3D 프린팅은 복잡한 형상을 인쇄할 수 있다. 따라서 여러 부품을 만들고, 조립하는 대신 한 번의 인쇄로 제작할 수 있다. 부품 수의 감소는 비용 절감 뿐 아니라 조립 실수 등에 의한 오류를 제거하는 이점이 있다. 그렇다면 얼마나 큰 제품을 인쇄할 수 있을까?
영국의 Orbex가 세계에서 가장 큰 싱글 피스 메탈 로켓 엔진을 3D 프린팅으로 인쇄했다고 발표했다. 이를 위해 Orbex는 260×500mm 파우더 베드로 최대 800mm 높이의 부품을 만들 수 있는 갖춘 SLM 800 대형 금속 첨가제 제조 시스템을 사용했다.
Orbex는 작은 위성 발사체를 개발하는 기업이다. Orbex는 가볍고 연료 효율이 높으며 생산 비용을 줄이는 동시에 안전성 향상을 위해 3D 프린팅 기술에 접근했다.
Orbex Prime은 2단 로켓으로, 핵심 부위인 로켓 엔진부가 3D 프린팅으로 제작됐다. 3D 프린팅 기법으로 부품을 줄임으로써 무게가 최대 30% 더 가벼우며, 효율은 20% 더 높였다. 일체형 구조의 이 엔진은 니켈 합금이 사용되어 높은 내구성을 자랑한다.
Orbex Prime 로켓 엔진을 인쇄한 SLM 800 시스템은 비접촉식 파우더 핸들링 및 자동화 된 빌드 챔버 컨베이어를 통합하여 진동·회전으로 파우더를 제거하도록 설계된 언 팩킹 스테이션으로 최종 부품을 이송한다. Orbex에 따르면, 이 생산 능력은 기존의 CNC 가공 생산과 비교하여 소요 시간을 90% 단축하고, 비용을 50% 절감할 수 있다.
Orbex는 “우주의 극단적인 온도와 압력 변동을 감안할 때, 3D 프린팅 엔진은 용접과 관련된 약점을 완전히 제거함으로써 결함 가능성을 낮춘다”면서 “또 화석 연료와 비교하여 90%까지 탄소 배출을 줄이는 재생 가능 연료인 바이오 프로판인 엔진으로 가동되기에 친환경적이다”고 말했다.
한편, 4000만 달러 이상의 투자 유치에 성공한 Orbex는 2021년 스코틀랜드에서 첫 발사를 진행할 예정이다. 또 전세계의 IoT 연결을 위한 64개의 나노 위성을 쏘아올리겠다는 목표를 가진 스위스의 Astrocast SA와도 계약을 체결했다.
