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[IT뉴스]3D 프린팅으로 만든 우주 발사체 부품, 극저온 내압 시험 성공

온카뱅크관리자

2025-06-12 13:57:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">티타늄 고압용기, –196℃ 극저온 시험 통과<br>3D프린팅 신뢰성 입증···항공․우주 분야 활용 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="tkb5LvHEwd">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="64c71f83d7ca8988067c66c929673e4b486a0bbea4a712b45cfe5c4807ac7f87" dmcf-pid="FEK1oTXDDe" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/seouleconomy/20250612134725678ttvn.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="1iP7E5phDJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/12/seouleconomy/20250612134725678ttvn.jpg" width="658"></p>
          </figure>
          <div contents-hash="d51cc20f1b77326a30dedd0a7c336ab7d55dab8e09b1eabb7684b9bcd6b88a95" dmcf-pid="3D9tgyZwrR" dmcf-ptype="general">
            [서울경제] 
          </div>
          <p contents-hash="b8bb8d7f5d30ba5738dbd00299c590d1126c59315418e2ee1c510aa05bf95c60" dmcf-pid="0w2FaW5rrM" dmcf-ptype="general">국내 산학연 연구진이 개발한 우주 발사체용 3D 티타늄 부품이 세계 최초로 영하 196도의 극저온 내압 시험을 통과했다. </p>
          <p contents-hash="c9cfa1653f7e3efab52c753905721c9605312e97f2dc22420db40ecbdce313b6" dmcf-pid="prV3NY1mwx" dmcf-ptype="general">한국생산기술연구원은 12일 한국항공우주연구원·케이피항공산업·에이엠솔루션즈·한양대와 공동 개발한 대형 티타늄 합금(Ti64) 용기가 영하 196도의 액체질소로 냉각한 극저온 조건에서 330bar의 고압을 견디는 데 성공했다고 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="1c693c1c2aac5dd0b6c6a5d582e2996f471a9bc35186c9afdcdcba583af4edfb" dmcf-pid="Umf0jGtsrQ" dmcf-ptype="general">고압 용기는 우주 발사체 및 위성에 탑재되는 부품으로 액체연료·추진제의 저장·공급, 자세제어용 가스의 고압 상태를 유지하는 데 이용된다. 고압 상태를 버티기 위해 강도가 높아야 하고, 무게가 가벼워야 할 뿐 아니라, 추진제 탱크의 극저온 환경에서도 안정적 성능을 유지할 수 있어야 한다. 이런 이유로 티타늄 합금이 주요 소재로 활용된다. 다만 티타늄 합금 용기를 기존 주조·단조 방식으로 제작할 경우 대형으로 제작 시 소재 수급이 어렵고, 설계상 제약 때문에 비용·납기가 늘어나는 한계가 있었다.</p>
          <p contents-hash="6127ce17dcca1ed5f4adb65f15a47fdc5b6bffafb10e1b89eb91c3a5b8c7d683" dmcf-pid="us4pAHFOwP" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 3D 프린팅 기술로 형상과 크기에 제약 없는 맞춤형 생산체계를 구현했다. 또 후처리 공정과 제작비용을 줄이고자 적층제조 공정을 도입했다. 먼저 이협 생기원 3D프린팅제조혁신센터 수석연구원 연구팀은 레이저 및 금속 와이어를 사용하는 DED(Directed Energy Deposition) 방식의 적층제조 공정으로 직경 640㎜, 크기 130L급 티타늄 합금 고압용기를 제작했다. DED는 금속 기판 위에 고출력 레이저 빔을 집속해 형성된 용융 영역에 금속분말을 공급·적층하는 기술이다. 금속 성형에 이용되는 3D 프린팅 기술인 셈이다. 또한 연구팀은 공정 중 실시간 모니터링을 통해 적층 품질을 정밀하게 제어할 수 있었다. 아울러 구조 특성과 열변형을 반영한 적층 경로 최적화 기법으로 대형 용기의 형상 정밀도와 기계적 물성을 동시에 확보했다. 이어 두 개의 반구형 티타늄 부품을 각각 적층 제조한 뒤 열처리·정밀 가공·용접 공정을 순차 적용, 우주 환경에서 요구되는 품질을 만족하는 일체형 고압용기를 완성했다.</p>
          <p contents-hash="1f86216112cd939ebbf158dbeb97ca01933581b320df15c5b82bc836b18d2226" dmcf-pid="7O8UcX3II6" dmcf-ptype="general">항우연은 극저온 시험을 주관했다. 이를 위해 용기 내부를 영하 196도의 액체질소로 냉각한 뒤 330bar의 입증 압력까지 단계적으로 가압하는 방식으로 내압 성능을 평가했다. 용기 표면에 부착된 센서와 영상 시스템을 활용해 정밀 계측한 결과 구조 해석 수치와 일치하는 용기 성능을 기록한 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="94be78369babee9e98dfa1d2258a98630957c6a9dc31e5ebfcb725225e68e60a" dmcf-pid="zI6ukZ0Cm8" dmcf-ptype="general">이협 생기원 수석연구원은 "실제 운용 조건을 모사한 극저온 및 고압 조건에서도 대형 적층제조 구조물의 신뢰성을 확보할 수 있음을 실증했다"며 "다양한 우주항공 응용 분야에 적층제조 기술을 적극 활용할 수 있는 기반을 구축했다는 데 의미가 있다"고 말했다. 김현준 항우연 책임연구원은 "반복 가압 시험을 진행해 우주부품으로 활용할 수 있도록 추가 인증을 추진할 계획"이라고 덧붙였다.</p>
          <div contents-hash="337523334cf35b968b6d5f7fd035fa59ef7b617904103f890db5a4668559166b" dmcf-pid="qtjxW96Fr4" dmcf-ptype="general">
            서지혜 기자 wise@sedaily.com
          </div>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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