▲ 마크포지드가 연속 탄소섬유를 이용한 CFRP 3D프린팅 기술로 제작한 드론

세계 최초로 연속 탄소섬유를 이용한 CFRP(탄소섬유강화플라스틱) 3D프린팅 기술을 상용화한 마크포지드(Markforged)가 날로 성장하고 있는 드론, UAM(도심항공모빌리티) 산업에 필요한 고강도·경량·ESD(정전기방지) 부품 제작 선진 솔루션을 대거 소개하는 자리를 마련했다.

마크포지드는 2월23일부터 25일까지 부산 벡스코에서 172개사 625부스 규모로 열리는 국내 최대 드론 종합전시회인 ‘2023 드론쇼 코리아’에서 국내 공식인증 대리점인 제이앤텍(J&Tek)과 함께 CFRP 복합재료 3D프린터와 기능성 엔지니어링 소재, 드론·UAM·프로빙 로봇 애플리케이션 사례 등을 전시한다고 밝혔다.

미국 등 해외 선진국을 중심으로 미래 모빌리티로 드론, UAM 등이 각광을 받으면서 세계 드론시장은 53.6조원에서 2030년 약 125.5조원으로 급격하게 성장될 것으로 예측되고 있다. 드론이나 UAM이 더 멀리, 더 안전하게 비행하기 위해선 구조체나 부품의 경량화, ESD, 난연 등 특성이 요구된다.

탄소섬유복합재는 일반적인 금속 소재와 비교하면 밀도는 1/4 이하로 알루미늄 보다 가벼우면서, 강도는 2배 이상이기 때문에 항공 분야에서 수요가 급증하고 있다. 마크포지드가 세계 최초로 개발한 연속탄소섬유 CFRP를 이용한 3D프린팅 기술은 드론·UAM 등 몸체, 페이로드 하우징, 캐리어, 홀더의 구조물 및 기구부 제작에 광범위하게 사용되고 있다.

또한 마크포지드의 ESD 탄소복합재 및 난연복합재 3D프린팅 기술은 드론·UAM용 전원 공급시스템을 위한 파워모듈 패키징 및 전장부품의 하우징제작에도 활용되고 있다.

▲ (좌측)백소령 마크포지드 코리아 지사장이 프리뉴(PRENEU)의 다목적회전익 비행체 PANDION을 소개하고 있다. (우측)프리뉴의 VTOL 고정익, MILVUS(상), 소형엔진헬기 RUPEL(중), 무인비행시스템과 IOT 융합제어소프트웨어솔루션 (하)

이번에 무인비행기 전문기업 프리뉴(PRENEU)는 마크포지드 3D프린팅솔루션을 활용해 제작한 VTOL(수직이착륙) 고정익인 ‘MILVUS’, 소형엔진헬기 ‘RUPEL’, 다목적 회전익인 ‘PANDION’ 등 무인 비행시스템과 IOT 융합 제어소프트웨어 솔루션 및 현장 이착륙 및 충전플랫폼 시스템을 포함한 드론 생태계 통합 솔루션을 전시장에서 선보였다.

또한 드론쇼 코리아에서 효원파워텍 부스를 방문하면 SiC eVTOL 인버터, 모터 및 콘트롤러등 파워시스템 패키징 제작사례 등을 확인할 수 있다.

▲ 인버터 알루미늄 하우징을 마크포지드의 탄소복합소재 3D프린터로 제작한 효원파워텍의 사례

마크포지드 코리아 백소령 지사장은 “연속 탄소섬유의 탁월한 비강도, 방탄소재로 알려진 케블라 연속섬유의 강력한 충격강도, 내습·내열 및 고강도 특징을 갖는 고온·고강·연속 유리강화섬유 등은 기존 3D프린팅들과는 차별화된 마크포지드의 3D프린팅 솔루션으로 드론, UAM 및로봇 산업군에서 고객들이 마크포지드 솔루션을 선택한 이유”라고 설명했다.

또한 “미국 FAA 인증을 받은 마크포지드의 울템, 연속섬유 복합소재들 및 난연 복합소재 등은 항공 및 드론 분야 부품 제조시 부품제조사들이 국제항공인증의 패스트트랙에 올라탈 수 있는 환경을 제공한다”고 덧붙였다.

한편 이번 전시회에서 마크포지드는 성형 조건을 최적화하면서 제품의 강도를 예측하고 부품생산 공정의 반복성과 정확성을 확보할 수 있는 사전·실시간·사후 품질 관리 소프트웨어 플랫폼인 ‘아이거(EIGER)’를 소개해 주목받았다.

산업용 소형드론의 경우 정찰. 탐지, 방재, 화재, 배관청소, 플랜트 정비 등 작업자의 접근이 어렵거나 작업상 위험에 노출 될 수 있는 극한환경에서도 활용도가 높아지고 있다. 이러한 다목적 드론들의 상용화를 위해선 목적에 맞는 물성을 가진 구조물과 부품을 설계·제작해야 한다.

마크포지드가 개발한 디지털 포징솔루션인 아이거는 사용자가 연속섬유를 사용한 구조 및 부품설계 작업을 할 때 섬유의 최적화 배치와 물성의 상관관계를 시뮬레이션해서 연속섬유 사용량과 부품의 요구사항에 따른 물성의 최적화를 도출하도록 돕는다.

마크포지드의 디지털포징 솔루션 소개를 위해 이번에 드론쇼 코리아에 참석한 소프트웨어 제품개발 이사인 더글라스 케니크(Douglas Kenik)는 “드론 및 UAM 관련 대기업부터 창의적인 스타트업과 관련 연구기관 및 지자체가 컨소시엄을 구성해 종합 생태계를 구축하는 모습이 인상적이었다”며 “또한 대한민국 육·해·공군 및 해병대에서 비행, 전투·정찰, 구조시스템으로 선보인 다양한 드론들 또한 대한민국이 가진 IT 능력과 결합돼 탁월한 현대무기체계의 하나로 자리매김할 것으로 기대한다”고 전했다.

그는 “이번에 마크포지드의 아이거에 대한 소개를 통해 CFRP 강성구조 설계 작업의 정량화 및 품질관리 솔루션으로 기여할 수 있음을 보여줄 수 있는 기회가 돼 회사와 고객들에게 모두 유익한 시간이 됐다”고 소감을 밝혔다.

▲ 마크포지드가 수상, 수중, 항공 및 지상용 등 다목적 드론을 연속탄소섬유(CFRP) 3D프린팅으로 제작한 사례