3D프린팅으로 ‘우주발사체 추진제 탱크’ 경량화 및 공간효율 향상 구현
2020년 10월 생기원-항우연 간 ‘항공우주부품 제조자립 업무협약’ 후속성과

한국생산기술연구원(원장 이낙규)이 개발한 ‘금속 3D프린팅 활용 우주 발사체 추진제 탱크 제작 기술’이 한국기계기술단체총연합회에서 선정하는 ’올해의 10대 기계기술‘에 최종 선정됐다.

‘올해의 10대 기계기술’은 지난 1년간 국내 기계분야에서 개발된 가장 우수한 기술과 제품을 알리고 개발자의 노고를 치하하기 위한 명예로운 상으로 2013년부터 선정·공표되고 있다.

올해는 대한기계학회 학술대회 기간인 11월 4일 김대중컨벤션센터에서 선정패 수여식과 기술소개 발표가 진행됐다.

이번에 선정된 기술들은 생기원의 금속 3D프린팅 활용 우주 발사체 추진제 탱크 제작 기술을 비롯해 ▲AI 탑재 최고 효율 시스템 에어컨(삼성전자) ▲특수차량 배출 매연 제거 기술(기계연) ▲CO₂나노흡수제 개발 및 연료화 기술(고려대) 등 총 10개이며, 기술발표 내용이 줌(Zoom)을 통해 온라인 중계될 예정이다.

생기원은 금속 3D프린팅 기술을 적용해 2개의 탱크를 합친 공통격벽(두 개의 구(球)형이 위아래로 겹쳐진 형상) 형태의 우주 발사체용 추진제 탱크를 독자 개발한 성과를 인정받아 수상의 영예를 안았다.

생기원 접합적층연구부문 이협 선임연구원 연구팀은 형상을 자유롭게 구현할 수 있는 금속 3D프린팅의 특징을 활용해 탱크 위에 다른 탱크를 겹쳐 쌓는 제작기법을 구현해냄으로써 공간효율성은 12% 높이고 부품무게는 27% 낮춰 경량화에 기여했다.

또한 DED(Directed Energy Deposition, 직접 에너지 적층) 방식에 실시간 공정 모니터링을 더해 변수를 적절히 제어함으로써 공정시간이 짧은 부품에만 적용되던 작업방식의 한계를 극복하고 품질경쟁력까지 확보해냈다.

특히 선정된 기술은 생기원과 한국항공우주연구원(이하 항우연)이 2020년 10월 체결한 ‘항공우주부품 제조자립 업무협약’ 이후 공동연구 성과물로서, 정부출연연구기관별 역할과 책임(R&R)에 맞는 기술개발과 긴밀한 협력의 결과라는 점에서 의미가 깊다.

기술개발 공로자로는, 생기원에서는 접합적층연구부문 이협 선임연구원, 손용 수석연구원과 윤종천, 연시모 연구원이 이름을 올렸고, 항우연에서는 미래발사체연구단 박재성 단장과 이기주 박사가 포함됐다.

현재 항우연 미래발사체연구단의 성능평가를 통해 우주부품 개발 가능성을 확인하였으며 실제 발사체에 적용될 수 있도록 추가 연구를 추진하고 있다.

선정패를 수여받은 이협 선임연구원은 “본 기술이 본격적으로 적용되면 공정 자동화 및 제작기간 단축을 이룰 수 있어 전통적 우주발사체 탱크 생산방식을 대체하는 한편, 금속 3D프린팅 기반의 제조혁신을 앞당길 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편 이 기술은 지난 10월 3D융합산업협회에서 주관하는 ‘3D프린팅 활용 우수사례 경진대회’에서도 대상(과학기술정보통신부장관상)을 수상한 바 있다.