▲ 금속 3D프린팅&AM 제품 선급 인증 세미나에서 강사 및 관계자들이 기념촬영에 응하고 있다.

3D프린팅(적층제조)으로 제작된 부품을 조선산업에 적용·확대하기 위해서는 제작단가 하락과 고성능화 디자인(설계)이 반드시 수반돼야 한다는 의견이 제시됐다. 또한 부품을 선박에 적용시 공장·제품승인이 필수적이기 때문에 소통을 통한 대응이 필요한 것으로 나타났다.

한국적층제조사용자협회(K-AMUG, 회장 주승환)와 울산정보산업진흥원(UIPA, 원장 장광수)은 공동주관으로 6일 삼성동 코엑스 3층 세미나룸 301A에서 ‘DfAM(적층제조특화설계) & 시뮬레이션 기반 금속 3D프린팅 및 조선 적층제조(AM) 제품의 선급 인증 세미나’를 개최했다. 조선분야에서 AM 적용에 대한 전문세미나는 국내에서 이번이 처음으로 약 80명이 참석할 정도로 많은 관심을 받았다.

선급(classification)이란 배가 외항 (대해)를 항해할 수 있다는 보증을 말하는 것으로 선급협회가 증서를 발행하고 이는 선박의 매매·용선 및 해상보험에 있어 객관적인 증거가 된다. 이에 금속 3D프린팅으로 제작한 부품을 조선산업에 적용하기 위해서는 반드시 각 적층제조 부품과 생산공장은 선급등록을 받아야만 한다.

이번 세미나는 금속 3D프린팅의 조선산업 적용·확대에 필수적인 선급인증 현황과 함께 선급인증을 받기위해 필요한 정보를 공유하기 위해 마련됐다. 또한 금속 3D프린팅 기술 확대를 위해 필요한 국내외 DfAM 소프트웨어와 프린팅 시뮬레이션 기술도 다뤄졌다.

이날 김덕수 현대중공업 중앙기술원 책임연구원은 ‘조선해양분야에서의 3D프린팅 트렌드’ 주제 발표를 통해 상선에 3D프린팅 부품이 적용되고 있고 조선사들은 3D프린팅을 공정에 새로 적용하기 위한 연구를 추진 중이라고 밝혔다.

세계 각국은 배에 3D프린터를 탑재해 선박에 필요한 부품을 생산해 적용하는 ‘온보드 3D프린팅’을 활발히 추진 중이다. 미 해군은 원자력추진함에 필요한 부품을 생산해 실증 중하고 있으며 프랑스 해군에서도 프로펠러 블레이드를 만들어 테스트했다. 중국 해군에서는 하얼빈함의 부품 하나를 제작해 적용하는 등 이제 시작 단계다.

현대중공업도 3D프린팅 부품을 선박에 적용하기 위해 얇은 금속 와이어를 Arc 용접하듯 붙이는 방식인 WAAM으로 2m프로펠러 제작을 정부과제로 진행하고 있다. 또한 현대중공업은 지난해 4월 울산정보산업진흥원, 울산대, UNIST, 한국적층제조사용자협회(K-AMUG), 윈포시스, 대건테크, 창성, 대신강업 등과 ‘선박 건조 분야 3D프린팅 기술 개발 컨소시엄’을 구성해 디자인, 공정, 인증에 집중하고 장비와 소재는 산학연과 협력하는 중이다.

김덕수 책임연구원은 3D프린팅의 선박 적용확대의 최대 관건으로 제작단가를 꼽았다. 우주항공산업의 경우 부품 가격이 매우 비싸기 때문에 3D프린팅으로 제작된 부품이 경쟁력이 있으나 조선, 자동차 등 산업에서는 한계가 있다. 김덕수 책임연구원은 “컨소시엄을 구성한 이유도 3D프린팅 제작단가를 낮추기 위한 것이며 디자인 측면에서도 경량화를 넘어 고성능화를 달성해야 한다”고 강조했다.

세계 각 선급에서는 3D프린팅 부품에 대한 가이드라인과 공장승인 절차 등을 마련했다. 3D프린팅 부품을 선박에 적용하려면 평가-공정 품질-제조(열처리)-시험(피로시험 등)-인증서 발행 등 일련의 과정을 거쳐야하며, 승인된 절차에 따라서만 제작해야 하고 특성, 성능을 바꾸려면 새로 승인을 받아야 한다.

임영기 노르웨이독일선급(DNV-GL) 검사관은 “이러한 승인 과정에서 선급과의 긴밀한 소통이 중요하다”고 밝혔다. 박정규 미국선급협회(ABS) 검사관도 “어떤 소재를 가지고 어떻게 제조할 것인지에 대한 인증 유무와 잔류응력을 풀어줄 적절한 열처리와 비파괴 검사 등을 어떻게 할 것인가 검토가 필요하며 선급, 설계자, 생산자간 유기적인 협력이 중요하다”고 강조했다.

행사를 주관한 주승환 한국적층제조사용자협회 회장은 “조선산업에서 3D프린팅으로 제작된 부품이 5~10건 정도 적용되기 시작하면 1~2년내 의미있는 성과가 나올 것”이라며 “이번 세미나를 시작으로 우리나라 조선산업과 3D프린팅 경쟁력이 동반 상승할 수 있도록 지원에 나서겠다”고 밝혔다.

한편 이날 세미나에서는 기조연설로 주승환 K-AMUG 회장이 ‘DfAM-시뮬레이션 기반 메탈 프린팅 교육 방식 도입 방안(성공 사례)’을 발표했으며 해석기반 AM 세션에서는 △유병주 태성SNE 실장 △황인혁 MSC소프트웨어 △백소령 3D시스템즈 본부장이, AM 선급 세션에서는 △임영기 노르웨이독일선급(DNV-GL) △Ioanna Dimitrakopoulou 영국선급협회(LR) △박정규 미국선급협회(ABS) 등이 발표에 나섰다.