[고든 정의 TECH+] 항공산업의 3D 프린터…엔진부품까지 출력?

3D 프린터 기술은 최근 알게 모르게 여러 분야로 응용범위를 넓히고 있습니다. 특히 금속 제품을 3D 프린터로 출력할 수 있게 되면서 과거에는 3D 프린터로 제작하기 어려웠던 엔진 부품이나 기타 중요한 금속 부품을 제조할 수 있는 길이 열렸습니다. 이미 나사(NASA)와 유럽 우주국(ESA)은 금속 3D 프린터를 로켓 엔진에 사용하는 연구를 진행 중이며, 주요 항공사는 물론 군에서도 관심을 보이고 있습니다.

항공기 제조사에서 3D 프린터에 관심을 보이는 이유는 복잡한 금속 부품을 빠르고 간편하게 제조할 수 있기 때문입니다. 복잡한 부품이 많은 항공기 엔진의 특성상 엔진의 제작은 물론 유지 보수에 필요한 많은 부품을 제때 수급하는 것이 중요한데, 금속 3D 프린터 기술은 여기에 새로운 가능성을 제시하고 있습니다.

제너럴 일렉트릭 항공(GE Aviation)이 개발 중인 세계 최대의 상업용 제트 엔진인 GE9X의 경우 엔진 노즐을 비롯한 복잡한 부품에 3D 프린터로 출력한 부품을 도입했는데, 이런 대형 엔진에서 3D 프린터 부품이 도입되는 것은 최초라고 합니다. 2020년까지 상용화를 목표로 개발 중인 GE9X는 최대 출력이 10만lb(파운드)급으로 7만lb급 엔진 4개를 탑재한 A380보다 더 거대한 항공기를 공중에 띄울 수 있는 강력한 엔진입니다.

미 해군 역시 3D 프린터 부품을 항공기에 도입하는 연구를 진행 중입니다. 최근 미 해군 항공 시스템 사령부(Naval Air Systems Command (NAVAIR))는 MV-22B 오스프리 틸티로터기에서 금속 3D 프린터로 출력한 티타늄 부품을 탑재하고 비행하는 테스트를 진행했습니다. 이 테스트를 진행한 트래비스 스테펜슨 소령(Travis Stephenson)에 의하면 3D 프린터로 출력한 부품을 탑재한 MV-22B 오스프리가 성능 면에서 기존의 제품을 탑재한 것과 차이가 없었다고 합니다. 미 해군은 앞으로 더 많은 항공기에 3D 프린터 출력 부품을 테스트할 예정입니다.

미 해군이 3D 프린터에 관심을 보이는 이유는 보급 및 정비 면에서 유리하기 때문입니다. 항공기 부품은 그 종류와 수가 매우 다양한데, 이는 정비 및 보급이라는 측면에서는 사실 불리한 점입니다. 특히 오스프리처럼 구조가 복잡한 항공기는 더 문제가 심각합니다. 군용기의 경우에 한정된 수요로 인해 제품 및 부품 생산을 많이 하기 어렵지만, 기본이 수십 년 이상 운용을 하다 보니 이 문제가 항상 미국은 물론 여러 나라의 군대를 괴롭혔습니다.

그런데 필요한 부품만 3D 프린터로 출력해서 바로 사용할 수 있다면 어떻게 될까요? 다양한 항공기를 운용하는 항공모함이나 상륙함에서 필요한 부품을 바로 출력할 수 있다면 해군 입장에서는 정비 및 보급에서 혁신이 일어나게 되는 셈입니다. 물론 이런 혁신은 미 해군 군용기뿐 아니라 다른 군용기 및 민간 항공기 부분에서도 충분히 파급될 수 있습니다. 앞으로 미 해군은 이 가능성을 최소한 3개의 항공기에서 테스트할 계획입니다.

앞으로 연구 개발을 통해 실용성 및 안전성을 확보해야 하겠지만, 앞서 말한 장점들 덕분에 가까운 미래에 3D 프린터가 군용 및 민수용 항공기 부분에서 더 넓게 응용될 가능성이 높아 보입니다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com