사형주조 대신 3D프린팅… UNIST, 세계 첫 5m급 선박부품 실증 나선다

UNIST와 ㈜쓰리디팩토리 관계자들이 지난달 23일 미국 워싱턴 DC에서 열린 ‘한미 조선해양 산업기술 협력센터 개소식’에서 기념촬영을 하고 있다./사진-UNIST

[투어코리아=김교환 기자] UNIST(총장 박종래)와 울산 기업 쓰리디팩토리(대표 최홍관)가 5m급 선박용 프로펠러를 금속 3D프린팅으로 제작해 성능을 검증하고 선급 인증까지 추진하는 실증에 나선다. 이 규모의 제품을 3D프린팅으로 만드는 시도는 세계적으로 처음이다.

UNIST 3D프린팅 융합기술센터는 UNIST 창업보육기업 쓰리디팩토리와 함께 산업통상자원부 '2026년도 제2차 조선해양산업기술개발사업'에 최종 선정됐다고 7일 밝혔다.

과제명은 '금속 적층제조 특화설계(DfAM) 기술 기반 5m급 선박 핵심 기자재 제작 기술개발 및 검증'으로, 연구 기간 54개월에 정부지원연구개발비 85억 원을 포함해 총 110억 원이 투입된다.

기존 대형 프로펠러는 모래 주형에 녹인 금속을 붓는 사형주조 방식으로 제작돼 왔다. 제작 기간이 길고 소재 손실과 후가공 부담이 큰 데다 설계 변경에도 유연하게 대응하기 어렵다는 한계가 있었다.

연구진은 이를 극복하기 위해 금속 와이어를 아크열로 녹여 층층이 쌓는 와이어 아크 적층제조(WAAM)를 적용한다. 금형 없이 복잡한 형상을 구현할 수 있어 생산 기간 단축과 재료 활용률 향상을 기대할 수 있다.

UNIST는 블레이드의 곡면과 부위별 두께를 정밀 구현하는 적층제조 특화설계(DfAM)를 주도하고, 설계·적층·검사 데이터를 AI로 분석해 열변형과 잔류응력을 예측·보정하는 기술도 함께 개발한다. 이를 실물 성능 검증과 선급 인증으로 연결해 현장 적용이 가능한 자율제조 공정으로 고도화할 계획이다.

앞서 두 기관은 지난달 23일(현지시간) 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 '한미 조선해양 산업기술 협력센터 개소식'과 '한미 공동 R&D 기술교류 포럼'에 참석해 관련 기술을 미 해군과 현지 조선업계에 소개했다.

이 기술은 디지털 설계 데이터를 활용해 현장에서 부품을 신속히 생산할 수 있어 함정 유지·보수·정비(MRO)와 단종 부품 조달에 활용도가 높다. 인증을 획득하면 미 해군 함정 부품 조달망 진입과 현지 시장 진출 가능성도 커지며, 한미 조선협력 구상 '마스가(MASGA)'의 실증 모델이 될 가능성이 높아진다.

울산시 관계자는 "세계적인 조선산업 기반을 갖춘 울산에서 UNIST와 지역 기업이 차세대 대형 기자재 제조기술을 주도한다는 데 의미가 크다"며 "개발 성과가 지역 기업의 해외 수주와 일자리 창출로 이어지도록 산학연 협력체계를 더욱 강화하겠다"고 말했다.