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원하는 제품은 무엇이든 프린터로 출력해 만들어낼 수 있는 3D 프린팅 기술! 오늘날에는 일반 사람들도 3D 프린터를 이용해 피규어와 같은 제품을 만들어 낼 수 있을 정도로 퍼지고 있는데요. 그뿐만 아니라 자동차, 건축, 의료 등 다양한 산업 분야에서 만들어낼 수 있는 제품들이 상상할 수도 없을 정도에 이르고 있답니다.

 

특히 3D 프린팅 기술은 입체적이고 구조가 복잡한 모양을 아주 정교한 수준으로 만들 수 있기 때문에, 대량 생산보다는 소량 맞춤 생산 분야에도 많이 활용되고 있습니다. 그 중 대표적인 분야가 바로 방위산업이지요. 이러한 기술들이 방위산업에서 어떻게 활용될지 상상이 가시나요? 지금부터 3D 프린팅 기술의 방위산업 적용 방안과 그 사례에 대해 살펴보도록 하겠습니다!

 


3D 프린팅 기술과 방위산업의 만남!

 

3D 프린팅 기술은 사람들에게 주목받기 시작한 지 얼마 되지 않았지만, 우리가 알고 있는 것보다 꽤 오래전에 나온 기술입니다. 19883D 프린터가 세계 최초로 상용화된 이후 오늘날에 이르기까지 지속해서 발전해 왔는데요. 그 원리를 살펴보면, 액체나 금속 등 다양한 소재를 이용해 한층 한층 쌓아 올려 그 물체를 출력하는 적층형 방식이랍니다. 그렇다면 이러한 기술을 방위산업에서 어떻게 활용할 수 있을까요?


 <3D 프린팅을 이용한 제품 제작과정>



첫째는, 무기체계 장비를 창정비할 때 필요한 부속품을 3D 프린팅으로 생산하는 방안입니다. 여기서 창정비란 무기체계를 완전 분해하고 부속품을 새로 교체하여 수명을 연장하는 것을 의미하는데요. 기존에 우리 군은 교체할 새 부속품들이 소량이고, 오래돼서 단종된 것들이 많아 창정비를 하는 데 어려움을 겪어 왔습니다. 여기서 만약 3D 프린팅 기술을 활용한다면 단종된 수리 부속품까지 생산할 수 있기 때문에, 창정비를 원활하게 실시할 수 있습니다.

 


공군 군수사령부 82항공정비창 정비사들이 부속품을 3D 금속프린팅 기술로 수리한 후에 F-15K 전투기의 F110엔진을 항공기에 장착하는 모습(출처 : 국방일보)



실제로 2012년 대한민국 공군은 민군 협업으로 KF-16, F-15K 엔진정비에 필요한 수리 부속품을 3D 금속 프린팅으로 만들어 활용했습니다. 이렇게 수리 부속품을 효과적으로 확보한 덕분에 연간 7억 원의 예산 절감과 조달기간을 단축할 수 있었으며, 비행 안전성 또한 전혀 문제가 없었습니다. 대한민국 육군 역시 현재 육군 종합정비창에서 3D 프린팅을 활용하여 단종부품을 생산하는 시범 사업을 실시중에 있습니다.

 

장점은 이뿐만이 아닙니다. 만약 무기체계 장비에 문제가 생겼을 경우 3D 프린팅으로 필요한 부속품을 현장에서 바로 생산해 교체할 수 있습니다. 이는 우리 군이 유사시에도 전력을 유지하는 데 큰 도움이 되며, 나아가 무기체계 제작의 독자적 기술력까지 확보할 수 있을 것입니다. 앞으로 3D 프린팅 기술을 지속해서 발전시켜 나가서 무기체계 정비 여건과 장비 가동률을 향상시키는 데 큰 역할을 했으면 좋겠네요~

 

3D 프린팅 기술이 방위산업 분야에서 확대하기 위한 방안은?

 

이라크전시 차량정비 모습


유류, , 식량, 탄약 등은 비록 충분하지 못해도 고갈되지 않았으나, 수리부속품은 달랐다.” 이는 이라크전 이후 연합지구사 및 지원사 군수관련 장군단 토의시 언급된 수리부속 지원의 어려운 점을 표현한 말입니다.

 

비단 전시 뿐만 아니라 평시에도 수리부속을 조달하는 데에는 많은 시간이 걸리며 이는 곧 전투장비 가동률에도 영향을 미칩니다. 구형 재래식 무기에 사용되는 수리부속은 가공이 용이하나 현재의 첨단 복합장비에 사용되는 수리부속은 종류와 재질이 다양해 가공하기 어려울수 있습니다.

 

많이 사용되는 수리부속의 경우엔 사전에 충분한 양을 확보해 보급할 수 있으나, 소요가 적은 수리부속들은 소요가 발생할 때 조달을 하므로, 즉각적인 수리부속 지원은 어려울 수 있지요. 이에 국방부는 지난 20165월 미래창조과학부와 ‘3D 프린팅 국방 활성화 업무 협약을 체결해 국방 전문인력 양성 교육을 진행하고 있어서, 성과는 몇 년 내에 나타날 것으로 기대됩니다.

 


3D 프린팅을 이용한 부품 제작 공정



사실 3D 프린팅 기술은 아직 완전한 솔루션이 아니라 기존 제조기술을 보완하는 특성을 보이고 있는데요. 그래서 이를 전략적으로 활용할 필요가 있습니다. 여러 부품을 조립해 만든 제품을 3D 프린팅으로 다시 재설계해 일체형으로 만들기도 하고, 구멍을 많이 가진 품목을 활용해 제품을 경량화시킬 수도 있습니다.

 

일례로 군에서 3D 프린팅을 활용해 그물망형태의 깁스를 제작해 사용할 수 있는데요. 군 특성상 과도한 육체 활동이 수반되면서 골절환자도 수시로 발생할 수 있습니다. 특히 전시에 가장 많이 발생하고 있는 전투손실 요인으로 꼽히는 총상 및 골절에 있어선 즉각적인 조치가 그 무엇보다도 우선되어야 할 의무지원 중에 하나입니다.

 

그런데 기존의 깁스는 착용시 제대로 씻을 수도 없고 공기도 통하지 않아 악취가 발생합니다. 하지만 3D 프린팅 기술을 이용해 그물망형태의 깁스를 제작하면 환기가 쉬울 뿐만 아니라, 제작이 간편하고 신속해 전투상황에서 유용하게 활용될 것으로 기대가 됩니다!

 


그물망 형태의 깁스



다만 3D 모델링 파일의 보안은 철저히 해야 합니다. 도면 파일만 있으면 누구나 3D 프린팅 기술을 활용해 제품을 똑같이 복제하여 이를 악용할 수 있기 때문인데요. 따라서 모델링 파일의 암호화는 물론 허가된 사람만 접근할 수 있도록 설정하고, 유출되었을 때는 누군가 임의로 사용할 수 없도록 해야 할 것입니다.


 

출처 : 한국경제 기사


또한 3D 모델링 파일이 스캔 등을 통해 복제되었거나 원본을 변형해 제작되었을 경우에는, 디지털 포렌식 방법으로 이를 판별할 수 있습니다. 그리고 테라헤르츠라는 기술은 파장이 매우 짧은 레이저를 이용하여 제품 내부에 ID를 삽입하고 스캔을 통해 복제품 여부 판별과 사용 목적 등을 역추적할 수 있습니다.

 

이러한 보안 기술들을 통해 우리는 3D 모델링 파일을 보다 안전하게 유지할 수 있을 텐데요. 일부 보안업체에서는 올해 상용화를 목표로 3D 모델링 파일 보안 기술을 연구개발중에 있답니다. 상용화를 통해 하루빨리 보안에 대한 문제점이 해결되었으면 좋겠습니다.

 


지금까지 3D 프린팅 기술이 우리 방위산업에 어떻게 활용되고 있는지 살펴보았습니다. 현재 자동차, 건축, IT, 교육 등 다양한 산업에서는 4차 산업혁명에 발맞추어 3D 프린팅 기반의 스마트 공장으로 변화해 가고 있는데요. 이에 우리 군 역시 방위산업에서 3D 프린팅 기술의 적용 가능한 분야를 최대한 발굴하고 기술 발전을 위한 집중적인 투자가 이루어져야 할 것입니다. 머지않아 3D 프린팅 기술이 방위산업에 가져올 혁신적이고 새로운 변화를 기대해 봅니다.

 


※ 이 콘텐츠는 월간<국방과 기술> ‘173월호와 4월호에 게재됐던 기고문을 각색한 내용입니다.



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