안녕하세요 3D시스템즈입니다.
핵심 엔진 부품 단 하나가 손상되어 항구에 발이 묶인 군함이 있습니다. 부품은 이미 단종된 지 오래고, 해외 OEM사에 문의해도 조달까지 수개월이 걸린다는 답변만 돌아옵니다. 정비가 완료될 때까지 이 함정은 작전 공백 상태를 맞이할 수밖에 없습니다.
이는 먼 나라의 가상 시나리오가 아닙니다. 대한민국 해군을 비롯해 전 세계 해군과 조선 MRO 현장이 매일같이 마주하는 냉혹한 현실입니다.
군함과 대형 선박의 운용 수명은 통상 30~50년에 달하지만, 핵심 부품의 수명은 4~7년에 불과합니다. 이 간극 속에서 단종 부품은 수천 종으로 늘어나고, 다품종 소량이라는 수요 특성 때문에 제조사가 생산라인을 재가동하는 일도 없습니다. 전통적인 공급망은 이 문제를 근본적으로 해결해주지 못합니다. 하지만 적층 제조는 다릅니다. 재고가 없어도, 생산라인이 없어도, 필요한 순간 필요한 부품을 만들어낼 수 있기 때문입니다.
실제로 한국생산기술연구원은 해군과의 협력을 통해 노후 구축함의 손상된 디젤엔진 부품을 금속 3D 프린팅 기술로 재생하는 데 성공했습니다.
기존에 수개월이 걸리던 수리가 단 하루로 단축됐고, 함정 동력계의 핵심 부품인 감속기 주축을 복원해 1년 6개월간 해상 정상 운용을 검증했습니다. 비용은 기존 대비 1/20, 기간은 1/6 수준이었습니다. 이 결과는 3D 프린팅이 해군·마린 분야에서 충분히 실전에 투입될 수 있는 기술임을 보여줍니다.
미 공군의 보유 항공기와 각종 장비가 점차 노후화되면서, 부품 공급망을 유지하고 전투 장비를 가동 상태로 묶어두는 군수 지원 업무의 부담이 갈수록 커지고 있습니다.
글로벌 해군은 이미 한 단계 더 나아가고 있습니다. 미 해군 NAVSEA는 2025년 3D 프린팅을 전투 준비 능력으로 공식 격상하고, 항모·잠수함·구축함 등 전 함종에 금속·폴리머 프린터를 탑재해 부품 납기를 최대 70% 단축했습니다. 버지니아급 잠수함에 금속 3D 프린팅 부품을 장착해 심해 운용 기준을 충족한 것은 특히 주목할 만한 성과입니다. HD현대중공업 역시 운항 중인 선박 위에서 MRO 부품을 직접 출력하는 선상 3D 프린팅 시스템을 개발해 2024년 미국선급(ABS)로부터 세계 최초로 신기술 인증을 획득했습니다. 항해 중인 선박이 스스로 필요한 부품을 만들어내는 시대가 조용히 열리고 있습니다.
그런데 이 변화에서 가장 중요한 질문은 3D 프린팅을 쓸 것인가가 아닙니다. 어떤 장비와 소재로, 어떤 인증 기준을 통과해 실전에 투입할 것인가 입니다. 속도 하나만으로는 국방·마린 환경을 통과할 수 없습니다. 소재 인증, 반복 정밀도, 까다로운 군사 규격 대응이 함께 뒷받침되어야 합니다.
내구성 있는 맞춤형 부품을 단 하루 만에 제작해 수리할 수 있다는 점은 군 입장에서 매우 혁신적입니다. 고장 난 항공기를 당일 작전에 바로 투입할 수 있어, 군의 장비 가동률과 전투 준비태세를 극대화할 수 있기 때문입니다.
3D Systems가 미 공군의 MAMLS(Maturation of Advanced Manufacturing for Low-Cost Sustainment) 프로그램에 참여한 것도 바로 이 지점이었습니다. 데이턴대학교 연구소(UDRI), 록히드마틴, 노스럽그루먼과 함께 노후 항공기의 전기 커넥터, 그로밋, 스페이서 같은 부품군을 대상으로, 군용 사양을 통과하는 소재와 프로세스를 체계적으로 확립했습니다. 항공기 가용성을 높이고 당일 임무 수행을 가능하게 한다는 이 프로그램의 목표는 해군·선박 MRO의 요구와 정확히 맞닿아 있습니다.
이 프로그램의 핵심 장비로 선택된 것이 3D Systems의 Figure 4™ 플랫폼입니다.
- DLP 방식으로 단면 전체를 한 번에 경화하기 때문에 기존 툴패스 방식 대비 압도적으로 빠른 출력 가능합니다.
- 6시그마 반복 정밀도(Cpk > 2)로 부품 간 편차를 최소화합니다.
- 무엇보다 기존 상용 포토폴리머를 매칭하거나 난연성·내환경성 등 군사 규격에 맞는 신소재를 포뮬레이션하는 소재 유연성이 실전 적용의 문턱을 낮춥니다. 하루 만에 내구성 있는 맞춤형 부품을 출력해낼 수 있다는 것—이 단순한 사실이 현장에서는 작전 가용률을 바꾸는 차이가 됩니다.
Figure 4는 빛을 한 번만 쏘아 단면 전체를 고속으로 찍어내는 방식의 솔루션입니다. 속도가 압도적으로 빠르면서도 표면이 매끄럽고 정밀도가 높으며, 양산용 기능성 소재의 물성도 그대로 구현해 냅니다.
한국 마린 시장에서도 이 흐름은 이미 시작됐습니다. 해군 정비창에서는 단종 부품의 도면을 3D 스캔·역설계로 디지털화해 필요할 때 즉시 출력하는 디지털 부품 창고 모델이 현실적인 다음 단계로 검토되고 있습니다. 조선소 MRO 현장에서는 입거 수리 중 전기 커넥터, 소형 브라켓 같은 저위험 부품을 즉각 출력해 전체 수리 일정을 단축하고, 납기 지연으로 인한 용선 손실을 방지하려는 수요가 생겨나고 있습니다. 원거리 파견 함정이나 도서 지역 지원 선박에 소형 3D 프린팅 시스템을 탑재해 보급선 없이도 비구조적 부품을 자체 제작하는 시나리오도 멀지 않았습니다.
3D시스템즈는 연구에 필요한 맞춤형 소재를 지원하는 역할을 맡고 있습니다. 부품의 요구 조건에 맞춰 기존 상용 레진을 매칭해주거나, 아예 새로운 전용 소재를 개발해 공급하는 방식입니다.
결국 이 모든 변화의 핵심은 하나입니다. 재고를 쌓는 방식에서 필요한 순간, 필요한 곳에서, 필요한 부품을 만드는 방식으로의 전환입니다. 3D시스템즈는 Figure 4™ 플랫폼을 중심으로 한국 마린 시장에 맞는 적용 경로를 함께 설계해 드립니다. 관련하여 궁금한 점이 있으시다면 언제든 편하게 연락 주시기 바랍니다.
T: 02-6262-9900 / E: korea.printer.sales@3dsystems.com
[참고 출처]
- 한국생산기술연구원, 해군 구축함 디젤엔진 부품 금속 3D프린팅 재생 성공 (2023.04)
- 한국생산기술연구원, 해군 함정 동력계 핵심부품 '감속기 주축' 3D프린팅 보수 및 1년 6개월 해상 운용 성공 (2021.08)
- HD현대중공업, 세계 최초 선박 내 MRO 3D프린팅 시스템 개발 및 ABS 인증 획득 (2025.03)
- 3D Systems, "Rapid Part Replacement Ready for Take Off?" — MAMLS/Figure 4™ USAF 프로그램 케이스 스터디
