▲ 이강재 DN솔루션즈 상무가 ‘피지컬 AI를 구현하는 적층제조 기술 기반 AM2CNC 솔루션’을 주제발표 하고 있다.

적층제조(3D프린팅)와 피지컬 AI와의 융합을 통한 국방·항공우주·원자력 등 국가 전략산업의 제조 패러다임 전환과 경쟁력 발전 방향을 모색하는 자리가 마련됐다.

대한민국 제조 산업의 최대 축제인 ‘심토스(SIMTOS) 2026’의 부대행사로 ‘Physical AI와 적층제조가 이끄는 차세대 제조 심포지엄’이 14일 경기 고양시 킨텍스 2전시장 7·8홀 내 컨퍼런스룸 B에서 열렸다.

SIMTOS 2026 MADE가 주최하고, 3D프린팅연구조합이 주관 이번 심포지엄은 ‘AI가 사고하고 적층제조가 이를 구현하는 차세대 제조 패러다임’을 주제로, 반도체, 방위산업, 항공우주, SMR과 핵융합 등 제조 현장에 적용 가능한 피지컬 AI 기술과 적층제조의 융합 사례를 공유하고, 국가 전략산업 전반으로 확산하는 첨단 제조의 방향을 짚기 위해 마련됐다.

AI는 생산 전 과정의 판단과 최적화를 맡고, 적층제조는 이를 실제 부품과 공정으로 구현하는 핵심 수단으로 떠오르고 있다. 특히 공급망 불안, 고기능 부품 수요 확대, 전략산업의 기술 자립 필요성이 커지는 상황에서 두 기술의 결합은 국내 제조업 경쟁력 강화를 위해 필수적이다.

이날 이강재 DN솔루션즈 상무는 ‘피지컬 AI를 구현하는 적층제조 기술 기반 AM2CNC 솔루션’을 주제로 적층제조와 절삭가공을 연계한 제조 솔루션을 제시했다. AI는 제조업 현장에서 공정을 컨트롤하는 ‘머리’ 역할을 맡고 장비는 실제로 움직이는 ‘몸’ 역할을 하고 있는데, 이를 결합해 사람의 판단 없이 공정을 연결하고 제조 사이클을 최적화하는 것이 AX(인공지능 전환)의 본질이다.

공작기계 글로벌 3위, 국내 1위 기업인 DN솔루션즈는 공작기계를 넘어 제조 솔루션 제공자로서의 입지를 강화하기 위해 PBF(분말베드융합) 및 DED(에너지제어용착) 방식 금속 적층제조 솔루션 사업을 확장하고 있다. 형상이 복잡한 기능성 고정밀 부품을 적층제조를 통해 생산하기 위해선 후공정으로 절삭가공(CNC)이 필수적인데, DN솔루션즈는 이를 하나의 통합 프로세스로 제공하고자 ‘AM2CNC’를 제시하고 있다. 이는 항공우주, 반도체, 의료 등 고부가 부품의 생산성을 높이고 유연성도 향상시키는 효과가 있다.

이강재 상무는 “CNC의 장점인 정밀도, 부품 형상에 자유로운 PBF, 생산성이 높고 부품 기능성 부여가 가능한 DED 등을 하나의 공정으로 연결하고 피지컬 AI와 연계함으로써 고객의 생산성을 극대화하는 자율제조 솔루션을 제공할 것”이라고 밝혔다.

▲ 정다영 방위사업청 서기관이 ‘방위산업 공급망 회복탄력성 강화를 위한 첨단 제조기술 적용 현황 및 제도적 과제’를 발표하고 있다.

정다영 방위사업청 서기관은 ‘방위산업 공급망 회복탄력성 강화를 위한 첨단 제조기술 적용 현황 및 제도적 과제’에 대한 발표를 통해 글로벌 지정학적 불확실성 고조, 수출통제 강화, 물류 및 생산기반 불완전 지속 등으로 인해 국가 방위산업 공급망이 불안해지고 있다고 진단했다. 이에 미국 정부는 디지털 도면만 있다면 세계 어디서든 무기를 만들 수 있는 적층제조 등 분산형 제조에 주목하고 올해 제조혁신 관련한 33억달러의 예산을 투입했다.

우리나라도 국방 분야 발전을 위해 지난 2013년부터 적층제조 기술을 도입했으며 한국형 전투기 KF-21 설계 단계부터 적층제조를 적용하고 환경제어·추진·기체 구조 핵심 부품을 제작하는 성과를 거뒀다.

그러나 부품국산화 사업 중 적층제조 관련 사업이 차지하는 비중은 전체의 2.4%에 불과한데다 기존 제조기술개비 경제성 부족, 재검증 예산 부족, 표준 인증제조 부재 등으로 인해 적용 확대에 한계가 있다.

정다영 서기관은 “적층제조의 국방·방산 적용 가속화를 위해선 신규 무기체계 개발단계부터 DfAM(적층제조특화설계)를 필수적으로 검토하도록 하고 부품별 공정단위 승인 체계를 구축할 필요가 있다”라며 “정부 가이드라인 정립 전이라도 체계업체 자체 품질기준 및 인프라를 활용해 실질적 검증 데이터를 확보하도록 하는 등 상생협력형 부품국산화 모델을 활용해야 한다”고 제언했다.

▲ 김현길 인스텍 대표가 ‘항공우주용 극한환경 적용 소재 부품의 적층제조 기술’을 발표하고 있다.

DED 방식 금속 적층제조 기반 재료기술 전문기업 인스텍의 김현길 대표는 ‘항공우주용 극한환경 적용 소재 부품의 적층제조 기술’을 발표를 통해 고온·고하중 등 극한환경을 견뎌야 하는 항공우주 부품 분야에서 금속기지 복합소재(MMC) 적층제조 기술의 활용성과 소재 경쟁력에 대해 소개했다.

용접과 유사한 ‘DED 공정’은 레이저 빔을 부품 표면에 선택적으로 쏘아 금속 분말을 녹여 쌓는 방식으로, 다중 소재를 조합해 적층할 수 있어 원하는 기능성을 부여하고 손상된 기계 부품 보수 등에도 널리 활용되고 있다.

최근 아르테미스 프로젝트를 통해 유인 우주선이 달 탐사에 성공한데 있어 우주발사체로 스페이스 론치 시스템(SLS)이 적용됐다. 기존 아폴로 프로젝트에 사용됐던 우주발사체인 새턴V 대비 크기는 줄었으나 추력은 15% 향상됐다. 이는 초고온·극저온·초고압 등 극한환경에서도 성능을 만족할 수 있는 소재 융복합기술과 특수 설계 및 소재를 적용한 부품 제조기술이 적용됐기 때문에 가능했다.

인스텍은 CVM(Clogged Vibration Method)라는 분말 공급 기술을 바탕으로 스테인리스, 알루미늄, 니켈, 타이타늄 등 다중 소재를 안정적으로 넓은 범위에 분말을 공급해 적층하면서 모니터링할 수 있는 DED 장비를 국내외에 공급하고 있으며, 우주, 의료 등 산업을 중심으로서비스 사업을 확대하고 있다.

회사는 DED 적층제조를 통해 로켓 몸체와 로켓 노즐, 챔버 등 부품을 제작하는 것을 목표로 항공우주연구원과 3톤급 이종소재 로켓노즐 적층기술을 개발했다. 하나의 부품에 내구성 향상이나 열 배출 등이 필요한 영역별로 인코넬 합금, 구리 합금, C103 합금 등 최적의 소재를 적층함으로써 로켓의 성능 향상과 경량화에 기여하고 있다.

김현길 인스텍 대표는 “다중 소재 적층이 가능한 DED 기술로 로켓 연료탱크, 노즐, 연소챔버, 구조체 등 대부분의 부품을 빠르게 적층할 수 있다”고 강조했다.

▲ 송상우 한국재료연구원 원자력안전연구단 단장이 ‘SMR(소형모듈원전) 및 핵융합 핵심 소재·부품의 적층제조 기술개발 현황 및 적용’을 발표하고 있다.

송상우 한국재료연구원 원자력안전연구단 단장은 ‘SMR(소형모듈원전) 및 핵융합 핵심 소재·부품의 적층제조 기술개발 현황 및 적용’을 발표하고 차세대 에너지 산업에서 핵심 과제로 꼽히는 고성능 소재·부품 개발과 적층제조 적용 현황을 공유했다.

SMR이 기존 대형 원전 대비 경제성을 확보하기 위해서는 제작 및 건설 기간의 획기적인 단축이 요구되기 때문에 적층제조 기술 도입이 필수적이다. 특히 압력용기, 대형밸브, 임펠러 등 SMR 중대형 부품을 제작하는데 있어 일반 용접 와이어를 그대로 사용해 저렴하면서 대형 부품을 빠르게 제작할 수 있는 로봇팔 기반 LW(레이저 와이어)-DED, WAAM(와이어아크적층제조) 등 와이어 기반 적층제조 기술이 주목받고 있다.

이에 우리나라 산업통상부는 ‘SMR 제작지원센터 구축사업’을 추진 중이며 재료연구원이 주관기관으로 선정됐다. 총 사업비 323억원을 투입해 오는 2029년까지 SMR 3D프린팅 제작지원센터를 경주 SMR 국가산단에 구축할 계획이다.

재료연 원자력안전연구단은 SMR에 중대형 부품 제작에 필요한 WAAM 기술과 핵융합 디버터용 혁신 소재 및 제조기술을 개발 중이다. 핵융합 디버터용 기술개발의 경우 텅스텐 합금, 저방사화강 등 혁신 소재와 전자빔 방식 적층제조, 콜드스프레이, PM-HIP 등 제조기술 개발이 진행되고 있다.

송상우 단장은 “혁신형 핵융합 장치 제조에 적층제조를 적용해 5년 이내에 텅스텐 모노블럭, 타겟, 카세트바디 등 부품을 실물 제작할 계획”이라며 “해양용 MSR(용융염원자로) 주기기 및 보조기기 제작기술 개발도 내년부터 수행할 예정”이라고 밝혔다.

이날 이조원 3D프린팅연구조합 이사장은 개회사를 통해 “이번 심포지엄이 피지컬 AI 기술과 적층제조의 융합을 모색하고 국내 제조업의 첨단화에 기여할 수 있는 인사이트를 공유하는 자리가 되길 기대한다”고 밝혔다.

이상목 한국생산기술연구원 원장은 축사를 통해 “적층제조 발전 방향은 우리 제조업이 날로 빠르게 변화하고 있는 고객 수요와 제조 현장에 어떻게 대응하고 기여할 것인가에 초점을 맞춰야 한다”며 “피지컬 AI는 기존 자동화 시스템에 AI가 접목된 것으로 전체 제조 밸류체인의 발전에 기여할 부분이 많기 때문에 적층제조와의 융합을 통해 대한민국 제조업의 가치를 높이길 바란다”고 말했다.

▲ 이상목 한국생산기술연구원 원장이 축사를 하고 있다.