세계적인 항공우주 및 방위 산업체 록히드 마틴(Lockheed Martin)이 텍사스주 그랜드 프레리에 위치한 미사일 및 화기 통제 시설에 약 450평 규모의 새로운 적층 제조(Additive Manufacturing, AM) 시설을 오픈했습니다.
이 새로운 시설에는 Nikon SLM Solutions의 NXG 600E 3D 프린터 2대를 비롯해 열처리 및 검사 장비가 포함되어 있어 부품을 신속하게 개발하고 생산할 수 있습니다. 이를 통해 록히드 마틴은 기존 가공 허브에서 적층 제조를 확장하여 고객의 즉각적이고 미래의 제품 요구를 지원하고, 항공우주 및 방위 분야에서 3D 프린팅의 성장을 촉진하고자 합니다.
록히드 마틴의 적층 제조 시설에 있는 Nikon SLM Solutions의 3D 프린터(NXG 600E). 출처: Lockheed Martin.
1LMX 디지털 변환 이니셔티브와 3D 프린팅
이 새로운 적층 제조 시설은 록히드 마틴의 1LMX 디지털 변환 이니셔티브를 지원하는 중요한 요소로 작용합니다. 2022년에 발표된 1LMX는 록히드 마틴이 글로벌 보안 위협에 대응하여 생산 및 공급망 운영을 최적화하기 위해 AI 및 프로세스 자동화 등 디지털 기술을 적극 활용하는 프로그램입니다.
1LMX의 일환으로 록히드 마틴은 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 통합 디지털 스레드를 구축하여 엄격한 고객 요구 사항을 충족할 계획입니다. 특히, 제품 설계 초기 단계에서 3D 프린팅 기술을 "기술적 위험 감소 도구"로 활용하여 보다 정밀하고 효율적인 제조 공정을 구현하고 있습니다.
록히드 마틴의 3D프린팅 매니폴드(오른쪽)와 기존 제조 대응품(왼쪽)을 비교한 사진. 출처: Lockheed Martin.
적층 제조의 이점과 적용 사례
새로운 적층 제조 시설에서 사용되는 3D 프린터는 복잡하지만 가벼운 구조의 완제품에 가까운 부품을 생산하는 데 활용됩니다. 이를 통해 후처리 작업을 최소화하고 리드 타임과 공정에서 발생하는 재료 낭비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 기존의 제조 기술로는 생산할 수 없는 부품을 적층 제조를 통해 제작할 수 있습니다.
예를 들어, 기존에는 대형 알루미늄 블록을 가공하여 제조했던 유압 매니폴드를 3D 프린팅 기술로 재설계하여 더 복잡한 형상을 구현할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 유압 연결부 사이의 경로를 더욱 직접적이고 흐름이 원활하게 만들어 성능을 개선하고 무게를 대폭 줄이는 성과를 거두었습니다.
Nikon SLM Solutions의 NXG 600E 장비
NXG 600E의 강력한 성능
록히드 마틴이 도입한 Nikon SLM Solutions의 NXG 600E 장비는 각각 1kW의 출력을 자랑하는 12개의 강력한 Fiber 레이저를 탑재한 대형 금속 AM 장비입니다. 금속 분말을 빠르고 정밀하게 용융하여 뛰어난 생산성과 품질을 보장하며, 최대 600 x 600 x 1500mm 크기의 부품을 생산할 수 있어 항공우주 및 방위 산업에서 최적의 솔루션으로 평가받고 있습니다.
AM Forward 프로그램과 록히드 마틴의 협업
록히드 마틴은 2022년, 미국 제조업 활성화와 공급망 강화를 목표로 한 바이든 행정부의 AM Forward 프로그램에 가입했습니다. GE Aviation, Honeywell, Raytheon, Siemens Energy 등과 함께 3D 프린팅 기술 도입을 촉진하며, 연구 수행, 표준 개선, 인력 개발 및 대학 프로그램 지원 등에 힘쓰고 있습니다.
특히, 록히드 마틴과 3D 프린팅 서비스 제공업체 Sintavia는 금속 적층 제조 연구를 확대하기 위해 협력하고 있으며, 이를 통해 공급망 회복력 강화와 제조 공정 혁신을 도모하고 있습니다.
새로운 마코(Mako) 미사일을 개발하는 엔지니어. 출처: Lockheed Martin.
Mako 초음속 미사일과 3D 프린팅
2024년 초, 록히드 마틴은 Mako 초음속 미사일의 핵심 구성품을 3D 프린팅 기술로 제작한다고 발표했습니다. 세계에서 가장 빠른 상어의 이름을 딴 Mako 미사일은 초음속 기동 능력을 갖추고 있으며, 시간에 민감한 목표물을 공격하고 첨단 방공망을 돌파하도록 설계되었습니다.
3D프린팅 Mako 유도 섹션 부품을 검사 중인 모습. 출처: Lockheed Martin.
특히, 이 미사일의 유도 섹션과 꼬리 날개 부품 생산에 금속 적층 제조 기술을 적용함으로써 제조 속도를 10배 향상시키고, 비용을 기존의 1/10 수준으로 절감하는 데 성공했습니다. Mako 프로젝트는 2017년부터 시작되었으며, 현재 생산 준비 수준(TRL) 6 이상을 충족하고 있습니다.
록히드 마틴은 Mako 미사일뿐만 아니라, F-35 시뮬레이터 조종석, 초음속 램젯 엔진, GMLRS 정밀 타격 로켓 및 미사일 구성품 등 다양한 분야에서 3D 프린팅 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다.
특히, 모델 기반 엔지니어링 접근 방식을 적용하여 GMLRS 안테나 조립 테스트 장치를 재설계함으로써 부품 수를 줄이고 생산 비용과 시간을 획기적으로 단축할 수 있었습니다. 앞으로도 록히드 마틴은 기존 제조 공정을 3D 프린팅 기술로 대체하여 비용 절감과 생산 효율성을 극대화할 계획입니다.
미국의 3D 프린팅 미사일 제조 트렌드
록히드 마틴의 적층 제조 확장은 북미 지역에서 방위 산업의 핵심 부품 공급망을 강화하기 위한 전략적인 움직임의 일환입니다. 미국 국방부(DoD)는 우크라이나와 이스라엘 전쟁 지원뿐만 아니라, 자국 내 미사일 및 방위 시스템의 생산을 강화하기 위해 3D 프린팅 기술에 대한 투자를 확대하고 있습니다.
출처: Avio
이에 따라, 이탈리아 로켓 및 미사일 제조업체 Avio는 미사일 고체 로켓 모터(SRM) 생산을 확대하였으며, Raytheon Technologies와 협력하여 미국 내 SRM 생산 능력을 3배 이상 증가시킬 계획입니다.
또한, 로켓 엔진 제조업체 Ursa Major는 미국 해군 및 전략 자본 사무국(OSC)으로부터 1,250만 달러의 자금을 지원받아 SRM 생산을 3D 프린팅으로 전환하고 있습니다.
3D 프린팅으로 미래 제조 혁신 선도
록히드 마틴은 3D 프린팅 기술을 통해 설계 자유를 극대화하고, 생산 속도를 혁신적으로 향상시키며, 비용을 절감하는 등 항공우주 및 방위 산업에서 새로운 제조 패러다임을 선도하고 있습니다. 미국 정부의 적극적인 지원과 함께 3D 프린팅 기반의 방위 시스템 생산이 지속적으로 확대될 것으로 예상되며, 앞으로도 록히드 마틴의 적층 제조 기술 발전이 주목받을 것입니다.
이 새로운 시설에는 Nikon SLM Solutions의 NXG 600E 3D 프린터 2대를 비롯해 열처리 및 검사 장비가 포함되어 있어 부품을 신속하게 개발하고 생산할 수 있습니다. 이를 통해 록히드 마틴은 기존 가공 허브에서 적층 제조를 확장하여 고객의 즉각적이고 미래의 제품 요구를 지원하고, 항공우주 및 방위 분야에서 3D 프린팅의 성장을 촉진하고자 합니다.
이 새로운 적층 제조 시설은 록히드 마틴의 1LMX 디지털 변환 이니셔티브를 지원하는 중요한 요소로 작용합니다. 2022년에 발표된 1LMX는 록히드 마틴이 글로벌 보안 위협에 대응하여 생산 및 공급망 운영을 최적화하기 위해 AI 및 프로세스 자동화 등 디지털 기술을 적극 활용하는 프로그램입니다.
1LMX의 일환으로 록히드 마틴은 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 통합 디지털 스레드를 구축하여 엄격한 고객 요구 사항을 충족할 계획입니다. 특히, 제품 설계 초기 단계에서 3D 프린팅 기술을 "기술적 위험 감소 도구"로 활용하여 보다 정밀하고 효율적인 제조 공정을 구현하고 있습니다.
록히드 마틴의 3D프린팅 매니폴드(오른쪽)와 기존 제조 대응품(왼쪽)을 비교한 사진. 출처: Lockheed Martin.
새로운 적층 제조 시설에서 사용되는 3D 프린터는 복잡하지만 가벼운 구조의 완제품에 가까운 부품을 생산하는 데 활용됩니다. 이를 통해 후처리 작업을 최소화하고 리드 타임과 공정에서 발생하는 재료 낭비를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 기존의 제조 기술로는 생산할 수 없는 부품을 적층 제조를 통해 제작할 수 있습니다.
예를 들어, 기존에는 대형 알루미늄 블록을 가공하여 제조했던 유압 매니폴드를 3D 프린팅 기술로 재설계하여 더 복잡한 형상을 구현할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 유압 연결부 사이의 경로를 더욱 직접적이고 흐름이 원활하게 만들어 성능을 개선하고 무게를 대폭 줄이는 성과를 거두었습니다.
록히드 마틴이 도입한 Nikon SLM Solutions의 NXG 600E 장비는 각각 1kW의 출력을 자랑하는 12개의 강력한 Fiber 레이저를 탑재한 대형 금속 AM 장비입니다. 금속 분말을 빠르고 정밀하게 용융하여 뛰어난 생산성과 품질을 보장하며, 최대 600 x 600 x 1500mm 크기의 부품을 생산할 수 있어 항공우주 및 방위 산업에서 최적의 솔루션으로 평가받고 있습니다.
록히드 마틴은 2022년, 미국 제조업 활성화와 공급망 강화를 목표로 한 바이든 행정부의 AM Forward 프로그램에 가입했습니다. GE Aviation, Honeywell, Raytheon, Siemens Energy 등과 함께 3D 프린팅 기술 도입을 촉진하며, 연구 수행, 표준 개선, 인력 개발 및 대학 프로그램 지원 등에 힘쓰고 있습니다.
특히, 록히드 마틴과 3D 프린팅 서비스 제공업체 Sintavia는 금속 적층 제조 연구를 확대하기 위해 협력하고 있으며, 이를 통해 공급망 회복력 강화와 제조 공정 혁신을 도모하고 있습니다.
2024년 초, 록히드 마틴은 Mako 초음속 미사일의 핵심 구성품을 3D 프린팅 기술로 제작한다고 발표했습니다. 세계에서 가장 빠른 상어의 이름을 딴 Mako 미사일은 초음속 기동 능력을 갖추고 있으며, 시간에 민감한 목표물을 공격하고 첨단 방공망을 돌파하도록 설계되었습니다.
3D프린팅 Mako 유도 섹션 부품을 검사 중인 모습. 출처: Lockheed Martin.
특히, 이 미사일의 유도 섹션과 꼬리 날개 부품 생산에 금속 적층 제조 기술을 적용함으로써 제조 속도를 10배 향상시키고, 비용을 기존의 1/10 수준으로 절감하는 데 성공했습니다. Mako 프로젝트는 2017년부터 시작되었으며, 현재 생산 준비 수준(TRL) 6 이상을 충족하고 있습니다.
록히드 마틴은 Mako 미사일뿐만 아니라, F-35 시뮬레이터 조종석, 초음속 램젯 엔진, GMLRS 정밀 타격 로켓 및 미사일 구성품 등 다양한 분야에서 3D 프린팅 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다.
특히, 모델 기반 엔지니어링 접근 방식을 적용하여 GMLRS 안테나 조립 테스트 장치를 재설계함으로써 부품 수를 줄이고 생산 비용과 시간을 획기적으로 단축할 수 있었습니다. 앞으로도 록히드 마틴은 기존 제조 공정을 3D 프린팅 기술로 대체하여 비용 절감과 생산 효율성을 극대화할 계획입니다.
록히드 마틴의 적층 제조 확장은 북미 지역에서 방위 산업의 핵심 부품 공급망을 강화하기 위한 전략적인 움직임의 일환입니다. 미국 국방부(DoD)는 우크라이나와 이스라엘 전쟁 지원뿐만 아니라, 자국 내 미사일 및 방위 시스템의 생산을 강화하기 위해 3D 프린팅 기술에 대한 투자를 확대하고 있습니다.
이에 따라, 이탈리아 로켓 및 미사일 제조업체 Avio는 미사일 고체 로켓 모터(SRM) 생산을 확대하였으며, Raytheon Technologies와 협력하여 미국 내 SRM 생산 능력을 3배 이상 증가시킬 계획입니다.
또한, 로켓 엔진 제조업체 Ursa Major는 미국 해군 및 전략 자본 사무국(OSC)으로부터 1,250만 달러의 자금을 지원받아 SRM 생산을 3D 프린팅으로 전환하고 있습니다.
록히드 마틴은 3D 프린팅 기술을 통해 설계 자유를 극대화하고, 생산 속도를 혁신적으로 향상시키며, 비용을 절감하는 등 항공우주 및 방위 산업에서 새로운 제조 패러다임을 선도하고 있습니다. 미국 정부의 적극적인 지원과 함께 3D 프린팅 기반의 방위 시스템 생산이 지속적으로 확대될 것으로 예상되며, 앞으로도 록히드 마틴의 적층 제조 기술 발전이 주목받을 것입니다.