○ 글로벌 주요 강관 제조사인 Vallourec은 3D 프린팅 기술 중 하나인 WAAM을 활용해 유정 개발 프로젝트에 사용되는 리프팅 플러그(Lifting Plug) 2개를 제작해 납품하였다고 발표(1.5.)
- WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing) 기술은 와이어를 고온의 아크열로 녹여 층층이 쌓아가는 방식으로 원하는 형태를 인쇄하는 기술. 기존 3D 프린팅 방식보다 빠른 속도로 제품을 인쇄할 수 있다는 점이 장점
• 기존에 널리 사용되어오던 3D 프린팅 방식인 PBF(Powder Bed Fusion) 기술은 분말을 분사한 후 레이저를 발사해 분말을 녹이고 굳히는 과정을 반복하면서 층을 쌓아나감. 분말을 녹일 때 고가의 레이저 발사장치가 필요하기 때문에 3D 프린터의 단가가 비싸고 인쇄 속도 또한 느리다는 단점이 있음
• 반면, WAAM 방식은 고온의 아크열로 와이어를 녹인 후 이를 쌓아나가는 방식으로 3D 프린팅을 실시함. 분말 발사 방식보다 적층할 수 있는 재료의 양이 많아 생산 속도가 빠르며, 레이저 발사장치보다 저렴한 아크 발사장치를 사용하기 때문에 설비 가격이 기존 3D 프린팅 설비보다 저렴하다는 장점이 있음
- Vallourec이 WAAM 방식으로 제작해 납품하였다는 리프팅 플러그는 유정 및 가스전에 강관을 삽입·제거할 때 사용하는 리프팅 엘리베이터와 강관을 연결하는 역할을 하는 장치로서, 강관을 수직으로 들어올릴 때 발생하는 무게를 온전히 견뎌야 하기 때문에 안전 문제와 직결되어 있는 제품임
• Vallourec이 납품한 리프팅 플러그는 직경 50cm, 무게 175kg으로 100톤의 무게를 견딜 수 있음
* 그림. Vallourec이 제작한 리프팅 플러그(좌)와 리프팅 엘리베이터 예시(우)
○ Vallourec은 규격 외 제품을 납품하기까지 평균 4개월 이상이 소요되나, WAAM 기술을 활용해 기존 제품과 동등한 성능의 제품을 2개월 만에 납품할 수 있었다고 설명
- 리프팅 플러그를 주문한 Weatherford International은 동티모르 근방에서 유정 개발 프로젝트를 진행하고 있음. 동사는 일반적으로 사용하는 강관보다 직경이 15% 가량 더 큰 직경 50cm급 강관을 사용하고 있어, 기존 재고가 아닌 Weatherford International의 규격에 맞는 제품을 새롭게 제작해야 했음
- Vallourec은 싱가포르에 있는 WAAM 로봇을 이용해 3D 프린팅 방식으로 이를 제작, 일반적으로 규격 외 제품 납품에 소요되던 4개월보다 2배 가량 빠른 2개월 만에 프로젝트 현장으로 리프팅 플러그를 배송하는 것에 성공
* 그림. Vallourec이 WAAM 기법으로 생산한 리프팅 플러그 제작 공정 예시
→ Vallourec은 WAAM 기술이 납품 속도를 빠르게 하는 장점과 더불어, CAD(Computer Aided Design) 조작만으로 제품 설계를 유연하게 변경할 수 있으면서 재고 관리 부담 경감 등의 효과가 있기 때문에 향후 관련 기술 개발을 지속적으로 추진할 것이라고 설명