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생기원 금속 3D프린팅 기술,‘올해의 10대 기계기술’선정

3D프린팅으로 ‘우주발사체 추진제 탱크’ 경량화 및 공간효율 향상 구현

2020년 10월 생기원-항우연 간 ‘항공우주부품 제조자립 업무협약’ 후속성과

□ 한국생산기술연구원(원장 이낙규, 이하 생기원)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.

ㅇ 올해는 대한기계학회 학술대회 기간인 11월 4일(목) 김대중컨벤션센터에서 선정패 수여식과 기술소개 발표가 진행됐다.

ㅇ 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.

ㅇ 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.

ㅇ 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.

* 금속 분말이나 와이어를 공급하고 레이저를 이용해 급속 응고시켜 적층하는 방법

□ 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.

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

ㅇ 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.