관점: 적층 기술이 국방 제조에 혁명을 일으키다

관점 제조

국방부 사진

독특한 부품을 프린팅하는 것부터 신속한 현장 수리를 가능하게 하는 것까지 적층 제조는 산업 기반을 파괴하고 있습니다. 재료와 공정의 혁신은 새로운 가능성을 열어주었고 이는 결국 기술에 대한 관심을 불러일으켰습니다.

자동차, 항공우주, 의료 등의 시장이 적층 기능을 수용함에 따라 기회는 더욱 늘어날 것입니다. Grand View Research Inc.의 데이터에 따르면 전 세계 적층 제조 산업은 2030년까지 761억 6천만 달러로 성장할 수 있습니다. 이는 복합 연간 성장률 20.8%를 나타내며, 이는 광범위한 제조 부문의 궤적을 훨씬 능가하는 수치입니다.

군대의 경우 적층 제조는 전통적인 제조 방법을 사용하는 제품의 물리적 약점과 같은 설계 취약성을 해결할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 한편, 연방 및 산업계 기관은 오랜 공급망 문제를 해결할 수 있는 잠재력에 베팅하고 있습니다.

그러나 유망한 발전에도 불구하고 국방 부문에는 여전히 극복해야 할 상당한 장애물이 있습니다. 광범위한 구현을 달성하려면 유통 네트워크의 모든 계층에 있는 제조업체가 기꺼이 투자해야 합니다. 그러나 현재는 대규모 기업이 채택자의 대다수를 차지하고 있습니다.

적층 제조는 종종 새로운 기술로 간주되지만, 최초의 군사적 사용은 엔지니어들이 적층 기술을 개발하기 시작한 1980년대 후반으로 거슬러 올라갑니다. 그러나 용어의 초기 사용은 다양했습니다. 2000년대가 되어서야 업계 평론가들이 "적층 제조"라는 용어를 대중화했습니다.

새로운 기술, 특히 업계 전반의 표준이 부족한 기술을 배포하는 것은 힘든 작업입니다. 미군 지부는 세계에서 가장 광범위하고 복잡한 조직 중 일부입니다. 육군만 해도 200만 명이 넘는 병력이 있다. 일관성 있는 언어가 없고 기술에 대한 지식이 제한적이었기 때문에 1980년대와 1990년대 업계에서 일했던 사람 중 적층 제조의 잠재력을 이해한 사람은 거의 없었습니다. 결과적으로 국방 분야는 다른 분야의 수용보다 뒤쳐졌습니다.

즉, 지난 30년 동안 군은 이를 연구 및 개발 기능에 통합하기 위해 지속적으로 노력해 왔습니다. 각 지점에서 적층 기술을 프로세스에 통합하는 새로운 방법을 모색하면서 연구원과 엔지니어는 적층 제조가 격차를 메우고 과제를 해결할 수 있는 공간을 식별했습니다. 처음에는 인쇄 툴링 가이드, 지그 및 고정 장치와 같은 기존 제조 기술을 보완할 수 있는 기술이 주로 사용 사례였습니다.

2016년 초 국방부가 군대에서의 3D 프린팅 활용을 탐구하는 일련의 워크숍을 시작하면서 전환점이 찾아왔습니다. 이러한 연구 결과는 군대의 광범위한 기술 활용을 위한 로드맵을 제공하는 보고서로 발전했습니다.

오늘날 군대의 모든 부서에는 육군 연구소(Army Research Laboratory)의 첨단 제조 실무 커뮤니티부터 해군 적층 제조 기술 교환(Navy Additive Manufacturing Technical Interchange)에 이르기까지 연구 및 개발 포트폴리오에 적층 가공이 포함되어 있습니다. 지난 10년 동안 이러한 조직 부문에서는 기지와 현장의 생산 노력을 향상시키기 위해 적층 제조에 점점 더 의존해 왔습니다.

2022년 11월, 해군은 처음으로 선박 중 하나에 금속 3D 프린터를 영구적으로 설치했습니다. 스테인리스 스틸을 인쇄하는 이 기계는 직원들에게 산업 수준의 제조 능력을 제공하여 이전에는 불가능했던 주문형 제품을 생산할 수 있게 해줍니다. 제3자 공급자에 대한 의존도를 줄임으로써 이 기술은 선박과 승무원의 새로운 자급자족을 가능하게 하여 해군이 리드 타임 지연 및 노후화 문제를 극복하는 데 도움이 될 것입니다.