우주발사체용 3D 프린팅 부품…극저온 환경 고압 시험 세계 첫 통과

한국생산기술연구원은 12일 한국항공우주연구원, 케이피항공산업, 에이엠솔루션즈, 한양대와 함께 개발한 3차원(3D) 프린팅 기반 대형 티타늄 고압용기(사진)가 극저온 환경 고압 시험을 세계 최초로 통과했다고 밝혔다.

우주발사체에 탑재되는 고압용기는 액체연료와 추진제의 저장·공급을 유지하기 위한 핵심 부품이다. 우주용으로 활용하려면 강도가 강하고 가벼우며 추진제 탱크의 극저온 환경에서도 성능을 유지해야 하기 때문에 티타늄 합금이 고압용기의 주요 소재로 쓰인다. 티타늄 용기를 기존 방식으로 제작하면 소재 조달이 어렵고 설계상 비용과 납기가 늘어나는 문제가 있다.

공동 연구팀은 3D 프린팅 기술을 이용해 적층제조 공정을 도입했다. 레이저와 금속 와이어를 사용하는 지향성 에너지 증착(DED) 방식의 적층제조 공정으로 직경 640㎜, 크기 130L급 티타늄 합금 고압용기를 제작했다. 연구팀은 두 개의 반구형 티타늄 부품을 각각 적층 제조한 후 열처리·정밀 가공·용접 공정을 통해 일체형 고압용기를 제작했다. 이협 생산기술연 3D프린팅제조혁신센터 수석연구원은 “우주항공 응용 분야에 적층제조 기술을 활용할 기반을 구축했다는 데 의미가 있다”고 설명했다.

강경주 기자 qurasoha@hankyung.com