▲ 2022년 5월 금속 3D프린팅에 사용되는 새로운 소재 개발과 성능 검증 및 항공기 엔진 구조물 부품 적용 공동 연구를 위해 한국측 컨소시엄이 업무협력 양해각서(MOU)를 체결하고 기념촬영을 하고 있다.

국내외 산학연이 항공기 엔진용 금속 3D프린팅 소재·부품·공정 등 기술 확보에 함께 나선다.

인천 송도 국제업무지구 내 항공우주산학융합원(원장 유창경)은 3D프린팅을 활용한 항공기 엔진 부품 국제 공동연구개발 사업을 3개월 간의 준비기간을 거쳐 이달부터 본격화한다고 2일 밝혔다.

이번 사업은 과학기술정보통신부에서 시행하는 ‘한-캐나다 협력기반조성사업’의 일환으로 지난해 10월부터 2년간 한국과 캐나다 양국의 산·학·연이 참여해 항공기 엔진 부품을 3D프린팅으로 제조하는 공법을 공동 연구개발 하게 된다.

한국 측에서는 주관 연구개발기관으로 인하대학교, 공동연구개발기관으로 항공우주산학융합원, 한국항공우주산업(KAI)과 3D프린팅 전문기업인 ㈜레이어와이즈가 참여한다. 캐나다 측에서는 ETS(Ecole de technologie superieure)대학교와 3D프린팅 금속 분말 생산 업체인 AP&C(Advanced Powders & Coatings)가 참여한다.

양측은 신규 적용 입도분포(PSD, Particle Size Distribution) 분말의 3D프린팅 제조 공정 개발과 이를 활용한 항공기 엔진 부품 제작 적용을 위한 연구개발을 추진한다. 이를 통해 분말의 단가를 낮추고 성능을 검증하며 해당 부품을 국산화할 계획이다. 또한 항공기 엔진 부품 제작에 3D프린팅을 적용해 공정 단계를 줄일 예정이다.

구체적으로 캐나다 AP&C는 플라즈마로 금속 분말을 제조하는 APA(Advanced Plasma Atomization) 공법을 통해 새로운 입도분포 분말을 개발하면, 한국 측 연구기관인 항공우주산학융합원은 레이저 분말 베드 용융(Laser Powder Bed Fusion)방식을 기반으로 한 소재 공정 개발을 진행한다.

KAI는 기존 입도분포 분말과 새로 개발한 입도분포 분말을 적용해 엔진 부품의 시제품과 시편 제작을 맡게 되며, ㈜레이어와이즈에서 적층제조특화설계(DfAM, Design for Additive Manufacturing) 및 생산 전략 연구를 맡게 된다. 인하대는 3D프린팅으로 제작한 시편 및 엔진 부품을 분석해 관련 데이터를 축적하고, 캐나다 ETS 대학에서는 입도분포에 따른 물성 분석과 적층 위험 예측 모델을 개발하게 된다.

유창경 항공우주산학융합원장은 “세계 금속 3D프린팅 분말 시장을 선점하고 있는 AP&C와 우수한 연구진이 포진한 ETS 대학과 국제 공동연구를 수행함으로써 3D프린팅을 활용한 국내 소재·부품 기술력이 크게 향상될 것”이라며 “다양한 항공우주 부품 생산에 3D프린팅이 활용될 수 있는 계기를 마련하고 글로벌 항공우주산업 분야에서 국가 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

한편 항공우주산학융합원은 지난 2017년 4월 산업통상자원부, 인천광역시, 인하대학교, 등 관련 기관, 학교 및 기업들이 참여해 산학융합지구 조성사업으로 설립됐다.

인천시는 금속 3D프린팅 산업의 신규 비즈니스를 창출하고 항공부품산업체 및 항공정비업체의 기업 역량 향상을 통한 해외 항공부품물량 확보를 위한 기반 구축을 위해 항공우주산학융합원에 GE Additive社의 PBF 방식 금속 3D프린터 ‘M2’와 EBM 방식 금속 3D프린터 ‘Spectra H’를 구매 지원한 바 있다.