SLS 3D 프린팅이 드론 제조에 적합한 이유

2025년 6월 05일 | 읽기 시간: 5분

빠르게 변화하는 무인 항공기(UAV)와 드론의 세계에서 제조 수요는 진화하고 있습니다. 기업들은 촉박한 일정과 점점 더 다양해지는 사용 사례 속에서 가볍고 기능적이며 맞춤형 부품을 생산할 수 있는 더 스마트한 방법을 모색하고 있습니다.

드론 OEM, 통합업체, 방위산업체와 협력하는 애플리케이션 전문가로서 저는 반복되는 패턴을 목격했습니다. 팀들이 시제품 제작을 위해 FDM(용융 증착 모델링) 또는 SLA(광조형) 같은 저비용 3D 프린팅 기술로 시작하지만 기능성 또는 생산 등급 부품으로 전환할 때 한계에 부딪히는 경우가 많다는 것입니다.

바로 이때 선택적 레이저 소결(SLS)이 등장합니다.

실용적인 비교: FDM, SLA와 SLS

FDM과 SLA는 초기 설계 반복이나 시각적 목업에는 적합하지만 부품이 실제 비행 조건(진동, 날씨, 구조적 하중, 페이로드 통합)에 노출될 때는 부족함이 있습니다.

공중에서 작동하는 경량 디자인

드론 설계에서 무게는 가장 중요한 관심사입니다. 가벼운 드론은 더 오래 비행하고, 더 빠르게 반응하며, 변화하는 바람 조건에서 더 효율적으로 작동합니다. 하지만 저비용 프린팅 방식은 경량화를 최적화할 때 기계적 강도가 저하되는 경우가 많습니다.

SLS를 사용하면 비행 안정성과 고고도 작동에 필수적인 정밀한 형상과 얇고 일정한 벽 두께로 가벼우면서도 기계적으로 강한 부품을 생산할 수 있습니다. 층간 결합이 약한 이방성 부품을 만드는 FDM과 달리 SLS는 응력 하에서 예측 가능하게 작동하는 완전히 융착된 등방성 구조를 생성합니다.

이러한 치수 일관성은 특히 공기역학적 부품 설계 및 엄격한 공차 제어와 결합할 경우 더 나은 비행 성능으로 직결됩니다.

혼합 생산: 사출 성형과 온디맨드 커스터마이징의 만남

많은 드론 플랫폼은 효율성과 반복성을 위해 사출 성형된 날개 또는 동체 쉘에 의존합니다. 하지만 현실은 모든 최종 사용자가 동일하지 않다는 것입니다. 페이로드, 센서 구성, 배터리 시스템이 다르든 드론 구성 요소는 사전 또는 사후에 맞춤화가 필요한 경우가 많습니다.

SLS는 혼합 제조 워크플로우에서 사출 성형을 자연스럽게 보완합니다. 이를 통해 가능합니다:

• 맞춤형 마운팅 시스템 또는 페이로드 어댑터의 신속한 생산
• 소량 구성을 위한 짧은 리드 타임 제공
• 툴링 변경 없이 배포 후 설계 업데이트

제가 함께 일하는 한 드론 제조업체는 표준 부품에 사출성형을 사용하는 반면, 고객마다 다른 페이로드 베이, 안테나 마운트, 센서 인클로저는 SLS가 처리합니다. 이 하이브리드 모델은 유연성을 희생하지 않으면서도 빠른 속도를 제공합니다.

현장 적응성: 국방 및 미션 크리티컬 요구 사항 충족

국방 및 정부 프로그램에서 유연성은 공장을 넘어서는 영역까지 확장됩니다. 일부 고객은 중앙 집중식 위치에서 SLS로 주요 부품을 생산한 다음 현장에서 데스크탑 FDM 프린터를 사용하여 신속하게 수리 또는 교체하고자 합니다.

주요 구조 부품은 SLS로, 현장에서 교체 가능한 액세서리는 FDM으로 제작하는 이 이중 레벨 접근 방식은 기체의 무결성을 손상시키지 않으면서 시스템을 계속 작동할 수 있도록 도와줍니다.

한 방위산업체 고객은 완전한 SLS 기반 드론 아키텍처를 요청했지만 현장에서 소형 프린터를 사용하여 비구조 커버 또는 액세스 패널을 인쇄해야 한다는 요구 사항을 추가했습니다. 핵심 플랫폼의 구조적 무결성을 유지하면서 부품을 교체할 수 있는 기능은 현장에서 물류 측면에서 큰 이점이 됩니다.

복잡한 형상, 조립 감소

SLS의 잘 알려지지 않은 장점 중 하나는 단일 빌드에서 복잡한 어셈블리를 제작할 수 있다는 점입니다. 지지 구조가 필요 없기 때문에 접착이나 고정이 필요한 부품에 여러 기능을 통합할 수 있습니다.

따라서

• 부품 수
• 조립 시간
• 잠재적 장애 지점

예를 들어, 우리는 고객이 케이블 라우팅 및 열 관리 기능이 내장된 통합 배터리 인클로저를 인쇄할 수 있도록 지원했는데, 이는 광범위한 후처리 없이 FDM이나 SLA로는 불가능한 작업입니다.

최종 생각

저비용 3D 프린팅 기술은 신속한 프로토타이핑과 취미용 애플리케이션에서 항상 그 자리를 차지할 것입니다. 그러나 실제 사용을 견딜 수 있는 기능적이고 비행 가능한 부품의 경우, 선택적 레이저 소결은 다른 데스크톱 솔루션과 비교할 수 없는 강도, 유연성 및 확장성의 균형을 제공합니다.

페이로드가 변화하고 임무가 진화하며 소요 시간에 대한 기대치가 높아지고 있는 드론 산업에서 선택적 레이저 소결은 제조업체가 더 스마트하게 설계하고 더 빠르게 대응하며 더 우수한 성능의 시스템을 제공할 수 있도록 지원합니다.

적층 제조를 통해 드론 생산 워크플로를 간소화하거나 강화하는 방법을 모색하고 있다면 더 많은 실제 사례를 공유하거나 SLS 후보 부품을 평가하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 가능성은 무궁무진하며 학습 곡선도 생각보다 짧습니다.