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항공기 비용·무게 해결사 3D프린터 부품부품 경량화·생산속도 향상·수주잔량 감소·연료소모 절약·배기가스 감소 1석 5조
   
▲ 항공기 산업에서 3D 프린팅 생산 방식은 1석 5조의 효과를 낸다.   출처= Sagacious Research

[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] 다음에 당신이 비행기를 탈 때에는 3D 프린터로 만들어진 비행기 부품을 제법 볼 수 있을 것이다.

세계 최고의 항공우주회사들이, 제조 공정의 속도를 높이고 비용을 절약하며 연료를 덜 소모하는 항공기를 만들기 위해 3D 프린터 사용을 늘리고 있다.

3D 프린터는 보잉과 에어버스 같은 대형 항공기 제조사들이 대량 주문으로 발생하는 수주 잔량을 줄이는 데에도 도움이 될 것이다. 그러나 3D 프린터로 부품을 생산하는 더 큰 이유는 전통적인 방법으로 생산하는 것보다 더 우수한 부품을 생산할 수 있기 때문이다.

에어버스의 그라지아 비타디니 최고기술책임자(CTO)는 CNN과의 인터뷰에서 "3D 프린팅 기술 덕분에 표준 절삭 방식으로는 만들 수 없었던 복잡한 부품도 만들 수 있게 됐다”고 말했다.

에어버스는 이미 2014년부터 3D 프린터로 부품을 만들기 시작했다. 바로 항공기의 무거운 엔진을 고정시키는 데 사용되는 철탑의 부품인 작은 티타늄 브라켓을 3D 프린터로 제작한 것이다.

현재 이 기술은, 최근 새 항공기 수요 급증을 충족시키기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 항공기 제조사들에게 필수적이고 중요한 도구가 되었다.

3D 프린터의 이점

3D 프린터는 재료를 층층이 쌓아 단단한 물체를 만든다. 일반적으로는 플라스틱이 가장 많이 사용되는 소재지만, 최근에는 티타늄, 스테인리스 스틸, 도자기, 모래 등을 사용하는 3D 프린팅이 인기를 끌고 있다.

‘적층 제조’(additive manufacturing)라고 불리는 3D 프린팅 기술은 산업 전반에 걸쳐, (3D 프린터가 없었다면 금형이나 전문 기계로 만들었을) 프로토타입, 개인 맞춤형 제품, 소량 제품을 만드는 데 사용된다.

항공기 제조회사나 그들에게 부품을 공급하는 회사들에게 3D 프린터는 값비싼 도구나 주물, 금형의 필요성을 줄이는 데 큰 도움이 된다.

에어버스의 비타디니 CTO는 "주물이나 금형은 대개 제품 생산 훨씬 이전에 제작되어야 하며, 수정하기도 쉽지 않다. 또 많은 비용과 시간을 투자하고도 (잘못됐다고 생각되면) 또 다시 처음부터 다시 시작해야 한다."며 3D 프린팅 방식의 장점을 설명했다.

보잉도 지금까지 3D 프린팅을 사용해 6만 개의 부품을 제작했다. 이는 아직까지 매우 적은 비율이지만(보잉 747에는 600만 개의 부품이 들어간다), 에어버스의 미국 경쟁사인 보잉도 이 기술에 많은 투자를 하고 있다.

보잉의 관계자도 CNN과의 통화에서 "적층 제조 방식은 항공기 부품의 비용과 무게를 줄일 수 있는 큰 잠재력이 있다"고 말했다.

보잉은 지난해 8월, 3D 프린팅 회사 디지털 알로이(Digital Alloy)에 직접 투자하기도 했다. 회사측은 이로 인해 금속 항공기 부품을 더 빠르게 생산할 수 있게 될 것이라고 말했다.

에어버스도 벨기에의 3D 프린팅 회사 머티어리얼라이즈(Materialise)와 제휴하고 있다.

   
▲ 에어버스에서는 객실 선반 부품을 3D 프린터로 만들고 있다.   출처=Airbus

생산 속도도 향상

국제항공운송협회(IATA)는 앞으로 20년 동안, 항공기 여행자 수가 지금보다 두 배로 늘어나 2037년에는 82억 명이 될 것으로 예상하고 있다.

이것은 훨씬 더 많은 비행기기 제작되어야 한다는 것을 의미하고 3D 프린팅 사업의 커다란 도전이기도 하다.

에어버스의 비타디니 CTO는 "3D 프리터의 도입으로 생산 속도가 크게 높아졌고 많은 교훈을 얻었다"고 말했다. 에어버스는 올해 엔진 부족으로 좁은 기체 모델인 A320네오(A320 Neo)의 인도가 지연되는 고충을 겪기도 했다.

에어버스는 지난해 11월 말까지 7337대의 항공기를 수주했는데, 이는 현재 생산 속도로 보면 9년치 생산량이다. 보잉의 상용기 수주량은 지난 9월 말까지 5849대였다.

탄소 배출도 감소

3D 프린팅으로 부품에 보다 가벼운 소재를 사용할 수 있게 되면 비행기 중량이 줄어들고, 이는 곧 탄소 배출도 줄여 환경에도 도움이 될 것이다.

비타디니는 "전 세계 항공사의 항공기 보유 대수는 거의 15년 마다 두 배로 늘어난다. 사업으로 보면 이보다 더 좋을 수는 없다. 문제는 그만큼 탄소 배출량도 두 배, 소음도 2배, 연료 소비량도 두 배로 늘어난다는 것이다. 결코 이렇게 계속 갈 수는 없지 않은가"라고 반문했다.  

배기 가스를 줄이는 방법은 간단하다. 비행기가 가벼워지면 그 만큼 연료를 덜 소모한다. 당연히 배기 가스도 줄어든다.

비타디니는 "필요한 대로 (프린팅) 재료를 넣기만 하면 되기 때문에 55%까지 무게를 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

안전성은?

일부 전문가들은 해커들이 3D 프린터를 교란시켜 의도적으로 원재질 외의 이물질을 섞어 부품이 약해질 수 있다고 우려한다.

실제로 한 연구진이 지난 2016년에 3D 프린터를 해킹해 3D 프린터가 만드는 프로펠러에 이물질을 섞어 넣어 무인기를 추락시킨 실험을 함으로써 이런 위험이 가능함을 입증했다.

그러나 보잉과 에어버스는 모두 규제당국에 의해 안전하다고 인증된 방식으로만 3D 프린터를 사용할 것이라며 그런 우려를 일축했다.

 

홍석윤 기자  |  syhong@econovill.com  |  승인 2019.02.14  17:36:03
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