1미터 크기의 부품도 출력하는 세계 최대의 3D프린터

3D 프린터의 크기가 점점 커지고 있다. 말 그대로 3D 프린팅 기계가 커짐으로써, 기존에는 불가능했던 크기의 사물을 3D프린팅할 수 있다는 의미이다. 3D 프린터와 소재를 공급하고, 엔지니어링 컨설팅 서비스를 제공하는 GE애디티브(GE Additive)는 얼마 전 금속 분말을 이용해 부품을 프린팅하는 세계 최대 크기의 레이저 기반 3D 프린터를 개발 중이라고 밝혔다.

새로운 프린터는 측면의 길이가 1미터인 정육면체 크기에 달하는 부품을 제작할 수 있다. “이 프린터는 제트 엔진의 구조 부품이나 단일통로 항공기용 부품 등 항공산업을 위한 부품 제작에 활용됩니다. 물론 자동차, 전력, 석유 및 가스 산업 등의 제조업체에서도 활용이 가능합니다.” 모하마드 에티샤미(Mohammad Ehteshami) GE애디티브 부사장의 설명이다.

적층제조 기계는 부품 설계도면인 컴퓨터 파일의 명령에 따라 얇은 층의 금속 분말을 레이저 빔으로 용해시키고, 이를 겹겹이 쌓아 3D 사물을 프린트한다. 출력 가능한 최종 완성품의 형상에 제한이 거의 없기 때문에, 엔지니어는 설계에 대한 제약 조건에 억매이지 않고 창의적인 설계가 가능하다. 또 공장을 전용 기계나 비싼 가공도구로 가득 채울 필요도 없어진다. 이에 대해 에티샤미 부사장은 “엔지니어의 꿈”이라고 표현한다.

현재 개발 중인 세계 최대 크기의 3D 프린터는 오는 11월 독일 프랑크푸르트에서 개최되는 폼넥스트 전시회(Formnext Show)를 통해 공개될 예정이다.

GE항공은 이미 에어버스(Airbus), 보잉(Boeing), 중국상용항공기공사(COMAC)의 차세대 단일통로 항공기에 탑재될 LEAP 제트엔진용 연료 노즐을 3D 프린팅 기술로 생산 중이다. 에어버스와 보잉은 지난 6월 개최된 파리에어쇼에서 이 연료노즐을 적용한 항공기 2종을 선보이기도 했다. 또한 GE항공은 3D 프린팅을 포함한 적층제조 방식으로 만든 부품이 큰 비중을 차지하는 최초의 상업용 항공기 엔진인 어드밴스드 터보프롭(Advanced Turboprop) 또한 개발하고 있다. 설계진은 개별 부품 수를 855개에서 단 12개로 줄였다. 그 결과, 전체 엔진 부품의 1/3 이상을 3D 프린팅으로 제작하게 되었다.

파리에어쇼에서 운항했던 에어버스 A350 XWB 항공기에는 콘셉트 레이저(Concept Laser)가 3D 프린터로 제작한 윙 브래킷이 적용되었다. GE는 지난해 콘셉트 레이저의 지분을 인수하여, 현재 콘셉트 레이저는 GE애디티브의 조직으로 운영되고 있다. 콘셉트 레이저는 현재 최대 규모 금속 분말 프린터(아래 동영상 참고)를 제작하고 있으며, GE 전문가들도 함께 개발 작업에 참여 중이다.

이 금속 분말 프린터의 최초 시범용 버전인 ATLAS는 티타늄, 알루미늄 및 기타 금속을 이용해 최소 두 방향(가로 및 세로)으로 최대 1미터 길이인 사물을 3D 프린팅할 수 있게 된다.

아직 기계명이 미정이지만, 양산용 버전의 기계는 세 번째 방향(깊이)으로 1미터까지 제조할 수 있게 될 것이다. GE애디티브는 이 기계가 제작하는 “기하학적 구조는 각 고객사의 프로젝트에 적합하게 맞춤형 및 확장형으로 제작이 가능하며, 적층 두께와 적층 속도는 기존 적층제조 기계와 최소한 유사하거나 더 우수할 것”이라고 말했다.

에티샤미 부사장은 “현재 협업 진행 중인 고객사에 올해 안으로 베타 버전을 제공할 계획”이라며, 생산용 버전은 내년에 구입이 가능할 예정이라고 밝혔다.