[Hinews 하이뉴스] 글로벌 적층제조 기업 3D시스템즈는 미국 방산 부품 전문기업 엘멧 테크놀로지스가 극초음속 비행체용 항공우주 부품 생산을 위해 금속 적층제조 장비 'DMP Flex 350 Triple'을 도입했다고 밝혔다.

엘멧은 장비 도입과 함께 초내열 합금 C103을 적용한 제조 공정을 구축하고 있다. 현재 장비와 소재에 대한 적격성 평가 및 인증 절차를 진행하고 있으며, 검증을 완료한 이후 올해 중 부품 생산에 착수할 계획이다.

양사는 지난 8년 동안 3D시스템즈의 애플리케이션 혁신 그룹(AIG)과 협력해 C103 소재의 적층제조 기술을 개발해왔다. 이 과정에서 소재 특성을 반영한 공정 조건을 마련했으며, 이를 실제 생산 환경에 적용하기 위한 검증을 이어왔다.


C103은 니오븀 기반 합금으로 하프늄과 티타늄이 포함된 초내열 소재다. 고온 환경에서도 안정적인 성능을 유지하는 특성으로 극초음속 비행체를 비롯한 항공우주 분야의 부품 소재로 활용되고 있다.

스콧 옴 엘멧 R&D 매니저는 "3D시스템즈 AIG와의 지속적인 연구를 통해 C103 소재의 최적 파라미터를 확보했다"며 "기존 연구 성과를 바탕으로 신규 도입된 DMP Flex 350 Triple에서 빠르게 양산 체제로 전환할 수 있을 것"이라고 말했다.
이번에 도입되는 'DMP Flex 350 Triple'은 350x350x350mm의 빌드 크기와 3개의 레이저를 탑재했다. 챔버 내 산소 농도를 25ppm 미만(평균 0~6ppm 수준)으로 낮게 유지하는 극저산소 기술이 적용됐다.

최근 항공우주·방산 분야에서 고반응성 금속 소재를 다루는 정밀 적층제조 기술에 대한 관심이 높아지는 추세다. 이러한 극저산소 환경은 C103과 같은 고융점·반응성 금속의 산화를 방지해 금속 화학 성분 제어와 표면 마감에 도움이 되며, 분말 재사용률도 높일 수 있다는 설명이다. 엘멧은 이 장비를 활용해 극초음속 비행체용 대형 열교환기를 생산할 예정이다.

옴 매니저는 "장비와 소재, 공정에 대한 적격성 평가를 수개월 내 완료하고, 이어 NASA 6030 인증까지 획득할 예정"이라고 말했다.

3D시스템즈의 금속 적층(DMP) 기술은 기존 브레이징 등 전통 공정 대비 조립 단계를 줄이고 얇은 벽 구조 및 복잡한 열전달 형상을 단일 부품으로 구현할 수 있다. 이를 통해 리드 타임 단축, 비용 절감, 부품 신뢰성 향상, 해외 공급망 의존도 감소 효과를 기대할 수 있다.

마이크 셰퍼드 3D시스템즈 항공우주·국방 부문 부사장은 "DMP 시리즈의 극저산소 공정 기술은 C103을 포함한 고반응성 고융점 합금 부품 제조에 활용할 수 있는 기술"이라고 말했다.

엘멧은 자체 소재 기술과 3D시스템즈의 DMP Flex 350 Triple 시스템을 통합해 미국 방위산업 기반의 공급망 안정성을 강화하고, 국산화·현지화 생산 체계를 구축해나갈 방침이다.