차세대 적층제조 부품으로 부식 방지 향상 및 유지관리 비용 대폭 절감

3D 시스템즈(3D SYSTEMS)가 미해군 군수방위 부품의 내부식성 향상을 위한 적층제조 공정 기술개발 계약을 체결하였다.

3D 시스템즈는 부품 적층제조과정에서 산소 포화도를 최소화하도록 컨트롤하는 기술을 보유 중이고 적층제조 부품 품질 관리 공정 능력을 통해 우수한 품질의 부품을 생산할 수 있는 능력을 인정 받아 조선 및 군수방위부품 제조에 크게 기여할 것으로 평가 받았다. 해당 프로젝트와 관련하여 3D 시스템즈는 업계 선두주자인 뉴포트 뉴스 보일(Newport News Boil) 및 Northrop Grumman Innovation Systems, Akron 대학교의 부식 전문가와 협력할 예정이다.

내부식성 향상 적층제조기술 프로젝트는 금속 적층제조가 조선 및 군수품 제조에 어떻게 기여할 것인지를 보여주는 새로운 계기가 될 것이다.

3D 시스템즈 소속 우주항공 및 군수방위 엔지니어링 전문가인 Jared Bllecher 박사는 “해당 프로젝트 연구개발 과정을 통해 해수환경에서 적층제조부품의 내부식성 향상을 위한 후처리 기법이 추가적으로 연구될 것“이라고 설명했다. 이어 “최적의 내부식성 부품을 설계 및 적층제조하고, 부품의 부식율을 정량화해서 품질 검수 및 해당 부품의 교체 주기를 결정할 수 있는 가이드가 마련될 것이다. 또한 추가적으로 적층제조부품에 대한 열처리 공정 개발을 통해 니켈 초합금 부품의 물성을 향상시키고 내부식성을 강화하여 결과적으로 전체적인 비용 절감 효과를 거둘 수 있도록 할 것이다“라고 덧붙였다.

해당 프로젝트가 가지는 중요한 의미에 대해 어메리카 메이커스의 John Wilczynski는 “니켈 금속 소재를 사용하는 DMP 적층제조 공정에 대한 미 국방부의 신속한 인증이 필요하다는 것은 의심할 여지가 없다. 3D 시스템즈의 내부식성 부품 적층제조 및 품질 관리 프로젝트는 미국방부에 엄청난 가치가 있을 것이다. 무기 시스템에 사용되는 적층제조 부품의 해수 부식을 최소화하는 방법에 대한 검증된 경험적 데이터를 통해, 군수 방위 공급 업체는 적층 제조 기술의 채택을 가속화할 수 있다“고 강조했다.

한편 3D 시스템즈는 부식 데이터 분석 작업을 통해 관찰 분석된 부식증상들을 해결하기 위해 금속 프린팅 장비 운영의 공정 변수와 적층 제조 전문 소프트웨어 운영 최적화 과정을 검증해 나간다는 계획이다. 해당 프로젝트의 컨소시엄 기업인 3D 시스템즈, 뉴포트 뉴스 조선(Newport News shipbuilding) 및 노스롭그루먼 이노베이션 시스템(Northrop Grumman Innovation Systems)은 해군 해상 시스템 플랫폼 및 고속 무기에 공통적으로 발생하는 니켈 합금 부식의 주요 원인이 되는 특정 부식 메커니즘에 관한 식별자 가이드 라인을 함께 개발할 예정이다.

이를 위해 4종의 상이 표면 처리 부품 및 4종의 상이 열처리 공정을 적용한 부품으로 240 종의 부식 테스트를 진행할 계획이다. 이 시험 데이터를 통해 틈새 부식 균열, 응력 부식 균열, 갈바닉 부식 균열 등을 평가 및 식별해 나갈 것이다. 또한, 부품의 표면 조건, 미세 조직 변위 및 2차 유해 증상 등을 시뮬레이션하기 위해 표면처리 및 열처리 공정을 변형 적용해 내갈 방침이다.