▲ 적층제조 심화기술 컨퍼런스에 많은 관계자들이 참석했다.

NIPA-3D프린팅연구조합-3D프린팅 창의융합표준화포럼, ‘적층제조 심화기술 컨퍼런스’ 성료

적층제조(3D프린팅)이 우주항공·방산·車·타이어 등에 적용이 확대되고 있는 가운데 맞춤형 양산 핵심기술로 활성화되기 위해선 부족한 공정·소재 데이터를 확보하고 신뢰성 및 품질 확보를 위해 관련 요소기술의 표준을 확보하는 것이 필요하다는 의견이 제시됐다.

정보통신산업진흥원(NIPA)이 주최하고 3D프린팅연구조합, 3D융합산업협회, ㈜링크솔루션, 3D프린팅 창의융합 표준화 포럼 주관으로 ‘2023 적층 제조 심화기술 컨퍼런스’가 29일 양재 엘타워 그레이스홀에서 개최됐다.

이번 행사는 3D프린팅 제조혁신 본격화를 위해 시제품 수준 이상의 국내·외 산업 적용 성공사례를 공유하고 표준 기반의 경쟁력 확보 방안을 제시하고자 마련됐다. 또한, ‘3D프린팅 전문인력 양성교육(프로젝트 과정)’ 사업에 참여 중인 기업과 재직자를 위한 심화교육의 일환으로 진행됐다.

이날 △트렌드 코리아 2024(이향은 LG전자㈜ 상무) △우주/항공/방산 분야의 3D프린팅 표준(유병주 ㈜태성에스엔이 센터장) △맞춤형 제조 파운드리 설계를 위한 자동화 생산 테스트베드(최근식 ㈜링크솔루션 대표) △타이어 몰드 적층 제조 및 양산화 기반 기술(유정희 한국타이어㈜ 선임연구원) △3D프린팅을 활용한 항공기 엔진 부품 국내·외 연구개발 현황(정희윤 한국항공우주연구원 선임연구원) △3D프린팅 기술의 미래전망(박근 서울과학기술대학교 교수) 등 산업 적용 사례와 기술 전망에 대한 전문 강연이 진행됐다. 또한 3D프린팅연구조합이 운영 중인 판교FAB의 소량양산과 마포3D-FAB 기술 지원에 대한 사례도 발표됐다.

금속 분말을 레이저로 녹여 적층하는 PBF 방식 금속 3D프린팅은 고품질 부품을 생산할 수 있다는 장점으로 인해 전체 산업용 금속 3D프린팅 시장의 84%를 차지하고 있다. 그러나 분말, 레이저 파라미터, 후공정 등 일련의 공정에서의 변수가 많아 특히 우주항공, 방산 등 수요산업에서는 신뢰성과 품질 확보를 위해 품질인증 단계에서 프로세스를 매우 중요하게 여기고 있다.

유병주 ㈜태성에스엔이 적층제조센터장은 모든 프로세스에 대한 평가를 통해 적층제조 품질을 보장해야하기 때문에 표준을 통해 최소 요구 품질에 대한 가이드를 마련해야한다고 강조했다. 그렇다고 과도한 표준을 요구하면 품질비용이 증가하기 때문에 적정선이 필요하다.

유병주 센터장은 “적층제조 신뢰성 문제를 해결하기 위해선 흄이 튀는 경우, 분말관리를 못해 산화피막이 생기는 경우, 미세 균열 등 주요 요인에 대한 연구가 더 필요하다”며 “적층제조의 신뢰성과 품질 확보를 위해 핵심품질요소에 대한 표준을 제정하는 것이 시급하다”라고 강조했다.

가스터빈을 기반으로 하는 항공기 엔진은 다품종 소량생산으로 부가가치가 높아 적층제조가 일찍부터 활용돼 왔다. 일례로 항공기 엔진에서 가장 고난도 부품인 고압터빈 블레이드의 경우 냉각을 위해 내부에 복잡한 유로가 있으며 표면에 수십~수백개의 공기구멍이 존재하는데 이를 기존 인베스트먼트 캐스팅으로 제작할 경우 공정개발에 1~2년이 소요되나 적층제조를 활용하면 크게 단축할 수 있다.

한국항공우주연구원에서는 터보샤프트 엔진 가스발생기 터빈용 고압터빈 노즐을 개발하는데 있어 설계 검증용으로 적층제조를 활용했다. 실제로 부품을 적층제조로 일체형으로 제작하고 고압터빈 노즐 성능시험에 적용했다.

정희윤 항우연 선임연구원은 “항공기 엔진 부품을 적층제조하기 위해서는 적층방향, 파라미터에 따른 표면조도, 치수정밀도 등 성능에 영향을 미치는 기초연구가 필요하다”며 “동일 소재를 사용하더라도 제작방식에 따라 소재 물성이 상이하고 고온에서 소재 물성데이터가 부족해 공정 및 소재 관련 데이터 확보와 함께 정부의 R&D 지원 및 OEM社와 협력이 필요하다”고 제언했다.

한편 이날 행사장 밖 로비에서는 참석자들의 3D프린팅 기술 컨설팅을 위해 △링크솔루션 △프로토텍 △자이브솔루션즈 △한국기술 △하비스탕스 △에이엠코리아 등 국내 3D프린팅 전문기업 6개사의 컨설팅 부스도 함께 운영됐다.