한국생산기술연구원이 개발한 ‘금속 3D프린팅 활용 우주 발사체 추진제 탱크 제작 기술’이 한국기계기술단체총연합회에서 선정하는 ’올해의 10대 기계기술‘에 최종 선정됐습니다. 이번에 선정된 기술들은 생기원의 금속 3D프린팅 활용 우주 발사체 추진제 탱크 제작 기술을 비롯해, AI 탑재 최고 효율 시스템 에어컨(삼성전자), 특수차량 배출 매연 제거 기술(기계연), CO₂나노흡수제 개발 및 연료화 기술(고려대) 등 총 10개입니다.

생기원은 금속 3D프린팅 기술을 적용해 2개의 탱크를 합친 공통격벽(두 개의 구(球)형이 위아래로 겹쳐진 형상) 형태의 우주 발사체용 추진제 탱크를 독자 개발한 성과를 인정받아 수상을 하였습니다. 생기원 접합적층연구부문 이협 선임연구원 연구팀은 형상을 자유롭게 구현할 수 있는 금속 3D프린팅의 특징을 활용해 탱크 위에 다른 탱크를 겹쳐 쌓는 제작기법을 구현해냄으로써 공간효율성은 12% 높이고 부품무게는 27% 낮춰 경량화에 기여했습니다.

DED(Directed Energy Deposition, 직접 에너지 적층)* 방식에 실시간 공정 모니터링을 더해 변수를 적절히 제어함으로써 공정시간이 짧은 부품에만 적용되던 작업방식의 한계를 극복하고 품질경쟁력까지 확보해냈고, 특히 선정된 기술은 생기원과 한국항공우주연구원이 2020년 10월 체결한 ‘항공우주부품 제조자립 업무협약’ 이후 공동연구 성과물로서, 정부출연연구기관별 역할과 책임(R&R)에 맞는 기술개발과 긴밀한 협력의 결과라는 점에서 의미가 깊다고 합니다.

<3DGURU Opinion>

2019년 인터몰드 전시회를 돌아다니다가 한국기계 연구원 부스에서 재밌는 실험결과를 전시한 적이 있었습니다. 

아래 사진은 전통적인 방식으로 만든 시편인데, 중앙부분에 파란색으로 그려진 선이 보이시죠? 

이 부분만 DED방식의 금속 3D프린터로 출력하여 양쪽을 이어 붙인것이라고 합니다. 붙인 상태에서 인장강도 실험을 했더니, 이어붙인 부분이 아니라 원래 한덩어리였던 부분이 절단이 된겁니다. 이 결과는 DED방식으로 3D프린팅하여 붙인 면이 원래 한덩어리였던 부분들보다 잡아당기는 힘에 더 잘 견딘다는 것입니다.  놀랍지 않습니까?

DED방식의 3D프린터로 이렇게 강하게 붙일 수 있으니, 이번에 선정된 생기원의 연구사례도 충분히 실사용이 가능할 것 같습니다. 또한, DED방식의 3D프린터를 활용하여 파손된 기계부품 수리에도 사용이 되고, 실제 해외에서는 우주선 로켓부품을 출력하기도 합니다.

<로켓을 출력하는 3D프린터 Stargate, 이미지 : Relativity Space>

참고) 한국생산기술원 보도자료