UNIST, 금속 3D프린팅으로 5m급 선박 프로펠러 만든다
54개월간 110억 투입 실증사업 금형 없이 금속 쌓아 대형실물 제작 AI로 열변형·뒤틀림 예측·보정 제작기간·소재 손실 절감 기대 미 해군 MRO·부품 조달망 진입 겨냥
2026-08-09 정수진 기자
UNIST 3D프린팅 융합기술센터는 UNIST 창업보육기업인 ㈜쓰리디팩토리와 산업통상자원부 ‘2026년도 제2차 조선해양산업기술개발사업’에 최종 선정됐다고 9일 밝혔다.
과제명은 ‘금속 적층제조 특화설계(DfAM) 기술 기반 5m급 선박 핵심 기자재 제작 기술개발 및 검증’이다. 연구 기간은 54개월이며 정부지원연구개발비 85억원을 포함해 총 110억원이 투입된다.
양측은 금속 적층제조 특화설계부터 AI 기반 보정, 실물 제작과 성능 검증, 선급 인증까지 전 과정을 아우르는 기술 개발을 추진한다. 울산의 조선산업 기반을 활용해 한미 기술협력과 해외 사업화도 함께 추진할 계획이다.
현재 대형 선박용 프로펠러는 주로 모래 주형에 녹인 금속을 부어 만드는 사형주조 방식으로 제작된다. 제작 기간이 길고 소재 손실과 후가공 부담이 큰 데다 설계 변경에도 유연하게 대응하기 어렵다는 한계가 있다.
연구진은 이를 개선하기 위해 금속 와이어를 아크열로 녹여 층층이 쌓는 와이어 아크 적층제조(WAAM) 기술을 적용한다. 금형 없이 복잡한 형상을 제작할 수 있어 제작 기간을 줄이고 소재 활용률을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
UNIST는 프로펠러 블레이드의 복잡한 곡면과 위치별 두께를 정밀하게 구현하기 위한 적층제조 특화설계(DfAM)를 맡는다. 또 설계·적층·검사 데이터를 AI로 분석해 열변형과 잔류응력을 예측하고, 제작 과정에서 발생할 뒤틀림을 사전에 보정하는 역변형 기술도 개발한다.
개발된 기술은 실제 크기의 프로펠러 제작과 성능 검증을 거쳐 선급 인증까지 추진한다. 이를 통해 현장 적용이 가능한 대형 해양 기자재 제조 공정으로 고도화한다는 구상이다.
앞서 UNIST와 쓰리디팩토리는 지난달 23일 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 ‘한미 조선해양 산업기술 협력센터 개소식’과 ‘한미 공동 R&D 기술교류 포럼’에도 참석했다. 이 자리에서 금속 적층제조와 AI 기반 자율제조 기술을 미국 해군과 현지 조선업계 관계자들에게 소개했다.
특히 디지털 설계 데이터를 활용해 필요한 부품을 현장에서 신속하게 제작할 수 있다는 점에서 함정 유지·보수·정비(MRO)와 단종 부품 조달 분야에서도 활용 가능성이 거론된다. 향후 개발 기술이 선급 인증을 획득하면 미 해군 함정 부품 조달망 진입과 현지 시장 진출에도 도움이 될 것으로 기대된다.
울산시는 후속 사업화와 해외 판로 개척을 지원할 계획이다.
울산시 관계자는 “울산의 조선산업 기반과 UNIST, 지역 기업의 기술력을 결합해 차세대 대형 기자재 제조기술을 개발한다는 데 의미가 있다”라며 “개발 성과가 지역 기업의 해외 수주와 일자리 창출로 이어질 수 있도록 산학연 협력을 강화하겠다”라고 말했다.
김남훈 UNIST 3D프린팅 융합기술센터장은 “이번 과제는 5m급 부품 제작을 넘어 DfAM과 AI 기반 역변형 보정 기술을 실제 규모에서 검증하는 데 의미가 있다”라며 “울산의 조선산업 기반과 UNIST의 연구 역량을 결합해 해양 기자재 제조기술을 한 단계 끌어올리겠다”라고 밝혔다.