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2015년 2월 26일 목요일

세계 최초 3D 프린팅 제트 엔진



 3D 프린터는 주로 플라스틱 소재의 제품을 출력합니다. 현재까지는 대체로 그렇다고 할 수 있겠지만 사실 앞으로 더 기대를 모으는 부분은 바로 금속 3D 프린터입니다. 앞서 언급했지만 나사 역시 3D 프린터를 이용한 로켓 엔진을 제작하는데 큰 관심을 가지고 있죠. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/09/3D-printed-rocket-part-tested.html 참조) 

 언뜻 생각하기에는 이해가 안될지도 모르지만 사실 3D 프린터는 엔진 제작에 있어 몇 가지 유리한 점이 있습니다. 우선 주형을 만들 필요가 없기 때문에 복잡한 중간 단계 없이 엔진을 직접 제작할 수 있습니다. 또 엔진의 형태가 조금씩 바뀌게 되는 개발단계에서는 컴퓨터상에서 약간만 디자인을 수정해서 새로 출력하는 일이 얼마든지 가능합니다. 

 금속 제품을 출력하는 데 필요한 시간만 짧다면 엔진 개발 주기가 엄청나게 짧아지는 것입니다. 마지막으로 소량 생산을 해야 하는 경우 3D 프린터는 상당한 가격 경쟁력을 가질 수 있습니다.이런 이점을 생각하면 금속 3D 프린터가 무엇보다 엔진 개발에 응용되는 이유를 쉽게 생각할 수 있습니다.

 호주에 있는 모내시 대학(Monash University)의 적층 제조 센터(Monash Centre for Additive Manufacturing)의 신화 우 교수(Professor Xinhua Wu)와 여러 다기관 연구자들은 세계 최초로 3D 프린터를 이용해서 제트 엔진 전체를 출력하는데 성공했다고 합니다. 정확히 말하면 엔진을 한번에 출력한 것은 아니고 각 부품을 출력해서 조립한 것이지만, 주형(mold)을 만드는 과정없이 바로 부품을 출력했다는 것은 상당한 진보라고 할 수 있습니다. 





 
(최초로 출력된 제트 엔진.  The 3D printed jet engine on display. Credit: MCAM)



(3D Printing of a small Jet Engine



(Monash Centre for Additive Manufacturing)

 연구자들은 새로운 엔진을 출력하는 대신 이미 검증된 엔진을 3D 프린터로 출력하는 작업을 먼저 시도했습니다. 개발 기간과 리스크를 줄이기 위해서는 이편이 더 현명한 방법이죠. 이들이 선택한 엔진은 마이크로터보(Microturbo (Safran))사가 제공한 것으로 오래된 가스 터빈 엔진이지만 아직도 현역으로 뛰는 엔진이라고 합니다. 

 이들은 2개의 엔진을 시험제작해서 하나는 마이크로터보사에 보내고 다른 하나는 아발론 국제 에어쇼(International Air Show in Avalon)에 전시했습니다. 아직 3D 프린터를 이용한 제트 엔진 제작 기술을 초기 단계이지만 앞으로 기술이 진보된다면 수십에서 수백개 정도 소량 생산하는 소형 엔진의 경우 주형 제작 대신 바로 출력하는 경우가 더 흔해질지도 모릅니다. 

 물론 3D 프린터가 모든 경우에 기존의 제작 방식보다 우월하지는 않습니다. 3D 프린터의 역할을 기존의 엔진 제작 공정을 완전히 바꾸는 것이 아니라 일부 영역에서 훨씬 유연하고 합리적인 대안을 제시하는 것입니다. 아마도 이 점은 다른 분야에서도 마찬가지겠죠. 예를 들어 음식을 3D 프린터로 출력할수 있지만 모든 음식을 3D 프린터로 출력하는 것은 맛은 둘째치고 엄청난 낭비가 될 것입니다. 사람의 힘으로 만들기 어려운 독특한 무늬나 패턴을 출력해서 장식 등의 용도로 사용하는 것이 훨씬 합리적이죠. 

 3D 프린터의 미래 역시 그런 것이 될 것입니다. 기존의 제조 공정과 함께 융합한다면 3D 프린터의 응용범위는 더 넓어지겠죠. 금속 소재를 주로 사용하는 엔진 부분도 마찬가지로 생각합니다. 

 참고 




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