금속 3D 프린팅으로 항공기 엔진 부품 만든다

한국-캐나다 연구진, 항공기 엔진 부품 공동연구
3D 프린팅 항공기 엔진 부품 생산 공정 개발
소재·부품 국산화… 생산 효율성 증대

항공우주산학융합원과 레이어와이즈, 인하대, 한국항공우주산업(KAI)이 지난해 5월 금속 3D 프린팅을 활용한 항공기 엔진 부품 국제 공동연구개발 사업을 위해 업무협약을 체결한 모습. /항공우주산학융합원

적층제조 방식인 3D 프린팅 기술을 항공기 엔진 부품 개발에 사용하기 위한 연구개발이 시작된다. 3D 프린팅 기술이 항공기 엔진 부품 생산에 적용되면 부품 국산화와 동시에 생산 효율성을 높일 수 있다.

항공우주산학융합원은 2일 금속 3D 프린팅을 활용한 항공기 엔진 부품 국제 공동연구개발 사업에 착수한다고 밝혔다. 이 사업은 새로운 분말을 이용한 항공기 엔진 부품 제조공정을 개발하고 소재·부품 국산화를 목적으로 하고 있다.

한국과 캐나다의 산업계, 학계, 연구계는 과학기술정보통신부의 ‘한국-캐나다 협력기반조성사업’에 따라 지난해 10월부터 2년 동안 3D 프린팅으로 항공기 엔진 부품 제조 연구개발에 나서기로 했다.

한국은 주관 연구개발기관으로 인하대와 공동연구개발기관으로 항공우주산학융합원, 한국항공우주산업(KAI), 3D 프린팅 전문업체 레이어와이즈가 참여한다. 캐나다에서는 몬트리올 고등기술학교(ÉTS)와 3D 프린팅 금속 분말 생산 업체인 AP&C(Advanced Powders and Coatings)가 함께한다.

3D 프린팅 기술은 재료를 쌓아 올리는 적층제조 방식으로 복잡한 형상의 부품을 생산할 수 있다는 것이 특징이다. 특히 원재료를 별도로 가공하지 않아도 되고, 재료 손실도 최소화할 수 있어 비용적 측면에서 장점을 가진다. 최근에는 부품 경량화와 통합화, 최적화를 강점으로 점차 적용 범위를 확대하고 있다.

연구개발은 금속 재질의 입도분포 분말을 이용한 제조공정 개발과 항공기 엔진 부품 제작 적용이 목표다. 궁극적으로 단가를 낮춘 3D 프린팅 소재와 항공기 엔진 부품을 안정적으로 국산화한다. 항공기 엔진 부품 생산에 3D 프린팅 공정이 적용되면 생산 기간도 단축될 수 있다.

AP&C는 플라즈마로 금속 분말을 제조하는 ‘APA(Advanced Plasma Atomization) 공법’으로 새로운 분말을 개발한다. 항공우주산학융합원은 금속 분말을 3D 프린팅이 가능한 상태로 만드는 ‘레이저 분말 베드 용융’ 방식을 기반으로 공정을 만든다. KAI는 새로 개발된 입도분포 분말과 공정을 적용해 엔진 부품 시제품과 시편을 제작하고, 레이어와이즈는 3D 프린팅 제조 특화설계 연구를 맡는다. 인하대는 3D 프린팅 엔진 부품 분석을, ÉTS는 물성 분석과 적층 위험 예측을 진행한다.

유창경 항공우주산학융합원장은 “3D 프린팅 금속 분말 시장을 선점하고 있는 AP&C와 우수한 연구진이 포진한 ÉTS와 공동연구를 수행해 3D 프린팅을 활용한 국내 소재·부품 기술력이 향상될 것”이라며 “항공우주 부품 생산에 3D 프린팅 제조 방식이 활용해 국가 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.

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