Airbus, 프레데터 드론과 복합 재료 3D 프린팅



선루프’가 3D 프린터로 인쇄된 에어버스의 개념도’

이번 주 Forbes 에 3D 프린팅에 관한 주목할만한 기사가 실려서 소셜 미디어를 타고 급속히 전파되었습니다. 이 기사는 3D 프린팅을 이용해 실물 크기 비행기 제작의 진전 상황을 다루고 있으며 현재 설계 단계에 있는 Airbus 여객선의 ‘동체 개념도’를 소개하고 있습니다.

필자는 EADS (Airbus의 모기업)의 사업을 한 동안 주시하면서 3D 프린팅을 이용한 항공기 및 방위 시스템 제품, 특히 복잡한 3D 프린팅 기하학을 토대로 한 날개, UAV(무인 항공기) 그리고 심지어 새로운 종류의 방탄복(!) 개발에 상당한 진전이 있다는 것을 확인했습니다. 참고로, 3D 프린팅 기하학은 특정 방향에서 가격했을 때 밀도를 높이기 위해 수축되는 근육과 유사한 원리로 작동합니다.

여기서 흥미로운 점은 최종 생산 시스템이나 부품에 혁신적인 3D 프린팅 기술이 사용된다는 사실입니다. 우주항공 부문에서도 3D 프린팅의 장점이 가장 돋보이는 곳도 바로 그 부분입니다.

항공기 날개를 예로 들어보겠습니다. 조류 해부학을 공부하지 않은 사람이라도 새의 날개가 비행기 날개와 대단히 유사하다는 건 이미 알고 있을 것입니다(위의 사진 참조). 비행기는 하늘을 날기에 적합하도록 날개 속이 비어 있지만 전체 무게를 최대한 줄이면서 구조 강도를 높이기 위해 십자형 지주, 즉 트러스 구조로 채워집니다. 그러나 새의 뼈대를 모방하려면 수작업에 의한 많은 조립과 엄청나게 많은 볼트와 너트가 필요하고, 그로 인해 완성된 날개의 무게가 늘어나게 됩니다

트러스 구조로 된 속이 빈 새의 날개 뼈”

이제 속이 비고 복잡한 트러스 구조로 이뤄진 날개 전체를 새가 태어나듯 단 한 개의 볼트와 너트도 없이 한 번의 공정으로 제조할 수 있다고 상상해보십시오. ‘완성된’ 날개는 조립 라인에서 생산한 것보다 훨씬 강하고 가벼울 것입니다. 한 발 더 나아가, 3D 프린터로 무인항공기(UAV)나 무인 공습기인 프레데더 드론을 한 번에 제작할 수 있다고 상상해보십시오. 현재 운항하고 있는 그 어떤 비행기보다 더 많은 화물을 실은 상태로 더 빠르고, 더 높이 그리고 더 오랫동안 날 수 있을 것입니다.

 

Boeing 737과 동일한 날개 길이의 무인항공기 ‘Eitan’ – 과연 3D 프린팅은 더 작은 플랫폼에서도 동일한 성능을 선사할 수 있을

처음에 언급한 포브즈의 기사에도 Objet Connex 시스템이 사용된 몇 가지 적절한 사례가 소개되어 있습니다. 어쨌든 위의 모형 개념을 응용한다면 언젠가는 항공기 제조업체가 “강해야 하는 곳은 강하고 가벼워야 하는 곳은 가벼운” 한 조각으로 된 날개나 동체를 제작할 수 있을 것입니다.

W항공기 주제로 다니 돌아와서, 아래 사진에 보이는 약 25cm 길이의 3D 항공기 인쇄 원형은 Objet Connex500 복합 재료 3D 프린터로제작되었습니다.

항공기의 주요 부위(동체, 엔진, 프로펠러 날 등)는 흰색과 검정색을 선택적으로 혼합해서 얻은 여러 가지 중간 회색의 ‘디지털 재료’와 함께 경성 흰색 재료와 경성 검정색 재료 혼합물을 분사해서 제작되었습니다. (각기 별도로 인쇄한 후 접착제로 부착한) 투명한 창과 원뿔 모양의 프로펠러 덮개를 제외하면 사실상 이 모형에서 조립된 부분은 전혀 없습니다.

금속과 복합 재료 3D 기술이 함께 사용되어 완전히 새로운 세대의 항공기가 탄생할 날도 그리 머지않은 듯 보입니다. Airbus의 ‘선루프’ 개념도가 먼저 실현되든 아니면, 더욱 발전한 일련의 미니어처 무인 항공기가 먼저 실현되든, 미래는 시간이 갈수록 더욱 흥미진진해지고 있습니다!



복합 재료를 사용하여 Objet Connex에서 인쇄한 디테일이 돋보이는 3D 모형



Objet Connex 3D 프린터로 제작한 결과물의 매끄러운 표면과 광택

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