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불확실성은 대부분의 비즈니스 리더가 가장 두려워하는 것입니다. 하지만 콩코드 이후 최초의 초음속 여객기 제작을 목표로 하는 새로운 회사를 설립한다면 불확실성을 수용하고 민첩하게 대처하며 사고의 지평을 넓혀야 할 것입니다. 덴버 근처에 위치한 항공우주 회사인 붐 슈퍼소닉이 바로 그러한 경우에 해당합니다. 붐 슈퍼소닉은 성장하고 있는 회사로서, 초음속 항공 여행을 일반화하겠다는 큰 뜻을 품고 있습니다. 초기에 제작한 상업용 초음속 여객기는 경제적 또는 환경적인 지속 가능성을 실현하지 못했습니다. 하지만 기술의 발전과 전 세계로의 여행이 일반화되면서 붐 슈퍼소닉의 주력 여객기인 Overture 에도 시장 기회가 발생하고 있습니다. Overture는 세계에서 가장 빠른 여객기가 될 것이며 장거리 비행시간을 거의 절반으로 줄여 더 많은 사람이 더 많은 장소로 더 자주 이동할 수 있도록 할 것입니다. 이를 실현하기 위해 붐 슈퍼소닉은 항공기 개발의 거의 모든 요소에 3D 프린팅을 도입했습니다.
“3D 프린팅을 통해 파트를 매우 빠르게 제작할 수 있었고 파트를 그대로 활용할지 혹은 변경해야 할지 여부를 결정할 수 있었습니다.”
Mike Jagemann, XB-1 생산 책임자, 붐 슈퍼소닉
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붐 슈퍼소닉의 시도에는 많은 과제가 따릅니다. 과거에 승객이 초음속 여객기를 이용했던 시기는 냉전 시대에 정부에서 중요한 프로젝트를 주도하던 때로서, 당시 초음속 여객기 개발을 위해 경험 많은 대규모 항공우주 회사가 함께 모여 10년 이상을 투자하고 엄청난 양의 개발 자원과 위험을 감수했습니다. 이번에는 민간 기업인 붐 슈퍼소닉이 최종 제품인 Overture가 고객과 회사에 이익이 될 수 있도록 비즈니스 측면에서 개발을 시도하고 있습니다. 다행히도 항공기 기술은 지난 50년 동안 많은 발전을 이뤘습니다. 오늘날의 공기 역학적 설계 역량, 재료 특성 및 엔진 성능은 마지막 초음속 여객기가 겪었던 문제를 대부분 해결했습니다. 3D 프린팅의 제조상 이점을 활용 중인 붐 슈퍼소닉은 목표를 달성하기에 유리한 위치에 있습니다. 현재 붐 슈퍼소닉은 올해 10월 공개 행사에 이어 내년에는 실제 크기의 3분의 1 크기인 시제품 XB-1의 첫 비행을 통해 최종 목표를 향한 첫걸음을 내디딜 준비가 되었습니다.
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빠르고 신속한 제작을 가능하게 한 3D 프린팅

처음부터 붐 슈퍼소닉 팀은 3D 프린팅이 XB-1의 개발과 최종 목표인 Overture 개발에 결정적인 역할을 하리라는 것을 알고 있었습니다. XB-1 생산 책임자인 Mike Jagemann은 이전에 3D 프린팅을 활용했던 경험을 바탕으로 Stratasys 3D 프린터 두 대(F370 및 Fortus 450mc)를 즉시 도입해 프로토타이핑을 지원했습니다. 붐 슈퍼소닉은 이후 Stratasys F900 3D 프린터를 추가로 도입해 프로토타이핑뿐만 아니라 툴링 및 생산 파트까지 적층 제조를 확대했으며, 이후 3D 프린터로 수백 개의 파트와 프로토타입을 제작했습니다. 3D 프린팅의 가장 큰 이점 중 하나는 시간 절약이며, 붐 슈퍼소닉은 이 기술 덕분에 수백 시간을 절약했다고 추정합니다. 붐 슈퍼소닉은 3D 프린팅 파트를 사용해 적합성과 정렬 여부를 확인하여 귀중한 엔지니어링 시간을 절약하고 있습니다.

 

Jagemann은 “3D 프린팅을 통해 파트를 매우 빠르게 제작할 수 있었고 파트를 그대로 활용할지 혹은 변경해야 할지 여부를 결정할 수 있었습니다. CAD로 공간 제약을 확인하는 데 8시간이나 소모할 필요 없이 엔지니어는 다른 작업에 집중할 수 있으며, 파트가 프린팅되는 즉시 적합성을 확인할 수 있습니다”라고 말합니다. 기존 방식을 사용하여 이러한 파트를 제작하는 데는 더 많은 비용과 시간이 소요됩니다. XB-1의 비행에 사용될 유압 라인 클램프와 같은 파트를 프린팅할 수 있는 것도 시간 절약에 크게 기여합니다. 파트를 사내에서 신속하게 프린팅할 수 있으므로, 이러한 구성품을 설계 과정의 마지막 단계로 이동하여 엔지니어링 워크플로를 최적화할 수 있다는 이점이 있습니다. “워크플로 최적화로 인해 3D 프린팅에 적합한 특정 부품의 공급망이 단축됩니다”라고 Jagemann은 덧붙입니다.

 

비용과 시간 측면에서 볼 때, 지금까지 얻은 가장 큰 절감 효과는 맞춤형 드릴 블록을 제작해 XB-1의 기체를 뒤덮는 수많은 패스너 구멍의 위치를 정확하게 지정할 수 있다는 것입니다. 처음에 붐 슈퍼소닉은 계측학을 활용해 한 번에 하나씩 구멍의 위치를 지정하는 툴링을 개발했습니다. 그러나 조립이 진행되면서, 계측학을 활용하는 방식은 시간이 너무 많이 소요된다는 사실을 알게 되었습니다. 붐 슈퍼소닉 팀은 방법을 바꿔 각각에 여러 개의 구멍이 있는 더 많은 드릴 블록을 3D 프린팅했습니다.

 

그 결과 계측학을 활용해 한 번에 20개 이상 구멍의 위치를 정확하게 지정할 수 있었습니다. “다량의 구멍을 가진 드릴 블록의 위치를 지정함으로써 제조 시간을 엄청나게 절약할 수 있었습니다”라고 Jagemann은 말합니다. Jagemann이 예상하지 못한 3D 프린팅의 한 가지 놀라운 점은 붐 슈퍼소닉 엔지니어의 효율성을 높여 팀이 더 빨리 움직일 수 있도록 한 것입니다. Jagemann은 “파트를 3D 프린팅하면 엔지니어가 CAD로 확인한 것을 실제 파트로 구현할 수 있습니다. 이를 가능하게 해 주는 3D 프린터가 없다면 기계 가공된 부품을 사용해야 하므로 비용이 더 많이 듭니다”라고 말합니다.

모든 비즈니스는 경쟁, 경제적 불안정 및 통제할 수 없는 기타 요인으로 인한 불확실성에 직면해 있습니다. 붐 슈퍼소닉도 다르지 않습니다. 그러나 붐 슈퍼소닉은 제어할 수 있는 것에 집중하고 3D 프린팅과 같은 기술을 활용해 위험을 해소하고 있습니다. 3D 프린팅 덕분에 붐 슈퍼소닉은 혁신, 비용 억제 및 실행 속도 향상을 통해 제조, 공급망 및 워크플로의 한계를 극복하고 있습니다. 지금까지의 성과를 볼 때 3D 프린팅 기술은 붐 슈퍼소닉이 음속장벽을 극복하는 데도 핵심적인 역할을 할 것입니다.
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