생기원 3D프린팅 기술로 3200ｔ급 광개토대왕함 부품 재생

기존 조달 방식으로는 3개월가량 소요… 긴급 수리도 어려워
연구진 자체개발 '금속와이어 3D프린팅' 기술로 '하루'에 끝

이협(가운데) 박사 연구팀과 연구팀이 자체 개발한 '레이저 기반 금속와이어 3D프린터.' 생기원 제공

국내 연구진이 금속와이어 3D프린팅 기술로 광개토대왕함의 손상된 디젤엔진 부품을 재생하는 데 성공했다. 기존 조달 방식이라면 3개월 이상이 소요되는 데 반해 연구진은 3D프린팅 기술을 이용해 하루 만에 문제를 해결했다.

한국생산기술연구원(이하 생기원)은 시흥 3D프린팅제조혁신센터 이협 박사 연구팀이 3200ｔ급 광개토대왕함의 손상된 디젤엔진부품을 재생했다고 밝혔다.

광개토대왕함은 1998년 실전 배치된 1호 한국형 구축함이다. 2021년 최신 전투체계로 성능을 개량한 후 함대 지휘하며 중추적 역할을 하고 있다.

해군군수사령부정비창(이하 해군정비창)은 최근 광개토대왕함의 엔진 감속기 역할을 하는 디젤엔진 클러치 잠금장치가 손상된 것을 확인하고 생기원 연구진에 도움을 청했다.

해당 장치는 엔진 회전에 의해 주변 부품과 접촉·마찰하면서 표면이 마모돼 교체가 필요했다. 주문생산 방식으로 부품 발주와 납품까지는 3개월 이상이 걸리는 데다 긴급 수리도 어려운 상황이었다.

이협 박사 연구팀은 금속와이어 3D프린팅 기술을 적용해 문제를 재빠르게 해결했다. 적용된 기술은 금속와이어 공급기와 레이저를 탑재한 로봇 팔이 와이어를 레이저 빔으로 녹여 붙여 3차원 형상을 만드는 기술로, 이협 박사 연구팀이 국내 최초로 개발했다.

기존 용접 수리 방식은 부품이 열이 과도하게 축적돼 형상이 뒤틀리는 위험이 있지만 연구팀이 개발한 금속와이어 3D프린팅 기술은 레이저 빔을 정밀하게 제어하며 형상을 복원해 열에 의한 부품 변형을 막을 수 있다.

이협 박사 연구팀은 결국 하루 만에 수리를 완료해 부품을 해군정비창으로 보냈다. 이후 결합과 시운전 평가까지 모두 수월하게 진행됐다.

이협 박사는 "군 무기체계 노후화로 국방 부품의 재생정비 수요가 늘고 있는 추세"라며 "3D프린팅 기술은 다양한 품목의 신속 제조에 강점을 갖고 있어 국방부품의 재생 정비 긴급 수요를 중족시키는 핵심기술로 자리잡을 것"이라고 전망했다.

최헌식 해군정비창장(군무이사관)은 "해군 전투력의 최일선에 있는 함정의 완벽한 전투태세 유지를 위해서는 신속정확한 첨단 정비기술 확보가 필수"라며 "향후 생기원과의 협력체계를 강화해 3D프린팅 정비기술을 고도화함으로써 과학기술 기반의 군 조직으로 혁신을 이룰 것"이라고 밝혔다.

생기원과 해군정비창은 2018년 7월부터 국방 분야 금속 3D프린팅 기술 도입을 위해 협력하며 2022년 10월 '국방부품 3D프린팅 기술개발 업무협약'을 체결한 바 있다. 임효인 기자