금속 재료를 사용한 메탈 3D 프린팅은 최근 의료와 항공 등 분야에서 활용을 모색하고 있다. 이번 호에서는 항공 분야에서 메탈 3D 프린터의 활용 동향과 개발 노력을 소개하고자 한다.

■ 주승환(William SH Joo) | 부산대학교 연구교수로, 센트롤 CTO/부회장을 역임하고 있다. 산업부 및 미래부의 3D 프린팅 기술로드맵 수립위원이다. 네이버 카페 한국 3D 프린터 유저그룹을 운영하고 있으며, 오픈소스 3D 프린터 윌리봇을 개발한 바 있다.

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메탈 3D 프린터를 가장 많이 사용하는 분야가 의료와 항공 등 두 가지이다. 의료용은 국내에 메디세이, 강원 생산기술연구원 등이 전자빔을 사용하는 아캠(ARCAM) 장비를 사용하여 외산으로 연구 중이고, 광주 조선대학교병원 문영래 교수팀과 센트롤을 비롯한 많은 업체가 국산 장비를 중심으로 개발하고 있다.

항공용으로는 아직 국내에서는 개발 사례가 별로 소개되지 않고 있다. 현재 센트롤은 가장 큰 시장인 항공 시장에 국내 제품을 납품을 하기 위해서 많은 노력을 하고 있다.

현재 항공 부품을 3D 프린팅으로 만들려는 시도는 미국을 중심으로 많이 이뤄지고 있다. GE의 경우 3D 프린터로 제트 엔진을 만들려는 시도를 하고 있다. 작은 제트 엔진을 3D 프린터로 제작하고, 실제 대형 제트 엔진의 많은 부품을 3D 프린터로 교체하여 실제 사용하고 있다. 또한 생산에 적용, 대량생산을 하는 사례도 많이 있다.

GE가 3D 프린팅으로 제작한 엔진의 사례를 그림으로 소개했다. 그림에서 손으로 들고 있는 것이 실제 GE가 3D 프린터로 소형 제트 엔진을 프린팅한 사례이며, 실제 동작이 가능하다. 필자는 신시내티 GE 항공의 ATC(Additive Technolgy Center)를 방문해서 직접 확인하였는데, 동일하게 제작이 가능한 자체 개발 국산 메탈 3D 프린터를 판매하기 위한 목적도 있었다.

필자는 해외에 국산 메탈 3D 프린터를 판매하기 위해서 제트 엔진의 프린팅이 필요하다는 생각을 하게 되었다. 실제 사례로 제트 엔진을 프린팅한다면 국내외로 많은 가능성을 타진할 수 있고, 기술적으로 우리 프린터의 우수성을 외국에 알릴 수 있는 기회가 되는 것이다.

실제 제트 엔진을 3D 프린터로 개발하기 위해 먼저 시중에서 판매하는 제품을 구입하여 테스트 및 분해, 엔진 시동 환경을 구축했다.

매연이 많이 발생해서, 창가 근처에 덕트를 생산해 원할 때 실내에서 테스트가 가능한 환경을 구축하였다.