폴란드 항공 항공기 부품, 산업용 3D프린팅 통합설계(DFAM)를 통해 재탄생하다

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전 세계 하늘을 누비는 가장 상징적인 항공기 중 하나인 보잉(Boeing) 737. 수십 년간 뛰어난 안정성과 성능으로 신뢰를 쌓아온 이 베스트셀러 항공기에서도, 수천 번의 비행을 거치면 마모되고 손상되는 부품은 있기 마련입니다. 특히 승객의 손이 자주 닿는 좌석 팔걸이 캡(armrest caps)은 두 개의 부품(고무 캡 + 플라스틱 프레임)을 조립하는 구조적 문제로 인해 결합부가 약해지거나 프레임이 파손되는 문제를 안고 있었습니다.

LOT Polish Airlines’ Boeing (operated by Southwest Airlines)

최근 폴란드 항공(LOT Polish Airlines)은 이 문제를 해결하기 위해 단순히 부품을 교체하는 것을 넘어, DfAM(적층제조특화설계)의 핵심 원리인 ‘부품 통합(Part Consolidation)’을 적용하여 부품을 근본적으로 재설계했습니다. 그리고 이 혁신적인 설계를 현실로 구현한 것이 바로 산업용 3D프린팅 기술이었습니다.

이 사례는 산업용 3D프린팅이 단순히 부품을 대체 생산하는 것을 넘어, 기존 제품의 문제점을 해결하고 성능을 업그레이드하는 강력한 솔루션임을 명확히 보여줍니다.

단순 교체를 넘어, 산업용 3D프린팅으로 부품을 개선하다

교체된 부품, 도색되지 않은 3D프린팅 등가 부품, 그리고 두 가지 색상으로 제작된 최종 프린팅 부품을 보여주는 암 캡의 하단 뷰 (왼쪽에서 오른쪽 순) (출처: AM Craft)

폴란드 항공이 겪은 문제는 단순한 재고 부족이 아니었습니다. 기존 팔걸이 캡은 고무 캡과 플라스틱 프레임 두 부분으로 조립되는 구조였는데, 시간이 지나면서 두 부품 사이의 결합부가 약해져 캡이 헐거워지거나 승객의 손에 빠져나오는 문제가 빈번했습니다. 또한, 좌석에 부착되는 플라스틱 프레임 자체가 파손되는 경우도 잦았습니다.

처음 항공사는 단순히 기존 부품을 대체 생산할 계획이었지만, 3D 프린팅 서비스기업에게 한 걸음 더 나아가 '단순 교체'가 아닌 '설계 혁신'을 제안받았습니다. 바로 산업용 3D프린팅의 설계 자유도를 활용하여, 기존의 두 개 부품을 완벽한 단일 부품(a single piece)으로 통합 설계한 것입니다. 이는 DfAM(적층제조특화설계)의 핵심 원리인 ‘부품 통합(Part Consolidation)’의 대표적인 사례로, 다음과 같은 혁신을 가져왔습니다.

1. 근본적인 문제 해결: 고무 캡과 플라스틱 프레임 사이의 약한 결합부를 원천적으로 제거하여 내구성을 획기적으로 향상시켰습니다.
2. 구조적 강도 향상: 과거 프레임이 자주 파손되던 부위의 설계를 강화하여 미래의 파손 위험까지 줄였습니다.

이처럼 산업용 3D프린팅은 단순히 기존 부품을 복제하는 것을 넘어, 근본적인 설계 결함을 파악하고 개선하여 더 나은 성능과 수명을 가진 부품을 만들어내는 강력한 엔지니어링 솔루션으로 기능합니다.

보잉 737 부품제작, 비용 효율성과 신속함: 1,200개 부품의 주문형 생산

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폴란드 항공은 3D프린팅 솔루션을 통해 총 1,200개의 팔걸이 캡을 성공적으로 공급받았습니다. 산업용 3D프린팅은 값비싼 금형이나 툴링 없이 디지털 설계 파일만으로 즉시 부품을 생산할 수 있습니다. 덕분에 항공사는 훨씬 비용 효율적인 가격을 제시받을 수 있었습니다. 최종 부품을 항공기 실내 색상에 맞춰 도색하는 후처리 과정을 모두 포함하더라도, 3D프린팅이 더 경제적인 솔루션이었습니다.

이는 '주문형 생산(On-demand Manufacturing)'의 힘을 보여줍니다. 필요한 시점에, 필요한 만큼만 생산함으로써 재고 유지 비용을 없애고, 공급망 문제에 신속하고 유연하게 대응할 수 있는 것입니다.

항공우주 산업의 엄격한 기준, 그리고 3D프린팅의 미래 가치

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물론, 누구나 항공기 부품을 3D프린팅할 수 있는 것은 아닙니다. 항공 부품 제작은 EASA Form 1과 같은 매우 엄격한 국제 인증을 통과해야 합니다. 이 사례에서는 항공우주 등급의 높은 강도와 내열성, 난연성을 가진 고성능 엔지니어링 플라스틱 소재가 사용되었습니다. 이는 실제 항공기 내부 부품으로 사용되기에 적합한, 검증된 소재입니다.

이처럼 고도의 신뢰성이 요구되는 항공 부품 제작은 소재, 장비, 공정 전체가 검증된 시스템 안에서 이루어져야 합니다. 이는 앞으로 산업용 3D프린팅 기술이 항공 산업에서 더욱 신뢰받는 핵심 제조 방식으로 자리 잡을 것임을 보여줍니다. 기술이 발전함에 따라 더 다양한 고성능 소재가 개발되고 공정 안정성이 높아지면서, 단순 내부 부품을 넘어 더 중요하고 복잡한 항공 부품 제작에도 그 활용 범위가 확대될 잠재력은 무궁무진합니다.

GLUCK : 다양한 산업에서의 제조 사례

폴란드 항공과 보잉 737의 팔걸이 캡 사례는 산업용 3D프린팅이 제조업의 미래에 어떤 가치를 제공하는지를 명확하게 보여주며, 글룩의 다양한 산업 프로젝트에서도 동일하게 적용됩니다.

1. 최종 부품 생산 기술: 3D프린팅은 가장 엄격한 산업의 최종 부품으로 사용될 만큼 성숙한 기술입니다.
2. 설계 개선: 단순히 부품을 복제하는 것을 넘어, 기존의 문제점을 해결하는 더 나은 설계를 제안하고 구현할 수 있습니다.
3. 비용 효율적인 주문형 생산: 금형 없이 소량·중량 생산에 대응하여 비용과 시간을 절약합니다.

자동차 휀더 제작

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항공우주 산업과 마찬가지로 높은 정밀도와 내구성, 완벽한 표면 품질이 요구되는 자동차 외장 부품 제작에서 글룩의 산업용 SLA 3D프린팅 기술은 그 가치를 입증하고 있습니다. 최종 사용 부품으로 손색없는 품질의 기능성 시제품을 신속하게 제작하여 고객사의 개발 기간 단축과 품질 향상에 기여합니다.

로봇 부품의 다품종 소량생산

GLUCK

폴란드 항공이 예비 부품 문제에 신속하게 대응할 수 있었던 ‘유연성’은, 글룩이 로봇 산업에 제공하는 핵심 가치이기도 합니다. 잦은 설계 변경과 맞춤형 부품이 필수적인 로봇 개발에서, 글룩의 주문형 생산 시스템은 금형 없이 즉각적으로 부품을 공급하여 개발 속도를 획기적으로 높입니다.

글룩은 이러한 산업용 3D프린팅의 핵심 가치를 국내 산업 현장에 제공하는 전문 3D프린팅 서비스 기업입니다. 항공 부품 제작부터 자동차, 로봇에 이르기까지, 귀사의 제조 현장이 마주한 문제를 해결하고 제품의 가치를 한 단계 높이는 혁신, 글룩과 함께 시작해 보시기 바랍니다.

GLUCK은 대량생산이 가능한 산업용 3D프린팅 서비스 기업입니다.

작은 아이디어를 반복 가능한 생산성으로 전환해, 현실 가능한 제조 솔루션을 제공합니다.