캐드앤그래픽스 지식방송 CNG TV 지상 중계

지난 7월 21일 CNG TV 웨비나에서 마크포지드코리아는 ‘고강성 연속섬유 3D 프린팅을 통한 항공우주·방위산업 제조 혁신’을 주제로, 자사의 연속섬유 강화(CFR) 기술로 급변하는 글로벌 안보 환경과 공급망 재편 속에서 항공우주·방위산업에 어떻게 적용하고 있고 시장의 변화를 어떻게 이끌고 있는지 소개했다. 자세한 내용은 다시보기를 통해 확인할 수 있다. ■ 박경수 기자

▲ 항공우주·방위산업 제조 혁신을 이끄는 연속섬유 강화 기술을 소개한 마크포지드 코리아 조성근 지사장

금속을 대체하는 고강성 복합소재와 극한 환경의 검증

글로벌 제조업계가 공급망 불안정과 고비용 구조를 극복하기 위한 대안으로 적층제조(3D 프린팅) 기술에 주목하고 있다. 과거 시제품을 신속하게 제작하여 개발 주기를 단축하는 용도에 머물렀던 3D 프린터는 이제 공정 고도화와 재료 혁신을 바탕으로 공장 현장의 지그 및 픽스처(jig & fixture) 툴링은 물론 최종 사용되는 부품을 직접 생산하는 단계로 진화했다. 특히 엄격한 내구성 및 경량화 조건을 요구하는 항공우주 및 방위산업 분야에서 이러한 패러다임의 전환이 가장 돋보인다. 부품 단종이나 물류 차단 이슈에 직면한 국방 현장에서는 필요할 때마다 컴퓨터 안의 CAD 데이터를 꺼내 즉시 출력을 실행하는 ‘디지털 인벤토리’ 시스템을 도입하며 분산 제조 생태계를 확장하고 있다.

항공우주와 방위산업 분야에서 3D 프린팅이 실전 배치될 수 있었던 핵심 동력은 연속섬유 강화(continuous fiber reinforcement) 기술의 발전에 있다. 기존 플라스틱 압출 방식(FDM)의 한계를 넘어, 나일론 6 베이스에 잘게 자른 탄소섬유가 10% 섞인 기재(Onyx) 내부에 연속된 카본 파이버, 케블라(Kevlar), 유리섬유를 직접 적층 배치하는 기법이다. 이렇게 제작된 복합소재 출력물은 ABS 대비 최대 25배, 알루미늄 대비 3배 이상의 높은 강성을 발휘하는 동시에 무게는 절반 이하로 줄여준다. 또한, 연방항공청(FAA)과 NCAMP 인증을 획득한 난연 소재(Onyx FR) 및 추적 가능 소재를 활용함으로써, 항공기 인테리어 커스텀 부품부터 인공위성의 극저온·고온 및 고진동 가공 환경을 견디는 실제 부품 제작까지 소화해내고 있다.

금속·복합재 하이브리드 혁신과 AI 기반의 미래 제조

3D 프린팅 장비 라인업의 최신 트렌드는 복합재와 금속 소재를 하나의 장비에서 자유롭게 다루는 하이브리드화와 스마트 센서에 기반한 자동화이다. 차세대 산업용 장비인 FX10 등은 기존 대비 출력 속도를 2배 이상 높이고 비전 스캐닝 카메라를 탑재해 레이어별 품질 모니터링 및 AI 기계학습을 수행한다. 특히 단 10분 내외의 모듈 교체만으로 복합재 플라스틱 출력에서 스테인리스 스틸, 툴스틸 등 금속 프린팅으로 즉시 전환이 가능한 하이브리드 플랫폼을 구축했다. 나아가 PEKK 계열의 초고온 전용 소재(Vega)를 활용해 200℃ 이상의 내열성과 아웃개싱(outgassing) 방지를 구현함으로써, 복합재 레이업을 위한 오토클레이브 진공 툴링 등 항공우주 전용 공정으로 영역을 확장하고 있다.

조 지사장은 “최근 AI와 디지털 트윈 기술이 가속화되면서 설계와 시뮬레이션 속도는 획기적으로 빨라졌다. 하지만 기존의 CNC 절삭 가공 방식으로는 빠르게 변화하는 AI 설계 검증 주기와 가공 대기 시간을 맞춰낼 수 없다. 디지털 트윈과의 무한 반복 학습을 가능하게 만들어주는 최적의 실물화 도구가 바로 3D 프린터이다. 적층제조 기술은 단순한 장비 도입을 넘어 AI 시대의 빠른 제조 라이프사이클을 완성하는 핵심 축이 될 것”이라고 강조했다.

■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.