3개월 이상 걸리던 광개토대왕함 부품 3D 프린팅 기술로 만든다

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 3200톤급 구축함에 필요한 부품을 3D 프린팅 기술로 만들었다. 이에 따라 부품 발주부터 납품까지 3개월 이상 걸리던 수리를 앞당길 수 있게 됐다.

한국생산기술연구원은 광개토대왕함의 손상된 디젤엔진 부품을 금속와이어 3D프린팅 기술로 재생했다고 10일 밝혔다.

이협 한국생산기술연구원 박사 연구팀과 자체 개발한 레이저 기반 금속와이어 3D프린터.(사진=한국생산기술연구원)

3200톤급의 광개토대왕함은 지난 1998년 실전 배치된 제1호 한국형 구축함이다. 2021년 최신 전투체계로 성능을 개량한 후 함대 지휘함으로 역할을 하고 있다.

이번 구축함에서 손상된 부품은 엔진 감속기 역할을 하는 디젤엔진 클러치 잠금장치이다. 엔진 회전으로 주변 부품과 접촉·마찰하면서 표면이 마모돼 교체가 필요했다. 그동안 부품은 주문생산 방식으로 조달돼 부품 발주부터 납품까지 3개월 이상 걸렸다. 긴급 수리도 시도했지만, 손상 부위 폭이 좁고 얇아 기존 용접기술로는 부품 형상 변형 없이 수리하기 어려웠다.

생기원 연구팀은 해군군수사령부정비창으로부터 부품 수리 요청을 받고, 금속와이어 3D프린팅 기술을 적용해 문제를 해결했다. 자체 개발한 기술을 써서 금속와이어 공급기와 레이저를 탑재한 로봇 팔이 와이어를 레이저 빔으로 녹여 붙여 3차원 형상을 만들었다. 이 방식은 레이저 빔을 정밀하게 제어하며 형상을 복원하기 때문에 부품의 열 변형을 억제할 수 있다. 부품은 해군정비창으로 옮겨져 후처리 공정, 디젤엔진 결합, 시운전 평가를 거쳐 정비도 마쳤다.

한편 생기원과 해군정비창은 2018년 7월부터 국방 분야의 금속 3D프린팅 기술 도입을 위해 협력해 왔다. 지난해 10월에는‘국방부품 3D프린팅 기술개발 업무협약’을 체결하고 해군정비창에 대한 3D프린팅 기술 적용을 확대해 왔다.

이협 생기원 박사는 “군 무기체계 노후화로 국방 부품의 재생정비 수요가 늘어나는 추세”라며 “3D프린팅 기술은 다양한 품목의 신속 제조에 강점을 갖고 있어 국방부품의 재생 정비 긴급 수요를 충족시키는 핵심기술로 자리 잡을 것”이라고 했다.

최헌식 해군정비창장 군무이사관은 “해군 전투력의 최일선에 있는 함정의 완벽한 전투태세를 유지하려면 빠르고, 정확한 첨단 정비기술 확보가 필수”라며 “생기원과 협력을 강화해 3D프린팅 정비기술을 고도화시켜 과학기술 기반 군 조직으로 혁신을 이룰 계획”이라고 했다.