3D프린터를 활용한 '항공우주 및 방위 산업의 미래'

3D프린터를 활용한 '항공우주 및 방위 산업의 미래'

- 적층 제조 적용 및 3D프린팅의 산업 영향력 확대 -

힐 공군기지의 F-16 파이팅 팰컨


Jordan Weininger는 미 공군의 고급 복합 재료를 담당하는 엔지니어입니다. 그는 힐 공군기지의 고급 복합 재료와 함께 복합 엔지니어링 분야에서 일하면서 항공 우주 및 방위 산업에서 첨단 적층 제조 기술의 적용과 산업용 3D 프린팅에 대한 통찰력을 얻을 수 있었습니다. ​ Jordan Weininger는 미 공군 업무를 통해 향후 3D프린터를 활용한 항공 우주 및 방위 산업의 미래를 아래와 같이 예측하고 설명합니다.



공군부대가 '기존 제조방식'에서 → '3D프린팅 적층제조 방식'으로 전환하는 이유


1. 소규모 배치 생산 :

군대에서 특별히 작업하는 항공기의 경우, 필요한 부품을 대량으로 만들지 않습니다. 항공 우주 및 방위산업의 어플리케이션은 대부분 소규모 생산이며, 때때로 이러한 부품은 적층 제조 기술에 따라 현장에서 바로 생산할 수 있습니다.

2. 분산 제조 가능 :

3D 프린터를 다양한 장소에 배치할 수 있다면 단일 생산라인에 의존할 필요가 없습니다. 예를 들어 과거 어떠한 부품을 전담하던 지역의 생산 장비가 고장나면 해당 부품이 필요했던 타 지역의 생산라인에 차질이 생깁니다. 하지만 3D 프린터가 곳곳에 배치된다면 이제 하나의 지역에서 전 세계에 부품을 배송할 필요가 없습니다. 한 지역에서 생산 장비가 고장이 나더라도 다른 지역의 3D프린터를 통해 부품을 만들 수 있기 때문입니다. 이처럼 3D 적층 제조는 오늘날 항공 우주 및 방위산업에서 훨씬 더 큰 역할을 하고 있습니다.

보관 중인 노후된 군용 항공기의 조감도


3. 노후 항공기 수리를 위한 적층 제조 - MRO (항공기 정비/개조) 노후된 항공기는 종종 기존의 부품이 손상되거나 잘못 배치된 경우가 있습니다. 이에 엔지니어들은 3D프린터를 통해 필요한 부품을 생산하고 정비합니다. ​ 더 이상 툴링이나 CAD 데이터가 없는 노후화된 항공기 부품들은 기존 부품의 3D 스캐닝을 통해 역설계하3D 프린팅하여 사용가능한 부품을 만듭니다.


F-16 날개 조립 항공기 부품 작업



항공우주 산업에서 3D프린터를 사용하는 분야


3D 프린팅의 산업 확장

제품 수명 주기에서 제품 구성 요소의 프로토타입을 만드는 것은 완제품 성공에 매우 중요합니다. ​ 과거에는 아웃소싱 및 CNC를 통해 해당 작업을 진행하였지만 오늘날의 엔지니어들은 3D프린팅을 통해 프로토타입 제작은 물론 제품의 적합성 및 기능 테스트, 초기 설계 과정을 보완합니다. 이는 내부에서 빠르고 손쉽게 작업을 진행할 수 있어 과거에 비해 리드타임 및 비용을 줄일 수 있으며 또한 금속, 복합재료, 열가소성 수지 등 다양한 재료를 사용할 수 있습니다. ​ 때문에 향후 가까운 미래에는 브래킷, 힌지, 마운트 및 보조 도구와 같은 툴링 부분에서 적층 제조가 더욱 성장할 것이며, 기능적 최종 부품의 3D프린팅을 채택하는 산업 또한 늘어날 것입니다.


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