알코아가 첨삭가공 *역주: 3D 프린팅 기술로 고체의 열가소성 플라스틱 재료를 성형하는 제조기법을 활용해 보다 더 빠르게 아이디어를 현실로 바꿔가고 있다.
By Ben Geier

회사 개요
기업명 알코아
기업순위 130위
본사 뉴욕
직원 6만 명
매출 230억 달러(2013년)

곧 이륙할 비행기 안에서 창 밖으로 활주로를 바라보며 곧 제공될 시원한 음료를 생각하고 있을 승객이라면, 다음의 문제를 짧게나마 궁금해 한 적이 있을 것이다. 바로 비행기 생산업체가 비행기의 안전을 어떻게 확보하느냐는 것이다. 해답은 재료 과학에 있다. 그러나 재료 과학이 모든 것을 설명해 주지는 않는다.

비행기 부품들은 비행 중에 동체가 받는 온도 변화나 피로도를 잘 견디는지 확인하기 위해 수많은 테스트들을 거친다. 알코아 Alcoa 역시 이점을 잘 알고 있다. 125년 이상의 역사를 가진 이 경금속 제조업체는 비행기 부품을 제조하는 기업이다. 이 부품들로 이뤄진 엔진 및 가스터빈은 보잉이나 에어버스 같은 비행기 제조업체가 비행기에 동력을 제공하는 데 사용된다. 당신이 다음 회의에 참석하기 위해 탑승하게 될 바로 그 비행기다.

문제는? 테스트에 상당한 시간이 소요된다는 점이다. 과거에는 세공부터 개발, 주물에 이르는 과정을 거쳐 니켈합금으로 된 엔진 부품들 중 한 가지를 제조하는 데 1년 이상 걸렸다. 특히, 니켈합금 부품은 화씨 2,000도(섭씨 약 1,090도) 이상을 견뎌낼 수 있어야 한다. 그러던 와중에 회사는 3D 프린팅으로 잘 알려진 ‘첨삭가공(additive manufacturing)’에서 해답을 찾기 시작했다. 알코아는 1990년대 초반, 첨삭가공기술을 시도하기 시작했다. 그러나 회사가 엔진 부품을 형상하는 주형을 제조하는 데 이 기술을 사용하기 시작한 건 불과 몇 년 전의 일이다. 첨삭가공을 통해, 회사는 부품 공정 및 제조 시간을 반으로 줄였다. 더 나아가 공정 비용까지 약 25% 절감했다. 알코아의 CEO 클라우스 클라인펠드 Klaus Kleinfeld는 “우리는 소위 ‘2차 산업혁명’의 시작 단계에 와 있다”며 “떠오른 아이디어를 즉시 제품으로 만들어 보는 것이 가능하다. 손가락 하나로 생산을 하는 것이나 마찬가지다”라고 말했다.

그리고 알코아는 ‘절삭가공(subtractive machining)’이라는 공정을 통해 주형을 제조했다. 이 방식은 조각과 매우 흡사하다. 주 재료(알코아는 강철을 사용한다)를 필요한 형태로 깎아 나가는 것이다. 당시엔 회사가 엔진 부품 제조에 필요한 주물공정 주형을 완성하는 데 짧게는 10주에서 길게는 30주까지 걸렸다. 그러나 오늘날 회사는 컴퓨터 이용 설계(CAD)와 3D 프린터를 연결해 주형을 제조하고 있다. 컴퓨터 파일을 토대로 3D 프린터가 겹겹이 층을 만들어 주형을 제조하는 것이다. 그 결과 약 6개월 걸렸던 공정이 2~8주 내로 단축되었고, 회사는 생산량을 크게 늘릴 수 있게 되었다.

알코아의 동력 및 추진력 기술을 총괄하는 부사장 보이드 뮬러 Boyd Mueller는 “절약된 시간을 더 유용하게 활용하고 있다”고 말했다. 알코아는 사업용 항공기에서 화물용 항공기, 소형 항공기, 심지어 헬리콥터에 이르기까지 더 많은 부품 주문을 더 빠르게 소화할 수 있게 되었다. 뮬러는 “기술이 없었다면 이렇게 다양한 엔진부품 제조 프로그램을 계획할 수 없었을 것”이라며 “현재 수준에 도달하는 건 어림도 없었다. 순전히 디지털 융합기술 덕분에 가능한 일이었다”고 설명했다.

포춘 홈페이지에서 앤드루 잘레스키가 쓴 ‘3D 프린터로 더 나은 로켓 제조하기’ 기사를 참조하라.