드론 산업이 고도화되면서 

비행시간을 늘리기 위한 '경량화'와 추락이나 충돌을 견디는 '강성' 확보가 최대 과제가 되었습니다. 

 

3D프린터로 출력한 드론 제작사례가 단순히 시제품을 만드는 단계를 넘어, 실제 복합재료 공법과 결합해 

어떻게 완성형 부품을 만들어내는지 그 정석을 보여줍니다.

 

 

 

※ 3D프린터를 활용한 드론 제작 사례

사용 3D프린터

· 레진 3D프린터 SLA 750 

· 펠렛압출 EXT Titan 1070

제조사

· 3DSYSTEMS

소재

· Accura AMX Durable Natural 

 

 

 

 

 

 

1. 드론 내부 맨드릴(내부 성형 틀) 제작 공정 

드론의 구불구불한 튜브나 복잡한 덕트 내부를 정밀하게 성형하기 위해서는 형태를 지지해 줄 뼈대인 맨드릴(내부 성형 틀)이 필수적입니다. 

기존에는 성형 후 이 맨드릴 틀을 제거하는 과정이 매우 까다로웠으나 SLA 750 프린터와 Accura AMX Durable Natural 소재를 통해 이 난제를 해결했습니다.

 레진3D프린터 SLA 750 단일 레이저로 48시간 내 출력 완료

 

[Accura AMX Durable Natural 소재 특성] 

실온에서는 탄소 섬유를 단단히 지지할 만큼의 강성을 가지지만 

약 60°C의 열을 가하면 고무처럼 유연

↓

내부 틀을 부수지 않고 틀을 뽑아낼 수 있음

↓

전체 공정 시간 단축 

 

 

 

2. 대형 드론 몰드 제작 : EXT Titan

값비싼 필라멘트 대신 

산업용 펠릿 재료를 사용하여 

재료비를 기존 대비 최대 10배까지 절감했으며,

 탄소 섬유로 보강된 고내열성 울템(PEI) 소재를 

빠르게 쌓아 올린 뒤 

장비내부에서 즉시 정밀 가공(CNC)을 진행

 

 

 EXT Titan 펠렛압출 3D프린터를 활용한 클램프 쉘 툴링

 

 

 

3. 탄소섬유 성형 및 탈거 공정

 

준비된 '내부성형틀' 과 '외장 몰드'는 탄소 섬유 부품을 만드는 성형 공정을 거칩니다. 

 

 

성형 완료 후 내부 맨드릴을  60°C로 가열하면 소재가 유연해지며 복잡한 드론 구조물 내부에서 성형틀만 손쉽게 분리됩니다. 

이는 수작업으로 가공하기 어려운 형상을 가장 효율적으로 완성하는 핵심 공정입니다.

 

 

 

 

 

  

 

4. 드론 정밀 기능 부품 제작

 

1M급 대형 드론이 안정적으로 비행하기 위해서는 

모터 마운트나 프로펠러, 카메라 장착부와 같이 높은 정밀도가 요구되는 핵심 부품들이 완벽하게 맞물려야 합니다.

 

 

3D Systems는 Figure 4와 SLA 750 솔루션을 활용하여 

14인치 프로펠러와 정밀 인서트 부품들을 구현했습니다.

 

 

  

완성형 드론

 

 

 

 

드론을 넘어 모빌리티의 미래로 

 

이번 드론 제작 사례는 향후 UAM(도심항공교통), 전기차, 

그리고 항공우주 부품 제조의 표준이 될 가능성이 높습니다. 

국방 부품 국산화나 전장 수리 사례 만큼이나, '제조 공정의 디지털화'는 

우리 산업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소가 될 것입니다.

 

 

해상 작전 중 군함의 핵심 부품이 파손되면 어떻게 할까요? 

육지까지 돌아오거나 보급선이 올 때까지 기다리는 것은 작전의 실패를 의미할 수 있습니다. 

최근 미 해군의 대규모 기술 시연 훈련인 '트라이던트 워리어'에서 이 난제를 해결할 혁신적인 시연이 펼쳐졌습니다. 

 

 

CAMRE NPS가 입증한 '전개형 금속 부품의 수리' 

이번 시연의 주체인 CAMRE(적층 제조 연구 및 교육 센터)는 미 해군의 전투력을 디지털 제조 기술로 극대화하는 곳입니다.

트라이던트 워리어 2025 훈련의 일환으로 해군대학원 CAMRE의 첨단 제조 시설에서 전문가의 지도를 받으며 제25보병사단 소속 병사들과 제15정비대대 소속 공군 병사가 XSPEE3D 장비를 사용하는 훈련을 받고 있다.

▶실제 해군 함정과 원거리 작전 환경을 가정하여 진행.

▶SPEE3D의 콜드 스프레이(CSAM) 기술을 사용하여 별도의 열원(레이저) 없이 금속 가루를 음속의 3배로 분사해 부품을 제작.

복잡한 공급망 없이도 현장에서 즉시 '함정용 금속 부품'을 제작하고 수리할 수 있는 능력을 성공적으로 검증했습니다.

 

  

이동형 금속 3D프린터 XSPEE3D 

 

왜 '콜드스프레이' 방식인가? 

일반적인 금속 3D 프린터는 레이저를 사용하기 때문에 선체의 진동이 심한 함상이나 거친 야전에서 사용하기 어렵습니다. 

 

하지만 SPEE3D의 기술은 다릅니다.

• 내구성: 진동과 먼지 등 가혹한 환경에서도 안정적으로 작동합니다.
• 속도: 기존 주조 방식으로는 몇 달이 걸릴 부품을 단 몇 시간 만에 완성합니다.
• 안전성: 가스 공급 없이 압축 공기만으로 작동하여 군수 지원 부담을 최소화합니다.

 

 

XSPEE3D는 이동이 가능하여 현장에서 직접 부품을 출력할 수 있습니다.

 

디지털 제조가 만드는 새로운 해군의 기동력

미 해군 대학원(NPS)의 이번 시연은 3D 프린팅이 더 이상 연구실 안의 기술이 아님을 보여주었습니다. 

전장에 직접 투입되어 즉각적인 수리가 가능한 '전개형 AM'은 미래 국방력의 핵심이 될 것입니다. 

 

우리 해군도 이러한 글로벌 트렌드에 발맞춰 현장 기반의 적층 제조 체계 구축을 서둘러야 할 때입니다.

 

전장 한복판에서 부품을 출력하다

미 육군이 선택한 ‘원정형 3D 프린팅’의 현실적 해답

전장에서 고장 난 군용 차량 한 대는 단순한 장비 문제가 아니다.

그 차량을 복구하기 위해 투입되는 병력, 호송 차량, 항공 수송, 그리고 그 과정에서 발생하는 위험까지 모두 전투 자산이다.

이러한 현실 속에서 “부품을 기다리는 군대”에서

“부품을 직접 만드는 군대”로의 전환을 보여준 의미 있는 시연이 2025년 10월, 미국에서 진행되었다.

2026년을 앞당긴 실험, 작전부대 내 적층제조

2025년 4월, 미 국방부는 명확한 방향성을 제시했다.

“2026년까지 작전부대 내에 첨단 제조, 즉 3D 프린팅을 확대 적용하라.”

이에 발맞춰 미 육군연구소(ARL), 테네시 주 방위군, 테네시 대학교(UTK), 그리고 콜드 스프레이 금속 3D 프린팅 기업 SPEE3D가 힘을 합쳤다.

 

목표는 단 하나였다.

▶ 실제 작전부대 안에서, 실제 병사들이, 실제 장비를 대상으로 적층제조를 운용할 수 있는가?

 

 

 

‘원정형 제조(Expeditionary Manufacturing)’란 무엇인가

이번 시연의 핵심은 SPEE3D의 EMU(Expeditionary Manufacturing Unit), 즉 야전 배치가 가능한 금속 3D 프린팅 시스템이다.

이 시스템은 고온 용융 없이 금속 분말을 초고속으로 분사하는 콜드 스프레이(CSAM) 방식으로 작동한다.

• 고온 공정 없음
• 열 변형·크랙 위험 최소화
• 빠른 증착 속도
• 야전 환경에서도 운용 가능

즉, 전장에 맞춤형인 적층제조 기술이다. 

 

 

 

STEP 01. 실제 시나리오: 6주를 기다릴 것인가, 6시간에 해결할 것인가

시연은 가상의 전투 상황을 기반으로 구성되었지만,그 내용은 매우 현실적이었다.

● 쿠웨이트 FOB SABER에 주둔 중인 테네시 주 방위군

● 시리아 국경 인근 도심 분쟁 지역

● M-ATV(의무후송 차량) 의 핵심 부품 Combat Lock 파손

이 부품은 외부 침입을 막는 장치로, 고장 시 차량은 운용 불가 상태가 된다.

 

 

기존 방식이라면?

• OEM 부품 제작 → 미국 본토
• 항공 수송 → 해외 기지
• 헬기 이동 → 전방 기지
• 무장 호송 차량으로 도심 진입

➡ 약 6주 소요 + 다수 병력 위험 노출

적층제조를 적용하면?

• FOB 내에서 즉시 3D 프린팅
• 드론으로 부품 배송
• 현장 장착 후 차량 복귀

➡ 약 6시간

 

 

 

STEP 02. 단순한 ‘시제품’이 아닌, 실전 부품들

이번 행사에서는 실제 운용 중인 다양한 군수 부품들이 함께 전시되었다.

 

 

• M-ATV Battle Lock  ▼▼▼▼     좌) 3D 프린팅 부품 / 우) 순정 부품

• 브래들리 장갑차 포탑 내부 배기가스 팬 그레이드 ▼▼▼▼     좌) 3D 프린팅 부품 / 우) 순정 부품

 

 

• 전장 상황 디스플레이용 스크린 마운트 브래킷 ▼▼▼▼     좌) 3D 프린팅 부품 / 우) 순정 부품

 

• 팔라딘 자주포 드레인 플러그 ▼▼▼▼

 

특히 인상적인 점은,  

“브래킷 하나가 깨졌다고 수천 달러짜리 어셈블리를 통째로 교체해야 했던 현실”

 

이제는 필요한 부품 하나만 즉시 출력할 수 있다는 점이다.

 

 STEP 03. 군수의 개념을 바꾸다: 비용, 시간, 그리고 생존성

미 육군 기갑여단(ABCT)은 여단 하나를 유지하기 위해

52개 컨테이너 분량의 예비 부품을 이동시킨다.

대대 단위로 보면,

하루 약 100만 달러 규모의 Class 9(정비 부품) 소요

문제는 비용이 아니라 시간과 위험

이번 시연은 분명히 보여주었다.

부품의 진짜 비용은 ‘가격표’가 아니라

그 부품을 전장까지 가져오기 위해 감수해야 하는 위험이라는 것을.

 

 

 

STEP 04. 결론: 기술이 아니라 '전투력'의 이야기

 

이번 UTK–테네시 주 방위군–SPEE3D 협력 사례는 단순한 3D 프린팅 데모가 아니다.

 

✔ 작전부대 내 완전 통합형 적층제조

✔ 병사가 직접 운용

✔ 실전 시나리오 검증

✔ 군수 부담 감소

✔ 병력 안전성 향상

 

이는 곧 적층제조가 전투력을 직접적으로 좌우하는 기술임을 의미한다.

전장은 더 빠르게 변하고 있고, 군수는 더 가벼워져야 하며, 병사는 더 안전해야 한다.

그리고 그 해답 중 하나가 원정형 금속 3D 프린팅이라는 사실을 이번 시연은 분명하게 증명했다.

 

 

 

플로리다 국제대학교,

복합소재 및 금속 합금 연구 위해 콜드스프레이 금속3D프린터 도입!

 

SPEE3D는 플로리다 국제대학교(FIU)가 WarpSPEE3D 금속 3D프린터를 도입했다고 발표했습니다.

 

 

이 SPEE3D의 콜드스프레이 기술은 FIU 공과대학 캠퍼스 내의 콜드스프레이 및 고속 증착 연구실의 대형 제조 핵심 장비로 활용됩니다.

이번 도입을 통해 FIU는 첨단 제조 연구 역량을 강화하고, 콜드스프레이 기술을 활용한 대형 복합소재 및 금속 합금 연구 분야의 선도 기관으로 자리매김할 것입니다.

 

“FIU 기계·재료공학과의 연구실에서는 콜드스프레이 적층제조를 활용해 공정-구조 상관관계를 탐구하고, 대형 부품을 위한 로봇 경로를 최적화하며,

전통적 가공 기술 대비 소재 성능을 평가하는 데 집중하고 있습니다. SPEE3D의 기술이 금속 및 복합소재 적층제조 연구를 한층 발전시키는 계기가 되길 기대합니다.”

 

— 타나지 폴 박사, 플로리다 국제대학교 조교수

 

WarpSPEE3D 프린터는 SPEE3D의 독자적인 콜드스프레이 적층제조 기술을 활용하며,

구리, 알루미늄 합금, 스테인리스강 등 다양한 금속 소재로 대형 고품질 부품을 신속하게 제작할 수 있는 개방형 연구 플랫폼을 제공합니다.

 

FIU 연구진은 이 기술의 잠재력을 최대한 발휘하기 위해 공정 파라미터와 3D프린팅 구조적 거동 간의 상관관계,

복잡 형상을 위한 로봇 경로 개발, 콜드스프레이 금속 특성과 기존 제조 방식 간의 비교 평가를 중점적으로 연구했습니다.

 

 

“WarpSPEE3D는 현재 사용 가능한 몇 안 되는 대형 콜드스프레이 적층기술 중 하나로, 첨단 금속 제조 연구에서 새로운 발견을 이끌 잠재력을 지니고 있습니다.

또한 개방성과 유연성을 갖춘 플랫폼 덕분에 우리의 연구 목표가 제약받지 않습니다.

WarpSPEE3D의 역량을 기반으로, 연구와 혁신의 산업 적용, 그리고 교육훈련까지 확장할 수 있기를 기대합니다.”

 

— 타일러 돌메치(Tyler Dolmetsch) 박사, 플로리다 국제대학교 연구조교수

 

 

SPEE3D의 특허 기술이 적용된 WarpSPEE3D 프린터는 비용 효율성과 확장성이 뛰어난 장비로, 음속 이상의 속도로 피드스톡 입자를 분사해 고밀도 금속 부품을 제조합니다.

이 공정은 기존 주조보다 우수한 금속학적 특성을 갖는 부품을, 최대 무게 90파운드(약 40kg), 크기 1m × 0.7m까지 제작할 수 있습니다.

이를 통해 다양한 산업 분야에서 프로젝트 기간을 수주에서 수시간으로 단축하고, 내구성 있는 완제품 수준의 금속 부품을 빠르게 공급할 수 있습니다. 

 

 

유럽 순회 실시간 제조 투어 – Expeditionary Manufacturing Unit (EMU) 현장 배치

 

 

SPEE3D의 콜드스프레이 금속 3D프린팅 기술이, 중요 군수 부품을 수주가 아닌 수 시간 내에 생산할 수 있음을 실시간으로 시연했습니다.

콜드스프레이 금속3D프린터는 금속부품을 단 수시간내에 생상할 수 있기때문에 국방 산업에서 많은 주목을 받고 있습니다.

SPEE3D는 Expeditionary Manufacturing Unit (EMU)의 유럽 투어 개시를 발표하며,

지난 몇 달 동안 유럽 주요 도시의 현지 파트너들과 협력하여 EMU 시스템을 활용한 실시간 제조 시연회를 진행했습니다.

 

 

이 행사에서는 첨단 제조 기술이 금속 부품 공급망 및 MRO(정비·수리·운영)를 어떻게 지원하는지에 대한 워크숍이 함께 열렸으며,

참가자들은 XSPEE3D 장비가 알루미늄 6061과 같은 내식성 소재를 사용해 육·해상 플랫폼용 부품을 제조하고, SPEE3Dcell에서 후처리, 가공, 시험까지 현장에서 수 시간 내에 완료하는 과정을 직접 확인했습니다.

“그동안 사람들은 저희 기술을 보기 위해 공장을 방문하거나 전시회에 참석하거나, 혹은 방위군이 현장에 장비를 가져갈 때만 볼 수 있었습니다.

이번에는 현지 산업 리더들과 협력하여 유럽 내 방위군, OEM, 국방 연구기관들에게 직접 기술을 선보임으로써 EMU의 신속한 임무 핵심 부품 생산 능력을 직접 평가할 수 있도록 했습니다.”

— Byron Kennedy, SPEE3D CEO

 

 

SPEE3D의 EMU는 야전 환경에서 미국 및 영국 군대에 의해 검증된 바 있으며, 일본 육상자위대(JGSDF)와 우크라이나군 등 세계 각국의 국방 조직에서도 활발히 사용되고 있습니다.

EMU는 2개의 20피트 컨테이너로 구성된 완전한 이동식 제조 솔루션으로, 민간 트럭으로 손쉽게 운반됩니다.

내부에는 XSPEE3D 금속 3D프린터(최대 0.9m × 0.7m, 무게 40kg까지의 부품 생산 가능)와 SPEE3Dcell 후처리 시설(열처리, 가공, 공구 제작, 시험 기능 포함)이 통합되어 있습니다.

투어는 스웨덴의 Lasertech, 네덜란드의 Perron038, 폴란드 등으로 이어졌습니다.

각 행사에서는 실제 응용 사례가 소개되었으며, SPEE3D 엔지니어 및 현지 전문가들과의 교류 기회도 제공되었습니다.