▲ 최현선 피레타 대표가 환영사를 하고 있다.

금속 적층제조 부품 인증과 첨단산업 확산에 필수적인 시험평가 기반 소재부품 신뢰성 확보 방안을 모색하고 이에 필요한 전 주기 기술을 통합적으로 논의하는 자리가 마련됐다.

발전·에너지 설비 진단 및 인공지능(AI) 기반 디지털 솔루션 전문기업 ㈜피레타(대표 최현선)와 만능재료시험기 및 측정 장비 전문기업 엠티엠코퍼레이션(주)(대표 김덕영)은 공동주최로 8월27일부터 28일 양일간 호텔 선샤인 6층 컨퍼런스홀에서 ‘제3회 금속·소재분야 피로·파괴 시험확대를 위한 산학연 기술교류회’를 개최했다. 이번 교류회에는 적층제조, 우주항공·방산·에너지 관련 산학연 관계자 140여명이 참석했다.

복잡한 형상 부품의 일체화 제작이 가능하고 설계 자유도가 높은 적층제조 기술은 우주항공, 발전, 원자력, 방산 등 첨단산업에서 수요가 빠르게 확산되고 있다. 적층제조 소재는 공정 조건에 따라 기공, 잔류응력 등이 발생할 수 있어 기존 소재와는 다른 관점의 기계적 특성 평가와 신뢰성 검증이 요구된다.

특히 적층제조 부품의 피로·파괴 특성은 적층 방향과 후처리에 좌우되기 때문에 인증과 실제 적용을 위해서는 시험평가 기반의 신뢰성 검증이 필수적이며 적층제조 전(全) 주기를 통합적으로 고려해야 한다.

이에 교류회에서는 ‘적층제조 소재의 활용 및 동향’을 주제로 금속 분말 제조부터 적층 공정, 후처리, 시험평가, 인증 등에 이르는 적층제조 소재의 전 주기 기술을 공유하고 시험평가 기반 신뢰성 확보 방안을 모색했다.

최현선 피레타 대표는 환영사를 통해 “적층제조가 과거 시제품 제작 기술에서 벗어나 첨단산업에 사용하는 실제 부품을 양산하는 기술로 발전하면서 신뢰성 확보가 필수적”이라며 “이러한 신뢰성 확보는 혼자 힘으로는 할 수가 없기 때문에 산학연간 소통과 협력이 중요하며 피레타는 시험과 데이터를 기반으로 적극 지원하겠다”고 밝혔다.

교류회에서는 3D프린팅연구조합, 파트너스랩, EOS, ZwickRoell, 창원대, 한국재료연구원, 이엠엘(EML), 대구기계부품연구원, 한국생산기술연구원, 경상대, 한국원자력연구원, 한국기계연구원, LabAM24, 피레타 등 산학연 전문가들이 강연자로 나서서 금속 적층제조 소재, 공정, 후처리 등 최신 기술 및 우주항공, 모빌리티, 원자력, 디지털트윈·AI, HIP 등 응용기술에 대해 발표했다.

▲ 강민철 3D프린팅연구조합 이사가 ‘금속적층기술의 최신 기술 동향 및 응용분야’ 주제발표를 하고 있다.

강민철 3D프린팅연구조합 이사는 ‘금속적층기술의 최신 기술 동향 및 응용분야’ 주제발표를 통해 글로벌 적층제조 시장이 우주항공, 방산 등 수요 확대에 힘입어 안정적인 성장이 전망되고 있으며, 이중 적층제조 출력서비스 시장은 2025년 기준으로 전년대비 15.5% 성장한 108억달러를 기록, 전체 적층제조 시장의 44.5%에 달하고 있다고 밝혔다. 향후에도 우주항공 인증 적용 확대, 기능성 부품 적용, 의료용 임플란트 맞춤 양산 등에 힘입어 시장이 성숙기에 접어들 것으로 진단했다.

금속 적층제조 기술 트렌드는 부품 양산 공정에 맞춰 장비의 멀티레이저, 대형화, 자동화 등이 가속화되고 있으며, 소재 또한 기존 범용 합금에서 적층제조 전용 합금으로 전환되고 있고 기능경사재료 등 고기능화가 추진 중이다. 품질관리에서도 사후 결함 모니터링에서 공정데이터 기반 선별검사로 전환되면서 실시간 품질보증이 이뤄지고 있고, 표준도 단순 시험방법에서 벗어나 데이터 구조, 결함 정의, 장비 안전 및 디지털 추적성을 규정하는 방향으로 발전하고 있다.

강민철 이사는 향후 적층제조 비즈니스 모델이 기존 장비 및 소재 판매에서 향후 부품생산 데이터 인증 서비스를 중심으로 전환될 것으로 전망했다. 특히 인증 획득이 어렵고 부가가치가 높은 항공엔진 고에너지 회전체, 항공엔진 고온 연소 터빈 부품, 미사일 유도무기 핵심 부품 등은 장기적으로 수익성을 확보할 수 있다고 설명했다. 이들 부품에 대한 인증 및 검증에 대한 비용과 시간 부담이 커지기 때문에 초기에는 연료·연소·열관리 등 진입 장벽이 상대적으로 낮은 부품을 중심으로 적층제조 사업화가 유리하다고 제언했다.

강민철 이사는 “적층제조 산업의 수익성 확보는 인증·데이터·소프트웨어·유지보수 등이 핵심 축이며, 최종적으로는 반복적인 매출이 발생하면서 진입장벽이 높은 인증 부품과 장기 양산계약이 주요 수익원이 될 것”이라고 밝혔다.

▲ 유성호 파트너스랩 연구소장이 ‘첨단산업 분야의 적층제조 기술 기반 부품 제조를 위한 생태계 구축 방안’을 주제발표 하고 있다.

금속 적층제조 전문기업 파트너스랩의 유성호 연구소장은 ‘첨단산업 분야의 적층제조 기술 기반 부품 제조를 위한 생태계 구축 방안’이라는 주제발표를 통해 적층제조 시장이 장비 판매 중심에서 실제 부품 양산 중심의 산업화 단계로 전환되고 있으며, 향후 기업 경쟁력은 고부가 첨단산업 부품의 반복생산, 품질보증, 인증 등 확보에서 결정될 것이라고 전망했다.

적층제조가 우주항공, 방산, 반도체, 위성통신 등 첨단산업에서 적용이 확대되고 있는 것은 부품 경량화, 고성능화, 신속 개발, 지속 가능성, 공급망 안정화 등을 달성할 수 있는 혁신적인 기술이기 때문이다. 스페이스 X, 블루 오리진 등 우주 발사체 선도 기업들은 적층제조로 연소기 등 핵심 부품을 양산하고 전 주기 생태계 구축을 가속화하고 있으며, 미군은 적층제조를 활용한 부품 양산, 가동률 확보, 군수 지속지원성 강화 등을 통해 전투 준비 태세 유지의 핵심 기술로 육성 중이다.

이에 파트너스랩은 글로벌 우주항공, 방산, 조선해양 등 첨단산업에서 요구하는 고기능 부품 제작과 생태계 구축에 동참하기 위해 설계-제조-후처리-품질-인증 등 전 밸류체인 역량을 내재화하고 있다. 또한 미국 전쟁부가 ‘2026년 환태평양훈련(RIMPAC 2026)’의 일환으로 지난 6월16일부터 7월17일까지 추진한 디지털 제조 플랫폼(DMX:Digital Manufacturing Exchange) 훈련에 국내 기업 최초로 참가해 작전 현장에서 금속 적층제조 기술로 필요 부품을 제작해 조달하는 실증 사업을 성공적으로 수행하는 등 글로벌 협력을 확대하고 있다.

유성호 소장은 “적층제조 산업화를 위해선 생산원가 절감, 인증, 효율성 등 확보가 필수적”이라며 “파트너스랩은 밸류체인 내재화를 통한 품질·납기·원가 경쟁력 확보로 지속 가능한 적층제조 산업 생태계를 구축하는데 적극 나서겠다”고 밝혔다.

▲ 김충수 이엠엘(EML) 상무가 ‘적층제조용 고청정 구형 금속분말 제조 기술 및 분말 특성 평가’를 주제발표 하고 있다.

첨단 금속소재 전문기업 이엠엘(EML)의 김충수 상무는 ‘적층제조용 고청정 구형 금속분말 제조 기술 및 분말 특성 평가’ 주제발표를 통해 AI 데이터센터의 지속적인 확대와 자동차 전동화 가속화에 따라 열관리 기술의 중요성이 높아지고 있으며, 이에 따라 열관리 효율을 향상시키는 부품 제조에 활용되는 고기능성 금속분말 소재에 대한 수요 역시 빠르게 확대될 것으로 전망했다.

특히 적층제조 기술은 기존 제조공정으로 구현이 어려운 복잡한 냉각 유로를 구현이 가능한 설계 자유도, 경량화, 다양한 고열전도 금속 소재 활용 등이 가능하기 때문에 데이터센터 히트싱크 및 콜드플레이트, 전기차 배터리 냉각 부품, 발사체 로켓노즐 등 열관리 솔루션으로 적용이 확대되고 있다.

이엠엘은 MIGA(Melt Induced Gas Atomization), VIGA(Vacuum Induction Gas Atomization), EIGA(Electrode Induction Melting Inert Gas Atomization), HIGA(Hybrid Induction Gas Atomization) 등 다양한 가스아토마이징 기술을 기반으로 인코넬 합금(IN718·IN625), 타이타늄 합금(Ti64 Gr23), 구리 합금(CuCrZr), 순수구리 등 우주항공 및 첨단산업에 필요한 다양한 고청정·고구형 금속분말과 ‘Eloi-Series’ 연자성 분말 등 제품을 생산 중이다.

이엠엘은 적층제조 금속분말 사업 확대를 위해 EIGA 기반으로 적층제조 전용 금속분말을 생산 중이다. 또한 생산된 분말을 검증하기 위해 자체적으로 금속 적층제조 장비를 구축했으며 출력서비스 사업도 진행하고 있다.

김충수 상무는 효율적인 열관리를 위해선 기능성 적층제조 소재개발이 매우 중요하며 특히 적층 부품 품질과 공정 안정성을 좌우하는 분말 내 산소농도 제어가 필수적이라고 밝혔다. 산소농도는 보관·취급과 재사용 과정에서 증가하는데 산소농도를 제어하면 재사용 횟수를 늘릴 수 있어 생산성 향상과도 직결된다.

이를 위해 이엠엘은 EIGA 장비의 핵심 부품인 고효율 노즐 및 회전노즐 개발, 인덕션 코일 개발 등을 통해 분말 산소농도를 낮추고 품질을 높이고 있다.

김충수 상무는 “적층제조로 제작되는 부품 품질과 생산성 확보를 위해 부품 산소농도를 낮추는 기술개발과 함께 고객 맞춤형 생산장비 개발을 지속 추진하고 있다”고 밝혔다.

▲ 피레타가 개최한 제3회 금속·소재분야 피로·파괴 시험확대를 위한 산학연 기술교류회’에 많은 산학연 관계자들이 참석했다.