkylarTibbits)교수의‘4D프린팅의출현(Theemergenceof’4Dprinting’)‘이라는제목의Ted강연을통해처음으로세상에나타난4D프린팅은3D프린팅에자가변환과자가조립등의개념이더해진것으로기존3D프린팅의한계로지적받고있는크기의제한과부품조립의문제를해결할수있다.

4D프린팅은1차출력물을만드는데,이것은완성이아닌다른형상으로변하기위한밑그림으로출력된물체는가열,진공,중력,공기역학등다양한에너지에의해자극을받아변환가자가조립을수행한다.

이와같은4D프린팅제품을만들려면온도나습도등에따라모습이변하는‘스마트소재’를사용해3D프린터로최종제품의설계도역할을할제품을출력해야한다.스마트소재는나무나종이등기본적인소재는물론이고형상기억합금이나형상기업폴리머섬유등첨단소재까지다양하게활용할수있다.1차출력물이처음에설계했던조건과만나면모습이변하면서최종원하는제품이만들어진다.모습이변하는과정에서스스로조립도할수있다.

MIT가공개한4D프린팅사례를보면물과만나팽창하는나무를이용해코끼리밑그림을출력했는데,이를물에담그면코끼리모형으로변했다.즉,나무소재로만든결과물이자가변환을통해최종완성된사례로볼수있다.또다른사례로는종이로만든밑그림이자가조립과정을거쳐상자나축구공등으로만들어지는경우도있다.

이러한기능을가진4D프린팅은3D프린팅을적용하는의료,건설,로봇등의분야는물론이고자체변환과자체조립을이용하면3D프린팅으로할수없던한단계진화한일들도가능하게할것으로보인다.

최근국내한연구팀이4D프린팅기술을이용해동물의근육과뼈를재생시키는놀라운성과를발표했다.이들은콜라겐과하이드록시아파타이트로만든지지대를4D프린터로제작했다.하이드록시아파타이트(hydroxyapatite)는치아와뼈의주성분으로인공뼈나치아임플란트,화장품,광촉매재료로광범위하게사용된다.연구팀이만든혼합지지대를뼈가어긋난생쥐에게적용한결과골조직형성이증가했고이식부위주변조직에서신생혈관도효율적으로생성되는성과가나타났다.연구팀은이와유사한연구를진행하고있으며이러한연구결과를토대로앞으로뼈와인대,신경조직,골격근등에도응용할수있을것이라고밝혔다.실용화를위한연구는이제시작이겠지만앞으로미래인간의몸을기계로만드는데있어커다란청신호가터진셈이다.

본보고서에서는생명공학이나의료공학관련기술에서많이사용되는4D프린팅관련기술동향,시장동향,기업동향등을살펴보고자한다.