광개토대왕함을 3D프린팅 기술로 수리했다

생산기술연구원, 디젤엔진 부품 수리

한국생산기술연구원 시흥 3D프린팅제조혁신센터 이협 박사팀이 금속와이어 3D프린팅 공정을 이용해 광개토대왕함의 클러치 잠금장치를 수리하고 있다. 생산기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원 시흥 3D프린팅제조혁신센터 이협 박사팀이 광개토대왕함의 손상된 디젤엔진 부품을 금속와이어 3D프린팅 기술로 수리하는데 성공했다.

10일 생산기술연구원에 따르면, 광개토대왕함의 손상된 부품은 엔진의 감속기 역할을 하는 디젤엔진 클러치 잠금장치로, 엔진 회전에 의해 주변 부품과 접촉·마찰하면서 표면이 마모돼 교체가 필요한 상황이었다.

구축함 부품은 주문생산 방식으로 부품 발주 및 납품까지 3개월 이상이 소요된다. 차선책으로 긴급 수리를 시도했지만, 손상 부위의 폭이 좁고 얇아 기존 용접기술로는 부품의 형상 변형 없이 수리하기 어려웠다.

이협 박사팀은 해군군수사령 부정비창으로부터 해당 부품의 수리 요청을 받고, 금속와이어 3D프린팅 기술을 적용해 문제를 해결했다. 수리를 완료한 부품은 해군정비창으로 옮겨져 후처리 공정-디젤엔진 결합-시운전 평가를 거쳐 성공적으로 정비를 마쳤다.

해군정비창 인원들이 광개토대왕함 디젤엔진에 수리한 부품을 장착하고 있다. 생산기술연구원 제공

이협 박사는 "군 무기체계 노후화로 국방 부품의 재생정비 수요가 늘어나는 추세"라며 "3D프린팅 기술은 다양한 품목의 신속 제조에 강점을 갖고 있어 국방부품의 재생 정비 긴급 수요를 충족시키는 핵심기술로 자리 잡을 것"이라고 전망했다.

금속와이어 3D프린팅 기술은 이협 박사팀이 국내 최초로 개발한 기술로, 금속와이어 공급기 및 레이저를 탑재한 로봇 팔이 와이어를 레이저 빔으로 녹여 붙여 3차원 형상을 만든다.

기존 용접 수리 방식은 부품에 열이 과도하게 축적돼 형상이 뒤틀리는 위험을 안고 있지만, 연구진이 개발한 기술은 레이저 빔을 정밀하게 제어하며 형상을 복원하기 때문에 부품의 열 변형을 억제할 수 있다.

한편, 3200t급의 광개토대왕함은 1998년 실전 배치된 제1호 한국형 구축함으로, 2021년 최신 전투체계로 성능을 개량한 후 함대를 지휘하고 있다.

생산기술연구원과 해군정비창은 2018년 7월부터 국방 분야의 금속 3D프린팅 기술 도입을 위해 협력해 왔으며, 2022년 10월에는 '국방부품 3D프린팅 기술개발 업무협약'을 체결하고 해군정비창에 대한 3D프린팅 기술 적용을 확대해 왔다.
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