미 공군 연구소 AFRL, 엔진 부품 제작에 3D 프린트 기술 활용 연구

사진 : 고온 분사시험중인 Aerojet Rocketdyne RL-10 엔진용 구리 합금 3D 프린트 추력 챔버 조립체

미 공군 연구소 AFRL이  3차원 프린터가 항공기 부품용을 안전하고, 신뢰할 수 있도록 만들수 있는지를 시험하고 있다.

AFRL의 재료 과학자이자 첨가제조(3D 프린팅)를 이끄는 Jonathan Miller 박사는 jane's에게 이를 위해 부품이 설계 프로세스에서 얼마나 강도가 필요한지, 제작할 부품의 중요도를 이해할 수 있어야 한다고 말했다.

그러나, 3D 인쇄 부품은 피로를 일으킬 수 있다.

Miller 박사는 "단지 부품을 프린트하고 프린트한 것을 떼어낸다면 그때부터 피로 결함과  균열이 발생하기 때문에 첨가 제작 방식은 문제가 있다."고 설명하고 "그래서, 내가 해야할 일은 모든 표명을 기계로 가공하여 작동하게 만드는 것이다."

그는 "우리가 수행하는 이런 종류의 연구들은 첨가 제작을 사용할 수 있는 곳과 부품의 필요한 설계 요구 사항을 기반으로 어떤 어플리케이션을 위해서 어떤 종류의 부스트 프로세싱을 해야하는지를 이해하는 것이다."라고 했다.

재료가 실제로 충분하고 잘 작동하는 한 영영은 항공기 조종석으로 공기를 공급하는 환경 덕트다. 덕트는 한번만 사용하며, 수십년 전에 만들어진 독특한 부품 및 모먕이 3D 인쇄의 이상적인 후보다. 또한 만들 도구가 더이상 존재하지 않는다.

AFRL은 플라스틱 재질을 사용하여 덕트를 성공적으로 프린트했다. 공군은 10개만 필요했고, 수백개의 덕트를 구입할 필요가 없기에 그런 노력으로 상당한 리드 타임과 비용 개선 효과를 가져왔다.

하지만  동일 재료는 다른 부품에서는 잘 작동하지 않는다. 플라스틱은 고온에 견딜수 없기 때문에 대부분의 경우 감당이 안된다.