우주 산업 분야의 적층 제조 최근동향 및 발전방향 = Recent trends and development of additive manufacturing in space industry

국문 초록 (Abstract)

우주산업은 한정된 자원의 한계를 극복하고 신산업을 선도하는 분야로 전 세계에서 엄청난 관심을 받고 있으며 기술 혁신과 발전의 최전선에 있다. 빠른 생산과 적용을 위해 기존의 절삭 방식보다 더 빠른 생산 방식이 필요했고 그 시기에 맞춰 적층 제조의 발전은 지난 몇 년간 엄청난 발전을 보여줬다.

이 논문에서는 적층 제조의 정의와 역사 그리고 정형화된 기술에 대해 알아보고 적층 제조의 장점과 한계를 알아보았다. 적층 제조는 다른 기술과 같이 다양한 사례와 기술이 공유되면서 폭발적으로 팽창해 왔고 그에 따라 초기 플라스틱 재질에서 단순 프로토타입을 만드는 것의 한계가 있었으나 여러 연구 기관과 기업이 융합 함으로써 기술의 성숙도가 크게 올라갔으며 현재에 이르러서는 표준화된 7가지의 방식을 통해 활용 범위가 크게 넓어졌다.

우주산업에서는 이러한 적층 제조의 장점을 활용하여 다양한 시도와 실제 상용화가 이루어지고 있다. 대표적으로 위성 부품 및 구조체 제조, 로켓 엔진 및 추진 시스템, 우주선 내부 구성 및 물품 그리고 국제우주정거장(ISS) 내에서 적층 제조를 활용하여 다양한 동향을 확인할 수 있었다. 이에 맞추어 각 국가와 기관에서는 전략을 새로 세웠으며 기술개발에 박차를 기하고 있다.

또한 민간기업에서도 적층 제조의 장점을 크게 살려 다양한 제품의 표준화를 추진하고 있다. 또한 이에 따라 국제 표준화 기구와 산업 관련에 인증 및 규제도 제도화하고 있으며 이에 맞춰 정부와 우주 기관에서도 민간기업에 대한 정책과 제도를 만들고 있으며 민간기업이 단독으로 새로운 비즈니스를 만들어 내고 있다.

미래에는 인공위성의 형태와 목적이 많이 세분되고 다양해질 것이며 우주 탐사선에 관한 연구도 진행될 것이다. 이 논문에서는 전반적인 우주산업 분야의 적층 제조 최근 동향 및 발전 방향에 대해 정리하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ . 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 목적 8
• 1.3 논문 구성 9
• Ⅱ . 적층 제조 기술 개요 10
• 2.1 적층 제조의 정의 및 역사 10
• 2.2 적층 제조 기술의 유형 16
• 2.3 적층 제조의 장점과 한계 29
• 2.4 우주 산업용 적층제조 핵심 소재 36
• Ⅲ . 주요 국가 및 기관의 연구 및 개발 동향 39
• 3.1 NASA의 적층 제조 활용 전략 39
• 3.2 ESA 및 유럽 기업들의 기술개발 43
• 3.3 SpaceX, Blue Origin 등 민간기업의 사례 47
• 3.4 국내 기업 및 연구 기관의 기술 현황 55
• 3.5 국제 표준화 기구의 활동 64
• 3.6 우주 산업 관련 인증 및 규제 70
• 3.7 정부 및 우주 기관의 지원 정책 73
• IV . 우주 산업에서의 적층 제조 활용 사례 80
• 4.1 위성 부품 및 구조체 제조 80
• 4.2 로켓 엔진 및 추진 시스템 85
• 4.3 우주선 내부 구성 및 용품 88
• 4.4 국제우주정거장(ISS) 내 적층 제조 사례 90
• Ⅴ . 미래 전망 및 기술 발전 방향 92
• 5.1 인공위성 및 우주 탐사선의 적층 제조 기술 전망 92
• 5.2 달/화성 기지 건설을 위한 적층 제조 기술 전망 95
• 5.3 그 밖의 우주 산업에서의 적층 제조 기술 전망 102
• Ⅵ. 결론 106