엘론 머스크의 스페이스 X가 민간 우주여행시대를 열기 위해 재활용 로켓을 개발하는 등 우주항공분야에서 효율과 경제성이 중요해지고 있는 가운데, 금속 3D프린팅 기술이 로켓 발사체 부품의 설계 및 비용 혁신을 이끄는 중요한 솔루션으로 자리매김하고 있다.

독일 슈투트가르트에 위치한 항공공학연구센터(DLR)는 유럽 국제공동R&D 프로젝트이자 세계 최대 연구혁신 프로그램인 ‘호라이즌(Horizon)2020’의 지원으로 유럽형 차세대 소형 발사체(SMILE:SMall Innovative Launcher for Europe) 프로젝트를 수행하고 있다.

이 프로젝트의 목표는 최대 150kg의 소형 인공위성을 500km 상공에 띄울 발사체를 설계하는 것이다. DLR은 프로젝트에 참여하고 있는 14개 참여기관 중 하나로 SMILE용 액체 로켓 엔진 인젝터를 설계·개발하는 역할을 맡았다.

소형 발사체 상용화에 있어서는 반드시 경량화와 비용절감 문제를 해결해야 한다. 특히 액체 산소연료와 산화제를 분배해 연소기로 보내는 역할을 하는 인젝터 헤드의 경우 수많은 구멍의 방향과 크기가 서로 달라 가공이 매우 어려운 부품이다. 이에 DLR은 인젝터 제작에 있어 보다 효율적인 솔루션으로 3D프린팅을 주목했다. 3D프린팅은 아무리 복잡한 구조라도 제작이 가능하고 비용을 증대시키고 품질 하락의 요인이 될 수 있는 조립과정을 생략할 수 있다. 특히 설계 수정에서 제작까지 시간을 단축할 수 있고 적층하기 때문에 비싼 재료를 아낄 수 있다는 장점이 있다.