항공우주 분야 적층 제조: 3D 프린팅이 항공기 설계를 혁신하는 방법

항공우주 산업은 많은 응용 분야에 적층 제조(AM)를 사용해 왔습니다. 항공기 및 헬리콥터 부품부터 엔진과 터빈까지, 3D 기술은 더 강하고 효율적인 부품을 만드는 데 시간과 비용을 절약합니다. AM은 부품 성능을 개선하고 무게를 줄이며 설계 및 생산 제약을 제거하는 데 도움을 주었습니다.

적층 제조 vs 기존 제조

적층 제조는 단순히 3D 프린팅이 아닙니다. 이 공정에는 부품 가공과 열처리가 포함됩니다. 또한 CT 스캔과 같은 일종의 비파괴 검사도 있습니다. 제조 단계는 기존 방법에 비해 단순화됩니다. 이는 인증 측면에서 약간의 복잡성을 추가합니다. 많은 단계가 동시에 발생하기 때문에 공정 제어가 더 어려울 수 있습니다.

하지만 부품을 인증하는 다양한 방법을 찾는 선례가 있습니다. 탄소 섬유 복합 부품이 항공우주에 사용되기 시작했을 때, 동시에 생성되는 소재 형태와 특성을 인식하는 데 어려움이 있었습니다. AM이 생성하는 변동 범위만큼 크지는 않지만, 과제는 충분히 유사하여 AM에 희망을 줍니다.

기존 제조에서는 각 단계의 제약이 더 제한적이기 때문에 다양한 단계의 성능이 잘 알려져 있습니다. 주조, 단조, 가공을 아는 설계 엔지니어는 시설이 재현할 수 있다는 높은 확신으로 부품 모델을 만들 수 있습니다. 하지만 설계는 제조업체와 더 많은 협력을 통해 효율적으로 생산되면서 요구 품질 표준을 충족하는 설계를 만들어야 합니다.

항공우주 분야 적층 제조의 미래

적층 제조는 주로 응력이 열적인 비중요 부품(덕트, 내부 부품 등)으로 제한되어 왔습니다. 하지만 Tier 1 제조업체에서 AM이 항공기 생산에 더 중요한 역할을 할 것으로 기대할 수 있습니다. 최근 최초의 AM 티타늄 구조 부품인 도어 래치 피팅이 상용 항공기에 설치되었습니다.

기술이 발전함에 따라 제조업체는 다른 구조 부품을 AM으로 전환하고 3D 프린팅 공정을 활용하여 새로운 구조 부품을 개발할 수 있을 것입니다. 처음부터 AM으로 제작된 새로운 부품의 경우 부품 형상이 가공을 더 쉽게 만들도록 수정될 것입니다. 적층 제조를 위한 설계는 앞으로 다가올 기회입니다.

최고의 발전은 단순히 소재 감소만 포함하지 않을 것입니다. 제조 단계 감소 덕분에 부품 무게 최소화, 조립 단계 감소, 더 빠른 시장 출시 시간도 결과로 이어질 것입니다. 하지만 AM의 완전한 약속을 실현하려면 제조업체가 공정에 적합한 구조 부품을 식별해야 합니다.

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