3D프린터로 출력한 부품을 사용하는 SLS

(Owen Brayson, an instrumentation technician for NASA's RS-25 prime contractor Aerojet Rocketdyne, exhibits the pogo accumulator assembly, NASA's largest 3-D-printed rocket engine component tested in the restart of RS-25 production, on Engine 0528. The engine was successfully tested Dec. 13.

Credits: Aerojet Rocketdyne)

(The successful hot-fire test of an RS-25 development engine at NASA's Stennis Space Center on Dec. 13 included NASA's largest 3-D printed rocket engine component to date, the pogo accumulator assembly. The test was the first of 50 for NASA's restart of RS-25 engine production.

Credits: NASA/Stennis)

 앞서 소개드린 것처럼 나사는 금속 3D 프린팅 기술을 이용해 복잡한 로켓 부품의 생산 단가와 시간을 획기적으로 줄이는 연구를 진행 중입니다. 이미 상당한 기술적 진보를 이룬 상태로 현재 나사가 개발 중인 대형 로켓인 SLS에 3D 프린터 출력 부품을 사용하는 테스트가 진행 중입니다. 

 지난 12월 13일 진행된 엔진 연소 실험에서는 pogo accumulator라는 큰 비치볼 만한 크기의 부품을 3D 프린터로 출력해서 테스트를 진행했습니다. (사진) 강력한 로켓 엔진의 연소 중에는 부품 전체가 매우 강한 진동과 압력, 열을 받게 됩니다. 이 테스트에서 3D 프린터로 출력한 부품은 성공적으로 진동과 충격을 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 

 SLS에 사용되는 엔진은 과거 우주 왕복선의 유산인 RS-25 계열 로켓 엔진으로 현재 보유한 16기 이외에도 6기 정도를 추가 주문할 계획입니다. 그런데 이렇게 소량 생산하는 엔진이라도 그 구조가 복잡해서 제작에 많은 시간과 비용이 소모됩니다. 더욱이 복잡한 형태의 부품을 만들기 위해 여러 부분을 용접해야 하는데, 이것 역시 시간과 비용을 상승시킬 뿐 아니라 용접 불량으로 고장의 원인이 될 수 있습니다. 

 금속 3D 프린터 기술은 한 번에 복잡한 부품을 출력할 수 있기 때문에 이런 문제에서 자유롭습니다. 나사에 의하면 pogo accumulator를 3D 프린터로 출력한 결과 비용을 35%정도 줄이고 시간은 80%나 감소시킬 수 있었다고 합니다. 특히 용접 부위를 100곳이나 줄여 제작이 매우 간단해졌습니다. 

 앞으로 테스트를 통해 3D 프린터 출력 부품이 신뢰할 수 있다는 점을 증명하면 로켓 제조 부분에서 새로운 혁신이 일어날 것으로 기대됩니다. 앞서 소개드린 것과 같이 GE aviation은 이미 3D 프린터 출력 부품을 대형 항공기 엔진에 적용하고 있으며 3D 프린터 로켓 부품 역시 이미 실용화가 되어 앞으로 응용 범위가 넓어질 것으로 생각됩니다. 

 앞으로 이 부분에서 발전이 계속되어 로켓 발사 비용 및 제작 시간을 크게 줄일 수 있기를 기대합니다. 

 참고 

https://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/nasa-tests-3-d-printed-rocket-part-to-reduce-future-sls-engine-costs