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3D 프린터로 군 항공기 부품을?

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국방홍보원 작성일자2018.10.18. | 15,316 읽음
작지만, 항공기 운용에 필수적인 부품을 필요할 때 확보하기가 쉽지 않다. 대량 생산되는 물품이 아니다 보니 오래된 항공기의 경우 부품이 비싸거나 아예 구할 수 없는 경우도 적지 않기 때문이다. 

그렇다면 이 부품을 3D 프린터로 제작하면 어떨까? 공군군수사령부 예하 항공기술연구소(이하 항기소)가 그 일을 해냈다. 공군의 HH-60 탐색구조헬기의 부품을 3D 프린터로 제작하는 기술을 군 최초로 개발한 것이다. 

공군의 HH-60 탐색구조헬기가 임무를 수행하고 있다.

출처 : 국방일보 DB

이번에 개발한 부품은 HH-60 헬기와 연료탱크의 꼬리날개를 고정하는 마운팅 플랜지(Mounting Flange)다. 공군에서 조난 인명의 탐색구조용으로 사용하는 HH-60 헬기는 항속거리 연장을 위해 동체 좌우에 외부 연료탱크를 장착해 운용하지만 그동안 부품 노후로 인한 손상이 발생해도 조달에 어려움이 많았다. 이에 항기소는 지난해 10월부터 올해 4월까지 3D 프린터를 이용한 부품 제작 방법 개발을 추진하게 됐다. 

공군군수사령부 이준걸(오른쪽) 군무주무관과 김용근 군무주무관이 3D 프린터로 제작한 항공기용 부품을 소개하고 있다.

출처 : 국방일보 조용학 기자

항기소는 작은 부품이라도 비행 안전과 직결되는 만큼 꼼꼼한 사전작업과 거듭된 시험비행으로 기술 개발의 성공을 이끌었다. 먼저 헬기 외부 연료탱크에 작용하는 비행하중을 측정하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 구조하중 해석과 재료 강도시험 등 일련의 과정을 통해 개발에 필요한 기술요소들을 확보했다.

HH-60 헬리콥터 ETS(외부연료탱크) 마운팅 플랜지(Mounting Flange) 부분.

출처 : 공군군수사령부 제공

이어서 3D 스캐닝을 통해 해당 부품의 3차원 도면 정보를 획득해 3D 프린팅 절차를 개발하고, 열가소성 플라스틱 소재의 필라멘트를 활용해 군수사 예하 81항공정비창에서 적층제조(Additive Manufacturing) 방식의 3D 프린팅으로 부품을 제작했다. 

공군군수사령부 이준걸 주무관이 3D 프린터로 제작한 플랜지(Flange) 부품을 프린터에서 꺼내고 있다.

출처 : 국방일보 조용학 기자

특히 제작된 3D 부품은 실제 HH-60 헬기로 지난 8일까지 50소티(sortie)의 시험비행을 완료해 안전성을 확인, 최종 개발에 성공했다. 군수사 관계자는 “3D 프린터를 이용한 항공기 외장부품 제작은 군 최초”라며 “이는 3D 부품 제작의 확장성을 보여준 사례로 평가할 수 있다”고 강조했다.  

공군군수사령부 류동옥 군무주무관이 3D프린터로 제작한 플랜지( Flange) 부품에 유리섬유 등 복합재를 활용한 강도 보강작업을 진행하고 있다.

출처 : 국방일보 조용학 기자

군수사는 이번에 확보한 기술을 공군 연구분석단을 통해 특허출원, 기술적 우수성을 대내외적으로도 인정받았다. 또한 육·해군에서 운용 중인 유사 헬기에서도 마운팅 플랜지 부품 손상이 확인됨에 따라 동일하게 3D 프린팅으로 부품을 제작해 제공하게 되면, 잠재적 구매비용인 36억 원의 예산절감뿐만 아니라 항공기 작전 가동률 향상이 기대된다.  

탐색구조헬기 HH-60 운용부대인 공군6전대 하상훈 군무주무관(오른쪽)과 한건우 중사가 외부연료탱크에 3D프린팅으로 제작된 플랜지 부품을 장착하고 있다.

출처 : 공군6전대 제공

배중우(대령) 항기소장은 “3D 프린팅 제작 부품에 대한 운용평가를 성공적으로 마무리함으로써 제작 부품의 안전성과 신뢰성을 확보했다”며 “4차 산업혁명 흐름에 맞추어 최신 군수지원 기술을 적극적으로 도입해 최상의 전투력 유지에 계속 노력하겠다”고 말했다.

글=송현숙 기자 


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