3D 프린팅의 지속 가능성: 공급망 엔지니어들이 적층 제조에 주목하는 이유

2026년 8월 6일 | 읽는 데 걸리는 시간: 6분

모든 산업 분야에서 제조업체들은 탄소 발자국을 줄여야 한다는 전례 없는 압박을 받고 있습니다. 규제 당국은 배출량 보고 규정을 강화하고 있으며, 투자자들은 ESG 지표를 면밀히 검토하고 있고, 고객들은 측정 가능한 지속가능성 실적을 입증할 수 있는 공급업체를 점점 더 선호하고 있습니다.
 
이 가이드는 지속 가능한 3D 프린팅이 어떤 분야에서 특히 뛰어난 성과를 내는지, 여전히 해결해야 할 과제는 무엇인지, 그리고 제조업체들이 적층 제조(AM)를 확대하기 전에 알아야 할 사항이 무엇인지 자세히 살펴봅니다. 자재 낭비 절감부터 현지 생산 활용에 이르기까지, 이 기사는 적층 제조를 단순한 가능성에서 측정 가능한 성과로 전환하기 위한 실질적인 단계들을 제시합니다.

지속 가능성, 탄소 발자국, 그리고 효율성

지속 가능성은 수많은 고려 사항 중 하나에서 경쟁력의 핵심 축으로 자리매김했습니다. 이러한 변화의 주요 원인 중 하나는 효율성과 지속 가능성 간의 연관성입니다. 에너지 소비와 폐기물 발생을 줄이는 공정은 환경에 미치는 영향을 완화할 뿐만 아니라 효율성을 높여 제조업체의 비용 절감 효과도 가져옵니다.

생산 기술을 평가하는 엔지니어들에게 AM은 측정 가능한 효율성 및 지속가능성 개선 효과를 제공한다는 점에서 두각을 나타냅니다. 최근 금속 AM에 대한 수명 주기 평가에 따르면, 항공 및 산업 기계 분야 사례 연구 전반에 걸쳐 AM은 주로 자재 낭비를 줄임으로써 기존 제조 방식에 비해 환경 영향을 60% 이상 감소시킨 것으로 나타났습니다.
 
EOS는 넷제로(net-zero) 달성을 위한 진척 상황을 추적하는 검증된 과학 기반 목표를 통해 기후 보호 및 탄소 감축에 대한 의지를 공식화했습니다. EOS는 모든 범위와 단기 및 넷제로 감축 목표에 대해 (2022년을 기준 연도로 한) 과학 기반 목표를 수립했습니다. 그 내용은 다음과 같습니다:

1. 2030년까지 Scope 1 및 2 CO2e 배출량을 42% 절대 감축한다.
2. 2030년까지 Scope 3 CO2e 배출량을 25% 절대 감축한다.
3. 2040년까지 Scope 1 및 2 CO2e 배출량을 90% 절대 감축한다.
4. 2045년까지 Scope 3 CO2e 배출량을 90% 절대 감축한다.

GHG 프로토콜에 부합하는 탄소 회계 방식을 따르는 기업은 스코프 1, 2, 3 배출량 전반에 걸친 완전한 투명성을 요구하는 EU의 ‘기업 지속가능성 보고 지침(Corporate Sustainability Reporting Directive)’과 같은 규정을 보다 수월하게 준수할 수 있습니다. 이는 환경 성과에 대한 지속적인 개선을 체계화한 ISO 14001 표준 인증을 획득한 독일의 EOS 환경 경영 시스템에 의해 뒷받침됩니다.

또한, 연구 결과를 통해 이러한 경제적 이점이 입증되었습니다. 적층 제조(AM)와 사출 성형을 비교한 매사추세츠 공과대학(MIT)의 학위 논문에서는, 스포츠 장비 사례 연구에 적층 제조를 적용했을 때 부품당 환경 발자국이 75% 감소한 것으로 나타났습니다.

어떤 산업이 지속 가능한 3D 프린팅의 혜택을 누릴 수 있을까요?

3D 프린팅이 지닌 환경적 이점은 이미 다양한 분야의 기업들이 지속가능성 수준을 높이는 데 기여하고 있습니다. 그 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

• 항공우주: 엔지니어들은 3D 프린팅 기술을 활용해 항공기 중량을 대폭 줄여주는 경량 생체모방 구조물을 제작하며, 이를 통해 연료 소비를 절감하고 항공기의 수명 주기 전반에 걸쳐 탄소 발자국을 줄입니다. 연료 소비 감소와 효율성 향상은 비용에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 탑재량에도 잠재적인 영향을 줄 수 있습니다.
• 의료 분야: 의료 업계는 환자 맞춤형 임플란트와 보철물을 주문 제작함으로써, 기존의 대량 생산 및 대규모 재고 관리와 관련된 자재 낭비와 에너지 비용을 줄일 수 있습니다. 또한, 이러한 환자 맞춤형 임플란트와 보조기는 환자의 상태를 크게 개선해 줍니다.
• 자동차: 제조사들은 적층 제조 기술을 활용해 여러 부품을 하나의 경량 부품으로 통합함으로써 원자재 낭비를 최소화하고 전기차의 에너지 효율을 높이고 있습니다. 경량 부품을 사용하고 부품 수를 줄임으로써 생산 비용을 절감하고 연료비를 절약할 수 있습니다.
• 소비재: 안경 및 신발 분야의 브랜드들은 3D 프린팅 기술을 도입해 ‘재고 제로’ 모델을 구현함으로써, 과잉 생산과 미판매 재고 처분으로 인한 환경에 미치는 악영향을 방지하고 있습니다. 과잉 재고를 없애면 비용을 절감할 수 있으며, 제품의 맞춤형 제작을 통해 사용자 경험도 향상됩니다.
• 에너지: 에너지 분야에서는 3D 프린팅 기술을 활용해 에너지 효율을 극대화하는 가스 터빈이나 풍력 터빈용 최적화된 부품을 제조합니다. 그리고 에너지 분야에서 효율은 곧 수익입니다.

적층 제조가 공급망의 탄소 문제를 어떻게 해결하는가

부품, 원자재, 공구를 대륙 간에 운송하는 것은 기존 제조업에서 탄소 배출량이 가장 많은 요소 중 하나입니다. 동료 심사를 거친 연구 결과에 따르면, 적층 제조(AM)를 도입하면 부품이 필요한 시점과 장소에서 정확하게 출력할 수 있는 덕분에 운송 및 창고 보관 관련 비용을 대폭 절감하는 동시에 이에 수반되는 폐기물도 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.

분산형 제조가 광범위한 ESG 목표와 어떻게 조화를 이루는지 더 자세히 알아보시려면, 당사와 고객사가 글로벌 공급망 전반에 걸쳐 현지 생산, 디지털 재고 관리, 순환형 자재 흐름을 정착시키기 위해 취하고 있는 실질적인 조치들을 소개하는 당사의 최신 ‘EOS 지속가능성 보고서’를 확인해 보시기 바랍니다.

이러한 이점을 더 자세히 설명하기 위해 안경 제조 사례를 살펴보겠습니다. EOS 3D 프린팅을 활용하면 고객의 고유한 얼굴 스캔 데이터를 바탕으로 안경테를 맞춤 제작하여 탁월한 착용감을 제공하는, 고도로 개인화된 맞춤형 안경을 현지에서 생산할 수 있습니다. 이 기술은 기존 소재보다 30% 더 가볍고 내구성이 뛰어난 안경테를 생산할 뿐만 아니라, 복잡하면서도 미적으로 뛰어난 격자 구조의 구현도 가능하게 합니다. 또한, 적층 제조(AM)는 시장 출시 기간을 대폭 단축하고, 과잉 생산을 최소화하며, 맞춤형 디자인을 비용 효율적으로 생산할 수 있게 함으로써 지속 가능성과 비즈니스 효율성을 높여줍니다.

적층 제조의 지속가능성 현황: 이점과 과제

현지 생산 외에도 적층 제조(AM)의 또 다른 장점은 구조적으로 필요한 부분에만 재료를 적층하여 고정밀도의 형상을 제작할 수 있다는 점입니다. 적층 제조는 자원 사용을 효율화할 수 있습니다. 근형상(near-net-shape) 부품을 제작함으로써 적층 제조는 재료 소비와 폐기물을 줄여주며, 이러한 이점은 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 긍정적인 영향을 미칩니다.

 
이러한 이점의 폭을 이해하기 위해, 지속 가능한 3D 프린팅이 기존 제조 방식보다 종종 더 뛰어난 성능을 보이는 다음 분야들을 살펴보시기 바랍니다:

• 복잡한 조립체를 단일 성형 부품으로 통합함으로써 경량화를 실현하여, 운용 시 연료 또는 에너지 효율을 향상시킬 수 있습니다.
• 디지털 재고 관리 시스템을 통해 주문형 생산이 가능해져, 과도한 자재 재고와 구형 예비 부품의 낭비를 줄일 수 있습니다.
• 재활용 소재를 사용하거나 용융되지 않은 분말 원료를 재사용함으로써, 순환형 지속 가능한 자재 흐름을 뒷받침합니다.

그러나 이러한 장점에는 고려해야 할 사항도 따릅니다. 동일한 부품을 기준으로 할 때, 파우더 베드 융합 공정은 킬로그램당 에너지 소비량이 기계 가공보다 더 많은 경우가 많으며, 분말을 생산하는 데 필요한 에너지와 자원은 플라스틱 과립 및 펠릿이나 금속 시트 및 벌크 금속을 생산하는 데 드는 것보다 더 많습니다. 진정한 이점은 생산 단계에서 발생하는 배출량을 상쇄할 수 있는 성능 향상을 위해 부품을 재설계하는 데 달려 있는 경우가 많습니다. 에너지 조달부터 부품 사용, 수명 종료 후 처리에 이르는 전 생애 주기적 사고는 정확한 지속가능성 평가를 위해 필수적입니다.

엔지니어들이 지능적인 설계, 효율적인 운영, 책임감 있는 자재 사용을 조화롭게 결합할 때 적층 제조(AM)의 지속가능성 측면은 가장 두드러집니다. 이러한 요소들이 조화를 이룰 때, 적층 제조는 단순한 시제품 제작 도구에서 저탄소·자원 효율적인 생산의 초석으로 거듭납니다.

3D 프린팅 운영의 실제 지속 가능성을 결정하는 요인은 무엇인가

크래들-투-게이트(cradle-to-gate) 관점에서 볼 때, 적층 제조(AM)에서 발생하는 가장 큰 배출 영향은 사용된 소재에서 비롯됩니다. 신규 분말 대신 순환형이며 환경 영향이 낮은 원료를 사용하면 두 자릿수 비율의 감축 효과를 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 당사의 알루미늄 AlSi10Mg는 현재 100% 재활용 원료를 사용하며, 이는 기존 배합에 비해 CO₂ 배출량을 83% 감소시킵니다. 이는 올바른 3D 프린팅 소재를 선택함으로써 환경적 영향과 비용 효율성 모두를 획기적으로 개선할 수 있음을 보여줍니다.

탄소 배출을 줄인 폴리머 소재도 또 다른 예입니다. 탄소 배출을 줄인 PA12 원료 폴리머 분말을 사용하는 것은 배출 감축을 달성하는 또 다른 방법입니다. PA 2200 CarbonReduced 외에도, EOS는 최근 PA 2201 및 PA 3200 GF를 완전히 탄소 배출을 줄인 원료로 전환하여 탄소 발자국을 30% 이상 줄였습니다. 피마자유로 만든 바이오 기반 폴리아미드 11 분말은 기존 등급 제품으로서 탄소 발자국이 매우 낮습니다. 환경 발자국을 더욱 낮추고 모든 생산 배출량을 상쇄할 수 있는 명확한 로드맵과 결합되어, 이 소재는 ISO 14068-1에 따라 기후 중립 제품으로 제공됩니다.

공정에서의 재료 효율성과 운영 규율은 모두 똑같이 중요합니다. 정밀한 적층 챔버 충진부터 견고한 분말 재활용 절차에 이르기까지, 일상적인 의사결정이 적층 제조(AM)가 지속 가능한 제조의 잠재력을 온전히 실현할 수 있는지 여부를 좌우합니다. 당사의 RFS Pro 여과 시스템 개요에서 언급한 바와 같이, 이 시스템은 재사용 가능한 분말 성분을 고효율로 분리 및 회수하여 50%~95%의 회수율을 달성하고, 기계당 연간 최대 30톤의 CO₂ 배출량을 감축함으로써 비용 절감과 탄소 배출 감축에 모두 기여합니다.

또한 3D 프린팅 공정에 동력을 공급하는 에너지 원천을 살펴볼 필요가 있습니다. 재생 가능 에너지를 사용하는 시설은 화석 연료를 사용하는 시설보다 일반적으로 훨씬 뛰어난 성과를 내기 때문에, 에너지 조달은 생산 단계의 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 요소가 됩니다. 친환경 전력이 풍부한 지역을 선택하는 것은 생산 단계의 배출량을 줄이고 지속 가능한 제조의 이점을 최대한 누리는 데 결정적인 요소가 될 수 있습니다.

미래: 3D 프린팅과 지속가능성이 만나는 지점

생체 기반 또는 기타 탄소 저감 폴리머와 재활용 소재에서 추출한 금속 분말은 지속 가능한 소재가 틈새 시장이 아닌 표준이 되는 미래를 예고합니다. 이러한 옵션들이 성숙해짐에 따라, 엔지니어들은 항공우주 및 자동차 프로그램에서 요구하는 엄격한 사양을 충족하면서도 적용 분야의 성능을 유지하면서 내재 탄소를 획기적으로 줄일 수 있게 될 것입니다.

또한, 디지털 재고 전략은 물류 단계 전체를 제거할 수 있을 것으로 기대됩니다. 보안이 확보된 부품 라이브러리와 지리적으로 분산된 검증된 3D 프린터 네트워크를 결합함으로써, 제조업체들은 수 시간 내에 주문형으로 인증된 예비 부품을 출력할 수 있습니다.

소재의 순환 고리를 완성하는 것 또한 핵심이 될 것입니다. VIRTUCYCLE® 프로그램은 사용 후 폴리머 분말을 폐기하지 않고 고성능 과립으로 전환함으로써, 재활용 1kg당 최대 7kg의 CO₂를 절감합니다. 이는 순환 경제 원칙이 산업 규모로 확대 적용될 수 있음을 보여주는 확실한 증거입니다.
 
적층 제조(AM) 기술이 계속 성숙해감에 따라 혁신과 책임 사이의 경계가 모호해지고 있습니다. 공급망 엔지니어들에게 전해지는 메시지는 분명합니다. 미래의 가장 경쟁력 있는 공장은 최첨단 3D 프린팅 기술과 타협 없는 지속가능성 기준을 융합하여 귀중한 효율성 향상을 이끌어내는 곳이 될 것입니다.

지속 가능한 제조를 향한 다음 단계를 내딛으세요

자재 낭비를 줄이고, 물류 과정에서 발생하는 탄소 배출을 감축하며, 까다로운 기후 목표를 달성하는 것은 더 이상 먼 미래의 목표가 아닙니다. 이는 오늘날 엔지니어링 분야에서 반드시 해결해야 할 과제입니다. 산업용 3D 프린팅 기술이 귀사의 운영 효율성과 지속가능성 전략을 어떻게 동시에 향상시킬 수 있는지 확인해 보실 준비가 되셨다면, 저희가 도와드리겠습니다.

당사의 적층 제조(AM) 전문가들과 상담하여, 탄소 발자국 감소, 경량 부품 개발, 그리고 더욱 탄력적인 공급망 구축을 위한 데이터 기반의 로드맵을 수립해 보십시오.

문의하기 / 상담 예약하기

먼저 직접 살펴보시겠습니까? EOS 제품 페이지를 방문하여 책임 있는 제조를 위해 설계된 금속 및 폴리머 플랫폼을 확인해 보세요.