첨단 FDM 3D 프린팅 기술, 선수 개인 맞춤화 통한 경기력 향상에 기여
복잡한 구조의 복합재 레이업 및 새크리피셜 툴링 기술 적용

스트라타시스(Stratasys)는 2018 평창동계올림픽 미국 루지 국가대표팀이 스트라타시스 FDM(Fused Deposition Modeling) 3D 프린팅 기술을 통해 보다 신속하고 비용 효율적인 방식으로 선수 개인에 맞춤화된 경주용 썰매를 제작하고 시험하는데 적극 활용했다고 밝혔다.

미국 대표팀은 탄소 섬유 복합재 썰매 제작에 사용되는 핵심 레이업(layup) 및 새크리피셜 툴(sacrificial tool)을 3D 출력하는 과정에서 스트라타시스의 다양한 고성능 재료를 활용하였다. 스트라타시스가 제공하는 첨단 FDM기술은 일반적인 복합재 가공법에서는 불가능한 수준의 개인 맞춤화를 가능하도록 하는데, 이와 같은 개인 맞춤화 역량은 최고 시속 87마일(약 140km/h)로 활강하는 경주용 썰매 제작 분야에서 중요한 성공 요인으로 손꼽힌다.

 

미국 대표팀은 경주용 썰매 앞부분에 설치되어 경기 진행 시 선수의 다리를 정확하게 위치하고 고정하는데 사용되는 부품 ‘더블스타워’ 제작 과정에서 스트라타시스 ST-130 새크리피셜 툴링 재료를 활용하였다. 더블스타워는 움직이는 썰매 내부의 선수의 체형과 위치를 고려하여 제작되어야 하기 때문에 고도의 복잡성과 기하학적 기술이 요구된다. 미국 대표팀 디자이너들은 수용성 ST-130 새크리피셜 툴링 재료를 활용해 심봉(맨드릴), 레이업을 3D프린팅하고 조립한 다음 툴링 재료를 씻어내는 방식을 활용하였으며, 이와 같은 공정은 일주일 내에 모두 이루어졌다.

미국 대표팀은 성공적인 이번 더블스타워 제작을 시작으로 3D프린팅 기술을 경주용 썰매 제작 전체 분야에 적용했다. 각 선수의 키에 따라 썰매 중간 부분 길이를 조절하는 탈부착 방식의 툴을 활용하는 등 프로토타입 과정에서 활용된 다양한 기술은 실제 경주에 사용되는 썰매 제작에도 동일하게 적용됐다.

존 오웬 (Jon Owen), 미국 루지 국가대표팀 기술 프로그램 매니저는 “루지는 1초 이내의 미묘한 차이로 승패가 나뉘어지는 매우 어려운 경기 종목이다. 우리 선수들은 편리함과 공기역학적 측면을 고려하여 제작된 썰매를 통해 앞으로 더 좋은 성과를 낼 것으로 기대한다”고 말하며, “스트라타시스와 협업을 통해 기존의 방식보다 훨씬 빠르고 효율적인 설계 수정 및 트랙 시험 과정을 거치면서 대표팀이 세계 무대에서 더욱 경쟁력을 갖게 되었다. 뿐만 아니라, 최소화된 제작 비용과 시간을 통해 각 선수 체형에 맞춤화된 썰매를 제작하여 썰매의 편안함과 기능성의 균형을 모두 맞출 수 있었다”고 설명했다.

스콧 세브칙 (Scott Sevcik), 스트라타시스 제조 솔루션 부분 부사장은 “스트라타시스 고객은 3D프린팅 기술이 제공하는 래피드 툴링, 프로토타이핑, 부품 제작을 통해 성능, 효율성, 신뢰성에 대한 기존 한계를 뛰어넘고 있다. 이번 미국 루지 국가대표팀과 협업은 특화된 전문분야 고객의 주요 요구사항을 적층 제조 기술이 어떻게 만족시키는지 보여주는 대표적인 사례”라고 설명하며 “동계 스포츠 분야 최고의 팀으로 손꼽히는 미국 국가대표팀에 FDM기술 적용을 지원하며 더 좋은 성적을 낼 수 있도록 지원하게 되어 매우 영광스럽게 생각한다”고 밝혔다.