19세기 철근콘크리트의 발명은 현대 도시의 풍경과 생활을 바꾸었다. 최근에는 3D 프린팅 건설이 건설 현장의 자동화와 건설 폐기물 최소화 등 미래 생활을 변화시킬 첨단 건설 기술로 주목받고 있으며, 관련 특허 출원도 꾸준히 증가하고 있다.

특허청은 한국, 미국, 중국, 유럽연합(EU), 일본 등 주요국 특허청에 출원된 전 세계 특허를 분석한 결과, 3D 프린팅 건설 기술의 특허 출원이 최근 10년(’12년~’21년)간 출원 증가율에서 1위를 기록했다고 밝혔다.

특허청에 따르면, ’12년에 3D 프린팅 건설 기술의 특허 출원 건수는 8건에 불과했으나, 연평균 45.3%씩 증가해 ’21년에는 231건으로 늘어났다. 특히 2014년부터 출원이 급증하기 시작했는데, 이는 2014년을 전후로 주요국들이 3D 프린팅 산업에 대한 지원 정책을 발표한 영향으로 보인다.

최근 10년간 3D 프린팅 건설 기술 특허 출원이 가장 많은 국가는 중국으로, 전체의 38.6%에 해당하는 533건을 기록했다. 그 뒤로 미국이 20%(276건)를 차지했다. 한국은 12.1%(167건)로 3위를 차지했으나, 최근 5년간 연평균 13%의 높은 출원 증가율을 보이며 앞으로 더욱 빠른 성장이 기대된다.

3D 프린팅 건설 분야의 출원인 분석 결과, 기업이 이 분야의 연구·개발을 주도하며 전체의 68.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 특히 미국(83.3%), 독일(97%), 프랑스(96.4%)는 기업의 출원 비율이 높았다. 반면, 한국에서는 기업(34.7%), 대학(30.5%), 개인(17.4%), 공공기관(17.4%) 등 다양한 주체가 연구·개발에 참여하고 있는 것으로 나타났다.

주요 다출원인을 살펴보면, 1위는 스위스의 SIKA(3.6%, 50건), 2위는 미국의 GE(3.5%, 49건), 3위는 중국의 중국건설(3%, 42건) 등 건설 관련 기업들이 차지하고 있었다. 한국 출원인으로는 19위 건설기술연구원(0.9%, 13건), 21위 연세대(0.7%, 10건), 42위 세종대(0.4%, 6건), 50위 하이시스 및 디원테크(각각 0.4%, 5건) 등 연구소, 대학, 기업체가 고루 포진해 있다. 특히 한국에서는 3D 프린팅 전문 중소벤처기업들이 활약하고 있는 것으로 나타났다.

한편, 3D 프린팅 건설 기술은 시멘트와 같은 건설 소재를 평면도를 따라 치약처럼 층층이 쌓아 건물의 단면을 형성하고, 이를 반복해 건축물을 완성하는 적층 조형 건설 기술입니다. 이 기술은 비정형 곡선 등 자유로운 디자인이 가능하고, 신속하게 건축하며 인력을 최소화할 수 있어 저비용 건축이 가능하며, 건축 폐기물이 거의 발생하지 않는 것이 특징이다.

전 세계 3D 프린팅 건설 시장은 2022년 34억 달러(약 4.7조 원)에서 연평균 65% 성장해, 2032년에는 약 5천억 달러(약 716조 원)에 이를 것으로 예측된다.