국내외 무인항공기(드론) 산업이 ‘고부가가치 기체 개발’과 ‘국산화’라는 전환 국면에 들어섰다. 현시점 드론은 비행 효율을 위한 ‘경량화’, 외부 충격을 견디는 ‘강도’, 구조적 안정성을 위한 ‘부품 통합’ 등이 동시에 요구되는 제품군이다.
하지만 실제 현장에서는 설계 단계에서 제조 방식을 고려하지 않는다는 점이 지적받고 있다. 실제로 시제품 제작 이후 원가 상승, 금형 제작, 납기 지연 등의 장벽에 부딪히며 양산 전환에 실패하는 실태가 반복되고 있다. 특히 초기 투자 비용이 큰 전통적 금형 방식은 중소·중견 드론 업체가 시장 변화에 유연하게 대처하는 데 걸림돌이 된다는 분석이다.
기존 제조 공정의 한계를 극복하기 위해 많은 기업이 다품종 소량 생산에 유리한 ‘유연 생산 체계’를 고안하고 있으나, 실질적인 솔루션을 찾지 못해 고심하는 분위기다. 특히 드론은 부품의 강도를 유지하면서도 무게를 극한으로 줄여야 하는 특성을 지닌다. 이 때문에 일반적인 가공 방식으로는 정밀한 형상을 구현하거나 일체형 부품을 제작하는 데 한계가 따를 수밖에 없다.
결국 기획부터 실제 양산에 이르기까지 개발 기간과 조달 비용이 불어나는 결과를 초래한다. 이는 그간 국내 드론 제조사의 글로벌 시장 경쟁력을 떨어뜨리는 원인으로 지목돼 왔다.
업계 전문가들은 이러한 설계·생산의 기술적 괴리를 극복하기 위해 적층 제조, 즉 3D 프린팅(3D Printing) 기술을 양산 프로세스에 도입해야 한다고 조망한다.
이 가운데 분말베드융합(Multi Jet Fusion, 이하 MJF) 방식은 미세 플라스틱 분말에 특수 융합제를 분사한 뒤 적외선 램프로 녹여 층층이 쌓아 올리는 고속 적층 제조 기술이다. 이 공법은 출력 과정에서 제품을 받쳐주는 지지대(Support)가 필요 없어, 복잡한 기하학적 형상이나 일체형 구조를 자유롭게 구현할 수 있다.
특히 적층 방향에 상관없이 사방으로 균일한 물리적 강도를 발휘하는 등방성을 지녔다. 이로써 기존 금형 사출 부품에 버금가는 내구성을 확보할 수 있는 것을 내세우고 있다. 아울러 점이 아닌 면 단위로 신속하게 적층 면(Layer)를 결합하기 때문에 빠른 생산 속도를 갖춘 것으로 알려졌다. 수천 개 규모의 중간 물량 양산까지 대응하는 혁신 방법론으로 주목받는 이유다.
이러한 MJF 공법은 복잡한 드론 부품을 설계 자유도 손실 없이 시제품에서 양산까지 연결하는 대안으로 급부상하는 중이다. 다품종 소량 생산이 빈번한 드론 부품 시장에서 금형 없이도 중간 물량 이상을 안정적으로 소화하는 핵심 동력으로 평가받는 것.
이러한 배경에서 내달 2일 적층 제조 공법을 활용해 국산 드론의 양산 혁신 방안과 사업성 검증 전략을 제시하는 온라인 세미나(웨비나)가 전개된다.
드론 양산의 새로운 기준...DfAM과 생산성 예측의 모든 것
‘K-드론 경쟁력 강화: HP MJF 기반 드론 설계·제조 가이드’ 웨비나는 글로벌 적층 제조 및 IT 솔루션 업체 ‘HP’와 국내 적층 제조 기술 업체 ‘링크솔루션’의 실제 드론 양산 경험을 결합해 진행된다. 행사를 통해 실무자가 현장에서 즉시 활용 가능한 단가·총소유비용(TCO) 기반 의사결정 기준이 제시될 예정이다.
이번 웨비나에서는 드론의 성능·양산성을 극대화하기 위해, 설계 단계부터 적용해야 하는 실전 ‘적층 제조를 위한 설계(Design for Additive Manufacturing, DfAM)’ 전략이 구체화된다.
이 가운데 HP의 MJF 기술 기반 국산 드론 설계 가이드가 공개된다. 먼저 이주헌 HP코리아 애플리케이션 엔지니어가 국산 드론의 양산 솔루션을 다룬다. 드론 부품에 MJF 기술을 최적화·적용하기 위한 DfAM 핵심 포인트를 공유하고, 부품 통합을 통한 경량화 달성 기법을 설명한다. 특히 요구사항에 맞춘 실제 적용 부품 사례와 함께 시제품에서 중간 물량, 최종 양산까지 확장하는 전환 전략을 전수한다.
더불어 적층 제조 기반 드론 사업성 검증과 공급망 전략이 전달된다. 이 세션에서는 김동진 링크솔루션 차장이 적층 제조를 실제 양산 대안으로 검토할 때 필수적인 사업성 검증 프로세스를 짚어낸다. 금형 투자가 부담스러운 제조사를 위해 대규모 인프라 없이도 생산성을 예측하고, 단가·TCO를 검증하는 방법론을 제시한다. 또한 급변하는 글로벌 드론 시장에서 원가 경쟁력을 방어할 수 있는 적층 제조 기반 스마트 공급망 구축 전략이 다뤄진다.
웨비나 관계자는 “드론의 비행 성능과 제조 경쟁력은 이미 설계 단계에서 결정된다”고 말했다. 그러면서 “이번 웨비나는 HP의 설계 방법론과 링크솔루션의 제조 노하우를 결합해, 막연했던 3D 프린팅 양산 도입 검토를 실행으로 연결하는 이정표가 될 것”이라고 부연하며 강조했다.
웨비나는 웨비나 플랫폼 ‘두비즈(duBiz)’에서 사전 등록 후 시청 가능하다.
헬로티 최재규 기자 |
