항공우주 산업에서는 로봇 기반 와이어 아크 적층 제조(WAAM)를 활용하여 인증된 금속 합금으로 중형부터 초대형까지의 근사 최종형상 구조 부품, 맞춤형 툴링, 그리고 우주 장비를 제작합니다. 산업용 로봇과 아크 적층 기술을 결합한 WAAM은 엄격한 우주 및 지상 지원 분야의 요구 사항에 맞춘 미터급 금속 부품을 생산합니다.

항공우주 엔지니어링에서는 구조적 강도와 소재 효율성의 균형을 맞추는 것이 매우 중요합니다. 기존 제조 방식은 과도한 소재 낭비나 긴 제작 기간 없이 대형 부품을 생산하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. MX3D는 항공우주 및 우주 산업에 특화된 세 가지 핵심 가치 제안을 통해 이러한 생산상의 병목 현상을 해결합니다.

근사 최종형상 대형 부품: 수 미터 규모의 부품을 제작하여 필요한 원자재 사용량을 획기적으로 줄입니다.

짧은 납기: 기존 단조 및 주조 공정의 지연을 줄여 핵심 구조물과 지상 지원 장비를 수개월이 아닌 수주 내에 제공합니다.

검증된 금속 소재 기술: 엄격한 산업 표준을 충족하기 위해 관리된 조건에서 적층된 철저히 검증된 산업용 합금을 활용합니다.

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항공우주 산업에서 WAAM을 선택하는 이유

항공우주 분야에서 적층 제조를 평가할 때는 적합한 기술을 올바른 구조 규모에 맞추는 것이 중요합니다. 기존의 분말 베드 융합(PBF) 시스템은 작고 매우 정밀한 엔진 내부 부품 제작에는 적합하지만, 제한된 제작 크기와 높은 금속 분말 비용으로 인해 대형 구조물 제작에는 큰 제약이 있습니다.

와이어 아크 적층 제조 (WAAM)은 또한 제한적인 제작 챔버 없이 작동할 수 있으며(예: MX3D MX Systems의 모듈형 설계와 시설 공간 활용의 자유로움), 분말 베드 시스템으로는 구현하기 어려운 미터급 항공우주 구조물과 대형 툴링을 제작할 수 있는 넓은 제작 영역을 제공합니다. 다축 로봇 암과 표준화되고 검증 및 인증된 용접 와이어를 활용함으로써 WAAM은 대형 부품을 위한 매우 경제적이고 빠른 적층 제조 방식을 제공합니다.

중요한 점은 WAAM이 ‘Buy-to-Fly’ 비율을 근본적으로 개선한다는 것입니다. 기존 절삭 가공 방식에서는 빌렛 소재로 대형 항공우주 구조물을 제작할 경우 막대한 소재 낭비가 발생하며, 특히 인코넬과 같은 고가 합금이나 특수 항공우주용 알루미늄을 사용할 때 비용 부담이 더욱 커집니다. WAAM의 근사 최종형상 적층 방식은 필요한 구조적 소재만을 적층한 후 최소한의 최종 CNC 가공을 수행함으로써 이러한 소재 낭비를 크게 줄입니다.

마지막으로, WAAM의 엔지니어링 적용 범위를 명확하게 정의하는 것이 중요합니다. WAAM은 대형 구조 요소, 견고한 툴링, 그리고 중량급 지상 또는 우주용 하드웨어 제작을 위해 설계되었습니다. 미세한 내부 엔진 유로 구조나 압축기 블레이드와 같은 정밀 부품 제작에는 사용되지 않습니다. WAAM은 대형 구조물의 효율성에 집중함으로써 조달 과정에서 가장 큰 어려움이 발생하는 병목 문제를 해결합니다.

항공우주 응용 분야

WAAM은 다양한 항공우주 분야에서 공급망 및 엔지니어링 과제를 해결하기 위해 적극적으로 활용되고 있습니다.

구조 부품

우주 모듈 분야에서는 WAAM을 활용하여 내부 노드, 고강도 브래킷, 엔진 마운트, 구조 연결부와 같은 대형 하중 지지 구조 부품을 제작합니다. 이러한 부품의 토폴로지를 최적화함으로써 엔지니어는 필요한 항복 강도를 유지하면서 중량을 줄일 수 있습니다. 공급망 안정화 방식에 대한 추가 정보는 다음 자료를 참고하십시오. 방위 및 항공우주 산업을 위한 현지화 생산

툴링 및 치구

항공우주 분야에서 WAAM의 가장 직접적이고 효과적인 적용 분야 중 하나는 맞춤형 툴링입니다. 대형 복합재 적층용 툴, 조립 치구, 그리고 맞춤형 지상 지원 장비의 제작은 단조나 주조 방식으로 생산할 경우 긴 납기 문제를 겪는 경우가 많습니다. WAAM은 대형 강철 및 알루미늄 툴링을 신속하고 필요에 따라 제작할 수 있도록 하여 항공기 자체의 전체 제조 사이클을 가속화합니다.

우주 하드웨어 및 구조물

기하학적 설계의 자유로움과 크기 제한이 없다는 점은 WAAM을 우주 하드웨어 분야에서 매우 매력적인 기술로 만듭니다. 적용 분야에는 위성 구조 프레임, 발사체 프로토타이핑, 그리고 우주 환경 배치를 목적으로 설계된 대규모 거주 시설 인프라가 포함됩니다.

무인항공기 및 실험용 항공 구조물

무인항공기(UAV) 및 실험용 드론 개발에서는 신속한 반복 설계가 매우 중요합니다. 이러한 환경에서 WAAM은 설계 팀이 고가의 영구 금형에 투자하지 않고도 대형 실험용 항공 구조물을 빠르게 제작하고 시험할 수 있도록 지원합니다.

항공우주 표준 충족 (인증 및 품질)

항공우주 분야의 적용 사례는 엄격한 품질 보증과 NASA-STD-6030과 같은 인증 체계의 철저한 준수를 요구합니다. MX3D는 이러한 까다로운 안전 기준을 충족하도록 설계된 관리형 데이터 기반 제조 환경을 운영하고 있습니다.

당사의 로봇 생산 시설은 ISO 9001 품질 경영 시스템, AWS/IIW 용접 표준, DNV 인증을 포함한 종합적인 표준에 따라 운영됩니다. 또한 MX3D는 Lloyd’s Register AM 시설 자격을 보유하고 있으며, 이를 통해 인증된 구조적으로 견고한 금속 부품을 지속적으로 생산할 수 있는 역량을 입증하고 있습니다. AS9100 및 특정 EN 항공우주 표준은 비행 핵심 부품을 위한 별도의 인증 경로를 의미하지만, 당사가 구축한 해양 및 구조 분야의 기반은 항공우주용 툴링 및 지상 지원 평가에 필요한 금속학적 추적성을 제공합니다.

내부 구조적 무결성을 보장하기 위해 당사는 종합적인 시험 프로토콜을 적용합니다. 당사의 접근 방식에 대해 자세히 알아보세요. WAAM 부품의 비파괴 검사와 당사의 가이드에서 인증 획득 경로를 확인해 보세요: WAAM 부품은 인증을 받을 수 있을까요?

WAAM은 특유의 리브 형태 표면을 생성하기 때문에 최종 공차는 용접 후 가공을 통해 달성됩니다. 당사는 이러한 후처리 공정을 고려하여 정밀한 디지털 계획을 통합하고 있습니다. 자세한 내용은 다음을 확인해 보세요. 근사 최종 형상 금속 출력물의 가공 여유 관리

항공우주 WAAM용 소재

항공우주 분야에서는 부품이 극한의 열 하중과 높은 기계적 응력에 노출되기 때문에 소재 선택이 매우 중요합니다. MX3D는 대규모 항공우주 구조물 및 툴링 분야의 대부분의 적용 사례를 충족하는 합금에 집중하며, 특히 대량 생산 규모에서 최적의 공정 안정성과 비용 효율성을 확보하는 데 중점을 두고 있습니다.

대신, 당사의 항공우주 소재 포트폴리오는 5183+Sc와 같은 스칸듐 합금 알루미늄을 비롯한 다음의 검증된 소재를 기반으로 구성됩니다.

인코넬 및 니켈 초합금: 당사는 인코넬 625 및 718(UNS N06625/N07718)을 출력합니다. 이러한 니켈 기반 초합금은 고온 환경에서도 뛰어난 고강도 구조적 무결성과 산화 저항성을 유지하여, 고온부 부품, 배기 시스템 하드웨어, 그리고 고열 차폐 구조물에 이상적입니다.

알루미늄 3D 프린팅: 당사는 2319 및 5356을 포함한 항공우주 등급 알루미늄 와이어를 사용합니다. 이러한 합금은 중량 대비 강도 비율이 주요 설계 요소인 경량 항공 구조물, UAV 프레임, 그리고 탑재 하중에 민감한 우주 하드웨어 제작에 필수적입니다.

스테인리스강 3D 프린팅 및 HSLA: 고강도 저합금강(HSLA)과 견고한 스테인리스강은 견고한 지상 지원 장비, 구조 브래킷, 그리고 대형 복합재 적층용 툴링 제작에 폭넓게 활용됩니다.

검증된 당사의 금속 소재 기술에 대한 전체 개요는 소재 및 인증 허브를 확인해 보세요.

주요 사례

항공우주 분야에서 WAAM 기술을 가장 확실하게 검증하는 요소는 실제 납품되어 현장에서 테스트된 프로젝트입니다.

ESA 달 거주지 바닥 구조물

우주 인프라 분야에서 WAAM의 역량을 보여주는 대표적인 사례는 ESA 달 거주지 바닥 구조물입니다. 우주 환경 건설을 위한 대규모 3D 프린팅의 실현 가능성을 입증하기 위해 의뢰된 이 프로젝트에서 MX3D는 해당 대형 우주 하드웨어 구조물을 성공적으로 제작했습니다.

308LSi 스테인리스강을 사용해 제작된 이 거주지 바닥 구조물은 약 4.5미터의 직경을 가지며, 무게는 약 395킬로그램입니다. SOM과 협력하여 2021년 베니스 비엔날레에 전시된 이 프로젝트는 WAAM이 분말 베드 시스템으로는 제작하기 어려운 대형의 구조적으로 견고한 우주 건축물을 성공적으로 구축할 수 있음을 입증했습니다.

당사의 ESA 달 거주지 바닥 구조물 사례에서 전체 내용을 확인해 보세요.

당사와 함께 시작하세요

대형 항공우주용 툴링, 지상 지원 장비 또는 우주 구조물을 WAAM으로 전환하려면 경험이 풍부한 제조 파트너가 필요합니다. MX3D는 이 기술을 도입할 수 있는 유연한 방안을 제공합니다. 당사는 직접적인 암스테르담 시설에서 필요에 따라 금속 부품을 주문 제작하는 서비스를 이용하시거나, 귀사의 항공우주 제조 시설에 통합할 수 있는 턴키 로봇 시스템을 제공받으실 수 있습니다.

프로젝트 견적 또는 타당성 검토를 시작하기 위해 당사의 엔지니어링 팀은 다음 정보를 필요로 합니다:

디지털 형상: 필요한 부품의 기본 CAD 파일.

합금 사양: 적용 대상 소재(예: 인코넬 718, 알루미늄 2319 또는 HSLA 강).

인증 수준: 부품 적용에 필요한 구체적인 시험, 비파괴 검사(NDT), 및 품질 보증 기준.

예산: 해당 프로젝트에 할당된 예산에 대한 정보.

항공우주 3D 프린팅에 관한 자주 묻는 질문

항공우주 분야에서 3D 프린팅은 어떻게 활용되나요?

항공우주 분야에서 3D 프린팅은 복잡하고 소량 생산이 필요한 부품을 신속하게 제조하는 데 사용됩니다. 분말 베드 기술이 소형 엔진 내부 부품을 제작하는 데 적합한 반면, 와이어 아크 적층 제조(WAAM)는 인증된 금속 합금을 사용하여 대형 니어넷셰이프 구조 부품, 고강도 복합재 툴링, 그리고 우주 하드웨어를 제작하는 데 활용됩니다.

MX3D는 항공우주 분야에서 어떤 금속을 사용하나요?

MX3D는 다양한 산업용 와이어 소재 포트폴리오를 활용하며, 고온 응용 분야에는 인코넬 625 및 718, 경량 구조물에는 알루미늄(2319 및 5356), 그리고 툴링에는 고강도 강재를 중점적으로 사용합니다. 대형 규모에서 최적의 구조적 공정 안정성을 유지하기 위해 MX3D는 티타늄을 프린팅하지 않습니다.

대형 항공우주 부품도 3D 프린팅으로 제작할 수 있나요?

네. 기존 3D 프린팅 진공 챔버의 물리적 제약을 제거함으로써 WAAM 로봇 시스템은 수 미터 길이에 이르는 항공우주 구조물, 적층 성형용 몰드, 그리고 우주 하드웨어를 제작할 수 있으며, 기존 적층 제조 방식보다 상당한 크기상의 이점을 제공합니다.

우주 하드웨어 제작에 3D 프린팅이 사용되나요?

물론입니다. WAAM은 위성 프레임과 거주 시설 같은 대형 우주 구조물의 프로토타이핑 및 제조를 위한 이상적인 솔루션입니다. 대표적으로 MX3D가 우주 환경 인프라 시연을 위해 제작한 약 4.5미터 규모의 ESA 달 거주지 바닥 구조물이 검증된 사례입니다.

3D 프린팅으로 제작된 항공우주 부품은 인증을 받을 수 있나요?

네. WAAM을 통해 제작된 구조 부품은 엄격한 인증 절차를 거칩니다. MX3D는 ISO 9001 품질 관리 체계, AWS/IIW 용접 표준을 기반으로 운영되며, Lloyd’s Register 및 DNV 시설 자격을 보유하고 있습니다. 부품은 실제 적용 전에 요구되는 구조적 건전성 기준을 충족하는지 확인하기 위해 엄격한 비파괴 검사(NDT)를 거칩니다.