3D 프린터 역사: 1980년대 최초의 3D 프린팅 특허와 빌 마스터
세계 최초 3D 프린팅 특허를 취득한 "빌 마스터(Bill Masters)"
미국의 기업가 빌 마스터(Bill Masters)는 1984년 7월 2일 컴퓨터 자동화 제조 공정 및 시스템에 대한 특허를 출원했습니다. 이 특허 출원은 USPTO(미국 특허 상표청, The United States Patent and Trademark Office) 역사상 최초의 3D 프린팅 특허로 기록되어 있습니다.
빌 마스터는 3D 프린터의 아버지로 알려져 있는 척 헐(Chuck Hull)보다 약 1달 정도 빠르게 특허 출원을 하여 '세계 최초'라는 타이틀을 거머쥐었습니다. 이후 회사를 설립하여 기술 연구와 제품 개발에 매진했으나 상업적인 결과는 좋지 못했습니다.
- 출신: 미국 사우스 캐롤라이나
- 1984년 7월 2일: 컴퓨터 자동 제조 공정 및 시스템에 대한 특허 출원
- 1980년대 후반: CAD/CAM 회의에서 자신의 3D 프린팅 기술 최초 소개
- 창업: 기술 연구/개발을 위해 Perception Systems社 설립
- 1992년: 사명을 BPM(Balistic Particle Manufacturing)으로 변경
- 1996년: CAD(Computer Aided Design) 시스템을 사용해 물체를 제조하는 장치 'Personal Modeler 2100' 출시 (총 16대 제작/판매)
- 1997년 10월: BPM 사업 중단 (법인은 유지)
빌 마스터가 보유한 5건의 특허 중 첫 번째 특허는 오늘날 사용되는 3D 프린팅 시스템의 핵심 토대를 마련했습니다. 해당 특허의 작동 원리를 구체적으로 살펴보겠습니다.
USPTO 특허번호 US4665492A: 3D 프린팅 시스템의 토대
◇ 컴퓨터 시스템 구성도 분석 (도면 참조)
- 설계 대상 (10번) 및 CAD 시스템 (14번): 설계 대상을 CAD를 통해 설계하고 데이터를 컴파일합니다.
- 3D 좌표 정보 파일 전송 (18번): 설계가 완료된 후, 3D 좌표 정보를 시스템 컨트롤러(16번)로 전송합니다.
- 컨트롤러 장비 (16번): 시스템 컨트롤러는 하위 2개의 제어장치(Servo)를 총괄 제어합니다.
- 제어 장치 (20번, 22번): 대상물(34번)을 출력하기 위해 정해진 좌표로 이동하여 재료를 주입하는 작동 헤드(24번, 26번)의 위치를 정밀하게 제어합니다.
- 작동 헤드 출력 (24번, 26번): 시작점(32번)을 중심으로 작동 헤드가 이동하며 최종 대상물(34번)을 입체적으로 출력합니다.
현재 3D 프린터의 기술적 토대를 완성한 훌륭한 특허이지만, 빌 마스터의 상업적 도전은 결국 실패로 끝났습니다. BPM의 Personal Modeler 2100은 외부 투자를 받아 개발에 오랜 시간이 소요되었고, 제작된 16대조차 배송 중 파손이나 기본 작동 결함이 발생했습니다.
이러한 시장의 불만과 제품 반환은 후속 제품 홍보에 치명타를 입혔습니다. 무엇보다 당시 3D Systems나 Z Corporation 등 경쟁사 제품과 비교했을 때, 출력 속도 면에서 심각한 경쟁력 저하를 보인 것이 가장 큰 실패 요인이었습니다.
오늘은 역사 속으로 사라졌지만, 현대 3D 프린팅 기술의 첫걸음을 뗀 선구자 '빌 마스터(Bill Masters)'와 최초의 특허에 대해 자세히 알아보았습니다.