한수원은 금속 3D프린팅을 이용해 다익형 임펠러를 국산화하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 사진=데일리한국 안희민 기자

[데일리한국 안희민 기자] 한국수력원자력이 금속 3D프린트를 이용해 원전 부품을 조조했다. 일체형으로 생산해 내구성을 높였다. 제품이 그간 수입에만 의존했던 부품이어서 국산화 성과도 더불어 거뒀다.

한수원은 원전 발전기차단기 냉각을 위한 ‘다익형 임펠러’를 3D프린팅을 이용해 국산화하는데 성공했다고 21일 밝혔다.

다익형 임펠러는 고정판에 여러 개의 날개(블레이드)가 조립된 구조다. 따라서 고정판과 블레이드 사이 연결부가 작동 과정에서 손상될 수 있다.

한수원은 고정판과 날개를 따로 제작하지 않고 일체형으로 만들어 손상 가능성을 줄였다. 고정판과 날개 이음새를 함께 출력해서 취약부를 제거하고 내구성을 높였다.

특이할 점은 한수원이 출력한 다익형 임펠러의 소재가 스테인리스강 316L 재질이라는 점이다. 금속 3D프린터로 스테인리스 분말을 녹여 3차원으로 적층했다.

민간 기업에선 이와 유사한 사례가 있다. 신성이엔지 클린사업본부는 반도체용 제조설비 중 하나인 FFU를 용인사업장에서 3D프린팅으로 생산하고 있다. 한수원은 이를 응용해 금속성 제품 제조에 성공한 모양새다.

또 한수원은 재료의 특성을 높이고자 열처리뿐만 아니라 재료의 기계적 성질 시험, 풍량 시험 등 여러가지 시험을 수행해 성능과 내구성을 검증했다.

이러한 노력으로 한수원은 다익형 임펠러를 국산화할 수 있었다.

그간 이 제품을 수입에 의존했으나 한전KPS, 대건테크, 태일송풍기와 협업해 부품 설계, 3D프린팅 제작, 성능검증 시험 등의 모든 과정을 국산화했다. 이로써 국내 원전 산업에서 3D프린팅 시대를 열었다.

한수원은 다익형 임펠러를 올해 안으로 원전에 시범적으로 설치할 예정이다. 장기간 운전 후 분해해 상태를 점검해 제품의 품질을 높일 계획이다.

만약 한수원이 개발한 다익형 임펠러를 계획대로 원전에 설치되면 3D프린팅 제작 부품이 원전에 설치된 최초의 사례로 기록될 전망이다.

한수원 중앙연구원은 3D프린팅 기술로 기존 부품뿐만 아니라 소형모듈원자로(SMR)과 같은 신형 원전의 부품 제작에도 활용할 계획이다.

한수원이 금속 3D프린팅으로 제조한 다익형 임펠러. 사진=한국수력원자력 제공