마찰 교반 용접 Friction Stir Welding

애슐리 반스 저/안기순 역, “일론 머스크, 미래의 설계자“, 김영사, 2015

스페이스 엑스는 매우 복잡한 하드웨어 시스템을 발전시키는 데도 선구적인 성과를 많이 거두었다. 기묘하게 생긴 2층짜리 마찰교반 용접 기계가 좋은 예이다. 해당 기계를 사용하면 팰컨 로켓의 동체를 이루는 거대한 메탈 시트의 용접을 자동화할 수 있다. 한쪽 팔로 로켓의 동체 패널 하나를 잡고 다른 동체 패널과 나란히 놓은 다음에 6미터 이상 작동할 수 있는 용접기를 사용해 용접한다. 일반적으로 기존의 항공 우주 기업들은 금속에 약한 지점이 생긴다는 이유를 들어 가능한 한 용접을 피하려고 한다. 그러면 결과적으로 사용할 수 있는 금속 시트의 크기가 제한되므로 설계에도 한계가 발생하는 단점이 있다. 스페이스 엑스 창업 초창기부터 머스크는 마찰 교반 용접 방법을 숙달하라고 직원들을 밀어붙였다. 마찰 교반 용접의 원리에 따르면, 나사선 형태의 돌기가 있는 공구를 두 금속이 겹치는 부분에 고속으로 회전시키며 삽입하면 공구와 금속의 마찰로 열이 발생해 금속의 결정구조가 연화하면서 용접이 일어난다. 마치 알루미늄 포일 두 장을 가열하여 겹치고 이음새에 엄지손가락을 얹어 금속을 비트는 것과 같은 원리이다. 이렇게 용접하면 일반 용접보다 결합 정도가 훨씬 강해진다. 기업들이 과거에 마찰 교반 용접 방법을 사용한 적이 있지만 로켓의 동체처럼 커다란 구조물에는 시도하지 않았고 게다가 스페이스 엑스가 구사하는 기술 수준에는 크게 미치지 못했다. 스페이스 엑스는 시행착오를 거치면서 이제 커다랗고 얇은 금속 시트를 용접할 수 있으며 그 덕택에 경량 합금을 재료로 사용하고 충전제가 필요하지 않으므로 팰컨 로켓의 중량을 수백 킬로그램 줄일 수 있다. 스페이스 엑스가 마찰 교반 용접 장비와 기술의 일부를 테슬라에 이전하고 있으므로 자동차 산업에서 테슬라의 경쟁사들도 조만간 해당 용접 방법을 사용해야 할지 모르겠다. 테슬라는 이러한 발전된 기술을 사용해 앞으로 더욱 가볍고 강한 자동차를 만들기를 희망한다.

마찰 교반 용접의 우수성이 입증되자 스페이스 엑스의 경쟁사들은 이 기술을 앞다투어 모방하면서 해당 분야의 전문가를 스페이스 엑스에서 빼내가려고 애쓰고 있다. 제프 베조스Jeff Bezos가 은밀하게 운영하는 로켓 제조사인 블루 오리진Blue Origin은 특별히 적극적으로 나서서 세계 최고의 마찰 교반 용접 전문가 레이 머리엑타Ray Miryekta를 영입해 머스크와 크게 갈등을 빚었다. 머스크는 이렇게 설명했다. “베조스는 레이를 데려갔을 뿐 아니라 뻔뻔스럽게도 레이가 스페이스 엑스에서 했던 작업에 대해 특허를 신청했습니다. 블루 오리진은 연봉을 두 배로 올려주겠다고 약속하면서 우리 회사의 전문 인력을[30] 집중적으로 빼가고 있습니다. 불필요할 뿐 아니라 무례한 처사입니다.”

 


[30] 블루 오리진은 스페이스 엑스의 추진 담당 팀도 대거 영입했다.

마찰 교반 용접(Friction stir welding)이 뭔지 검색해봤는데, 유튜브에 영상이 있다. 역시 뭐든 직접 보는게 최고다. ㅋ

4 thoughts on “마찰 교반 용접 Friction Stir Welding

  1. 스페이스 엑스의 기술이 테슬라로 들어간다는 부분이 인상적이네요. 생각해보니 우주항공 산업에 투자하(받)고 연구해서 전기자동차에 적용하는 것도 당연히 엘론 머스크의 큰 그림에 있었겠군요.

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