석유·가스, 재생에너지, 해양 엔지니어링을 포함한 해양 및 해저 산업은 지구상에서 가장 혹독한 환경에서 운영됩니다. 이 분야의 부품은 극한의 수압, 부식, 기계적 하중, 그리고 예측하기 어려운 운용 조건을 견딜 수 있어야 합니다. 그러나 기존 제조 방식은 대형, 맞춤형 또는 내식성이 요구되는 부품을 신속하고 경제적으로 생산하는 데 한계가 있습니다. MX3D의 WAAM(와이어 아크 적층 제조) 기술은 이러한 문제를 해결하는 강력한 대안을 제공합니다. 또한 Print-on-Demand 서비스를 통해 해양 및 해저 산업의 요구에 맞는 부품을 유연하고 확장 가능하며 소재 효율적으로 생산할 수 있습니다.
대형 부품을 위한 대형 금속 3D 프린팅
해양 구조물에는 플랜지, 브래킷, 클램프, 구조 노드, 구조용 커넥터와 같은 대형 금속 부품이 필요한 경우가 많습니다. 그러나 이러한 부품은 크기의 한계와 높은 소재 비용 때문에 분말 기반 적층제조(Additive Manufacturing) 방식으로 생산하기에는 적합하지 않습니다. 반면 WAAM은 대형 금속 부품 제작에 뛰어난 성능을 발휘합니다. MX3D의 M1 및 MX 로봇 시스템은 수 미터 규모의 부품을 제작할 수 있어, 크기와 강도가 중요한 해양 산업 분야에 매우 적합한 솔루션입니다.
이러한 기술을 통해 대형 부품을 일체형 구조로 제작할 수 있어, 여러 부품을 조립해야 하는 필요성을 줄이고 구조적 강도를 향상시킬 수 있습니다.
혹독한 해양 환경에 대응하는 다양한 소재
내식성은 해저 및 해양 부품에 필수적인 요소입니다. MX3D의 WAAM 시스템은 다양한 표준 용접 와이어를 사용하여 출력할 수 있으며, 다음과 같은 소재를 지원합니다.
- 스테인리스강
- 니켈 기반 합금
- 듀플렉스강 및 슈퍼 듀플렉스강
- 고강도 저합금강
이러한 소재는 해양 엔지니어링 분야에서 이미 널리 검증된 재료로, 부식, 피로, 응력 부식 균열에 대한 우수한 저항성을 제공합니다. 또한 산업 표준 합금을 사용하여 출력할 수 있기 때문에 기존 인증 체계 및 엔지니어링 요구 사항과의 호환성을 확보할 수 있습니다.
리드타임 단축 및 공급망 의존도 감소
해양 산업에서는 예비 부품을 조달하는 데 오랜 시간이 소요되는 경우가 많으며, 특히 부품을 해외에서 공급받거나 주문 제작해야 하는 경우에는 리드타임이 더욱 길어질 수 있습니다. WAAM은 신속한 온디맨드(On-Demand) 제조를 가능하게 함으로써 이러한 생산 기간을 획기적으로 단축합니다. 또한 부품은 항만, 제작 야드(Fabrication Yard), 또는 이동형 WAAM 유닛을 활용한 해양 플랜트 현장에서도 생산할 수 있습니다.
이를 통해 설비 가동 중단 시간을 줄이고, 운영 리스크를 낮추며, 대규모 예비 부품 재고를 유지하는 데 드는 비용을 최소화할 수 있습니다. 로봇 적층제조(Additive Manufacturing) 분야의 선도 기업인 MX3D는 완성된 금속 3D 프린팅 부품을 공급하는 동시에, 고객의 제조 공정을 더욱 간소화합니다. 이러한 간소화의 핵심에는 다음과 같은 기술이 있습니다. MetalXL은 MX3D가 독자적으로 개발한 WAAM 소프트웨어로, 대형 금속 3D 프린팅을 더욱 쉽고 효율적으로 구현할 수 있도록 지원합니다.
설계 유연성 및 성능 최적화
WAAM은 엔지니어가 실제 운용 환경에 최적화된 부품을 설계할 수 있도록 지원합니다. 복잡한 형상, 내부 유로(Internal Channels), 그리고 위상 최적화(Topology Optimization) 구조를 기존 제조 방식의 제약 없이 구현할 수 있습니다. 이를 통해 다음과 같은 이점을 제공합니다.
- 경량화
- 유체역학적 성능 향상
- 피로 강도 향상
- 하중 분산 성능 향상
해저 분야에서는 부품의 무게가 매우 중요한 요소이므로, WAAM이 제공하는 높은 설계 자유도를 활용하면 성능을 크게 향상시키는 동시에 설치 비용도 절감할 수 있습니다.
지속가능성 및 소재 효율성
해양 산업은 환경 영향을 줄여야 한다는 요구가 점점 더 커지고 있습니다. WAAM은 소재 낭비를 최소화하고 재활용 용접 와이어의 사용을 가능하게 함으로써 지속가능성 목표 달성에 기여합니다. 또한 현장 또는 인근 지역에서 부품을 생산할 수 있어 운송 과정에서 발생하는 탄소 배출을 줄이고, 글로벌 공급망과 관련된 환경적 영향을 최소화할 수 있습니다.
기존 부품의 수리 및 재생
WAAM은 새로운 부품을 제작하는 데만 사용되는 기술이 아닙니다. 필요한 부위에만 소재를 정밀하게 적층하여 마모되거나 손상된 부품을 효과적으로 복원 및 수리할 수도 있습니다. 이러한 기능은 지속적인 마모, 부식, 그리고 기계적 하중에 노출되는 해양 장비에서 특히 큰 가치를 제공합니다. 부품을 새로 교체하는 대신 수리하여 재사용함으로써 소재 낭비를 줄이고 비용을 절감할 수 있으며, 설비의 수명도 연장할 수 있습니다.
WAAM은 대형 부품 생산, 다양한 소재 대응, 리드타임 단축, 그리고 높은 설계 자유도를 제공함으로써 해양 및 해저 부품 제조에 뛰어난 장점을 제공합니다. MX3D의 기술은 해양 산업 운영자가 설비의 신뢰성을 향상시키고, 비용을 절감하며, 보다 지속가능한 제조 방식을 도입할 수 있도록 지원합니다. 앞으로 해양 산업이 지속적으로 발전함에 따라, WAAM은 혹독한 해양 환경에 최적화된 고성능·내식성 부품을 제공하는 핵심 제조 기술로서 더욱 중요한 역할을 수행하게 될 것입니다.
