UNIST·쓰리디팩토리, 세계 첫 선박용 5m급 대형 프로펠러 3D프린팅 도전

- 총 110억 원 투입… 특화설계·AI 보정·선급 인증 전 주기 기술개발

- 울산 산학 역량 결집, ‘마스가(MASGA)’ 발판 글로벌 공급망 진입

UNIST와 ㈜쓰리디팩토리 관계자들이 지난달 23일 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 ‘한미 조선해양 산업기술 협력센터 개소식’에서 기념촬영을 하고 있다. (자료제공: UNIST)

UNIST와 ㈜쓰리디팩토리 관계자들이 지난달 23일 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 ‘한미 공동 R&D 기술교류 포럼’에 참석해 주요 관계자들과 기념촬영을 하고 있다. (자료제공: UNIST)

UNIST가 울산 기업 쓰리디팩토리와 선박용 대형 프로펠러 생산 혁신에 나선다. 5m급 제품을 금속 3D프린팅으로 제작해 성능을 검증하고 선급 인증까지 추진하는 세계 첫 실증이다.

UNIST(총장 박종래)는 3D프린팅 융합기술센터가 UNIST 창업보육기업인 ㈜쓰리디팩토리(대표 최홍관)와 산업통상자원부 ‘2026년도 제2차 조선해양산업기술개발사업’에 최종 선정됐다고 8월 7일 밝혔다.

과제명은 ‘금속 적층제조 특화설계(DfAM) 기술 기반 5m급 선박 핵심 기자재 제작 기술개발 및 검증’이다. 연구 기간은 54개월이며, 정부지원연구개발비 85억 원을 포함해 총 110억 원이 투입된다. 양측은 특화설계와 AI 보정부터 실물 제작, 성능 검증, 선급 인증까지 아우르는 전 주기 기술을 개발한다. 울산 조선산업 기반을 바탕으로 한미 협력과 해외 사업화도 겨냥한다.

현재 대형 선박용 프로펠러는 대개 모래 주형에 녹인 금속을 붓는 사형주조 방식으로 만든다. 제작 기간이 길고 소재 손실과 후가공 부담이 크다. 설계 변경에 유연하게 대응하기도 어렵다.

연구진은 금속 와이어를 아크열로 녹여 층층이 쌓는 와이어 아크 적층제조(WAAM)를 적용해 기존 공정을 바꾼다. 금형 없이 복잡한 형상을 구현할 수 있어 생산 기간을 단축하고 재료 활용률을 높일 수 있다.

UNIST는 블레이드의 복잡한 곡면과 위치별 두께를 정밀하게 구현하는 적층제조 특화설계(DfAM)를 주도한다. 설계·적층·검사 데이터를 AI로 분석해 열변형과 잔류응력을 예측하고, 뒤틀림을 미리 상쇄하는 역변형 보정 기술도 개발한다. 이를 실물 성능 검증과 선급 인증으로 연결해 현장 적용이 가능한 자율제조 공정으로 고도화할 계획이다.

앞서 UNIST와 쓰리디팩토리는 지난달 23일(현지시간) 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 ‘한미 조선해양 산업기술 협력센터 개소식’과 ‘한미 공동 R&D 기술교류 포럼’에 참석했다. 이 자리에서 금속 적층제조 기술과 AI 기반 자율제조 역량을 미국 해군과 현지 조선업계 관계자들에게 소개했다.

이 방식은 디지털 설계 데이터를 바탕으로 필요한 부품을 현장에서 신속하게 생산할 수 있어 함정 유지·보수·정비(MRO)와 단종 부품 조달에 활용도가 높다. 개발 기술이 인증을 획득하면 미 해군 함정 부품 조달망 진입과 현지 시장 진출 가능성도 커진다. 한미 조선협력 구상인 ‘마스가(MASGA)’를 뒷받침할 실증 모델로도 기대된다.

울산시는 후속 사업화와 해외 판로 개척을 뒷받침할 계획이다. 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.

김남훈 UNIST 3D프린팅 융합기술센터장은 “이번 과제의 핵심은 5m급 부품 제작을 넘어 DfAM과 AI 기반 역변형 보정 기술을 실물 규모에서 검증하는 데 있다”며 “울산의 조선산업 기반과 UNIST 연구 역량을 결합해 해양 기자재 제조의 새로운 기준을 만들고, 한미 조선협력의 대표 기술 모델로 발전시키겠다”고 밝혔다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]