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[중앙일보]2018.09.18 "오, 잘 뜨네!" 국내 최초 3D프린팅 전기 보트 만든 과정 보니
2018-09-19 조회수 43


"오, 잘 뜨네!" 국내 최초 3D프린팅 전기 보트 만든 과정 보니

최은경 입력 2018.09.18. 05:26 수정 2018.09.18. 06:42
UNIST 3D 프린팅 센터 8월 말 제작
전기 차·전기 자전거 이어 세 번째
3D 프린팅 기술로 무게 확 줄여
김남훈 센터장 "미래형 운송수단
공정 혁신, 항공·우주 분야도 연구"
기사원문보기 : https://news.v.daum.net/v/20180918052657672?f=m

울산과학기술원(UNIST) 3D 프린팅 첨단생산기술연구센터가 지난달 말 만든 3D 프린팅 전기 보트 '윌리'를 이튿날인 지난 1일 학교 호수에서 시운전하고 있다. 최적 설계로 유선형을 유지하면서 무게를 줄였다. [사진 울산과학기술원]
“오, 잘 뜨네!” “제법 잘 가는데~” 
지난 1일 울산 울주군 울산과학기술원(UNIST) 호숫가에서 탄성이 터졌다. 이 학교 김남훈 기계항공 및 원자력공학부 교수와 연구원들이 제작한 3D 프린팅 전기 보트‘윌리’가 시운전에 성공해서다. 시속 10㎞ 정도로 6시간 동안 호수를 가로지른 길이 2m, 폭 1m의 이 배는 모터와 배터리를 제외한 모든 부분을 3D 프린팅으로 만들었다.
윌리는 2016년 ‘유니크(전기자전거)’, 지난해 ‘라이노(전기자동차)’에 이은 UNIST 3D 프린팅 첨단생산기술연구센터의 세 번째 ‘작품’이다. 센터장인 김 교수와 팀원들이 설계에 3주, 부품 프린팅에 3일, 조립에 4일 걸려 만들었다. 소재는 폴리머(플라스틱), 들어간 부품은 약 20개다. 김 교수는 “상용화하면 부품을 10개 미만으로 줄일 수 있다”며 “위기인 조선업계에 아이디어를 줄 수 있을 거라 생각해 제작했다”고 말했다. 
김남훈 UNIST 기계항공 및 원자력공학부 교수. [사진 울산과학기술원]

Q : 윌리를 소개해달라.
A : 형상은 고래와 닮았다. 뒤쪽에 있는 대형 프로펠러가 바람을 밀며 앞으로 나간다. 프로펠러가 물에 잠기는 형태는 수초·이끼가 많은 곳에선 추진력을 얻기 어렵다. 3D 프린팅 기술을 이용하면 주변 환경에 맞게 원하는 형상을 구현할 수 있다. 제작과정에서 설계가 70% 정도를 차지한다. 먼저 설계한 뒤 외부 충격이나 부력에 견딜 수 있는지 등 모의실험을 한다. 부품을 어떻게 나눌지 정해 설계안을 수정하고 3D 프린팅 장비로 부품을 만들어 조립하면 된다. 마지막 단계로 방수 처리를 했다. 유선형을 구현하기 만만치 않았다. 상부를 얼기설기 만든 것은 무게를 가볍게 하면서 형태를 유지하기 위해서다.

Q : 제작과정에서 핵심 기술은. 
A : ‘DFAM(Design for Additive Manufacturing)’ 기술이다. 쉽게 말해 적층 제조를 고려한 디자인 기술이다. 이 기술을 이용하면 최적 설계로 가벼우면서 단단한 구조를 만들어낼 수 있다. 복잡한 형태의 제품도 조립 없이 한 번에 찍어내고, 복합소재도 동시에 쓸 수 있다. 유럽·미국은 십수 년 전부터 DFAM 기술을 공략했지만 한국은 장비와 소재에 치중하느라 소프트웨어·서비스에 주목한 지 5년이 채 되지 않았다.
김남훈 교수팀이 지난해 10월 제작한 3D 프린팅 기술을 이용해 제작한 전기 자동차 '라이노'. 코뿔소와 닮은 이 차는 공간을 다 채운 기존 디자인과 비교해 무게를 80%이상 줄였다. [사진 울산과학기술원)

Q : 이 기술을 산업현장에서 어떻게 활용할 수 있나.
A : 가령 자동차를 만들 때 복잡한 형태의 부품이 있으면 조립이 힘들어 단가가 올라간다. 3D 프린팅 기술을 이용하면 부품 무게를 줄이면서 훨씬 쉽게 작업할 수 있다. GM은 3D 프린팅 기술로 10% 정도 경량화를 이뤘다. 자동차 주문제작사 로컬모터스는 3D 프린팅을 이용해 소비자가 원하는 디자인을 일주일 만에 만들어낸다. 금형 산업에도 유용하게 쓰일 수 있다. 금속 거푸집을 한 번 쓰고 마는 것이 아니라 수정하거나 새로 만들어 활용도를 높인다.

Q : 3D 프린팅 기술이 어떤 산업에 주로 쓰일까. 
A : 세계적으로 의료·항공·우주·자동차·소비재·의료 등 여러 분야에서 활용한다. 한국은 전자·자동차 분야에서 10년 안에 3D 프린팅 관련 큰 이슈가 있을 것으로 본다. 세계 3D 프린팅 시장 규모는 2017년 88억 달러(약 9조9000억원)에서 2019년 158억 달러로 커질 전망이다. 시장 점유율은 미국 40%, 독일 11%, 일본 8%, 중국 7% 순으로 한국은 4% 정도다.
3D프린팅 기술로 만든 전기 자동차 '유니크'를 소개하는 김남훈 교수. [사진 울산과학기술원]

Q : 유니크·라이노·윌리의 역할은.
A : 3D 프린팅 기술과 파급효과를 잘 알려준다. 기존 제품을 3D 프린팅 제품으로 단순히 대체하는 것이 아니다. 유니크·라이노·윌리에는 경량화, 복합소재 사용, 부품 합체 등 기존에 없는 혁신적 디자인과 설계를 적용했다. 이를 실제 탈 수 있게 만들어 신뢰성을 더했다. 이런 제품에 자극받아 자동차 부품 업체 등이 DFAM을 활용한 협업을 제안하기도 한다.

Q : 3D 프린팅 첨단생산기술연구센터의 연구 목표는.
A : 2015년 연구를 시작, 자동차 분야에 초점을 맞춰 많은 국내 완성차 업체, 자동차 부품업체와 부품·공정 개발 협업을 했다. 앞으로 조선이나 미래형 운송수단, 항공·우주 분야에서 3D 프린팅 기술을 많이 활용할 수 있게 하는 것이 목표다.
울산=최은경 기자 chin1chuk@joongang.co.kr