파도가 넘실거리는 태평양 한가운데를 항해 중인 미 해군의 대형 강습상륙함 에식스(USS Essex)호 내부에서 정밀 기계가 쉴 새 없이 움직이며 금속과 플라스틱 부품을 뽑아냈다.

미 해군은 환태평양훈련(RIMPAC) 2026에 참여하여 함상에 탑재한 3D 프린터를 실제로 가동하고, 고장으로 가동이 멈춘 장비의 교체용 부품과 맞춤형 정비 공구를 현장에서 직접 제작해 냈다.

이번 실전 훈련에서 에식스함과 미 해병 제13원정대 예하 전투군수대대는 원료를 한 층씩 쌓아 올리는 적층제조 장비와 단단한 재료를 정밀하게 깎아내는 절삭가공 장비를 동시에 운용했다.

이는 바다 한가운데서 작은 부품 하나가 부족해 거대한 함정 전체의 작전 가동률이 떨어지던 물류 한계를 극복하고 보급선이 도달하기까지 걸리던 수주일의 대기 시간을 줄이려는 시도로 풀이된다.

실패율을 낮추는 플라스틱 시제품 기반의 현장 맞춤형 설계

함정 내 제작팀은 당장 교체해야 하는 고장 난 부품의 정확한 규격을 전달받은 뒤, 치수를 미세 단위로 정밀하게 측정하여 가상의 디지털 모델을 컴퓨터 화면에 구현했다.

구조나 형태가 너무 복잡해 수작업으로 치수를 재기 까다로운 부품은 정밀 3D 스캐너를 가동하여 내부와 외부의 세부 형상 정보를 정밀하게 읽어 들이는 방식을 취했다.

가상 도면을 완성한 후에도 곧바로 값비싼 금속 소재를 사용해 최종 완성품을 깎거나 쌓지 않고, 비교적 값싸고 빠르게 출력할 수 있는 플라스틱 필라멘트 재료를 사용해 시제품을 먼저 뽑아냈다.

이렇게 제작한 플라스틱 시제품을 실제 고장 난 함정 및 항공 장비에 직접 대보며 미세한 오차가 있는지, 결합부 구멍의 크기가 정확하게 맞아떨어지는지 꼼꼼하게 대조했다.

이러한 모의 결합 과정을 거치면서 설계 도면의 오류를 사전에 수정할 수 있게 되었고, 값비싼 금속 원재료를 잘못 가공하여 그대로 폐기해야 했던 불필요한 자원 낭비를 원천적으로 차단했다.

함정 내부에서 도면 설계부터 실물 검증, 최종 부품 생산까지 모든 단계가 원스톱으로 이어지면서 보급 부서가 주문을 추적하고 검수하여 보급품을 불출하는 데 걸리던 행정적 대기 시간도 크게 단축됐다.

특히 건조된 지 오래되어 부품 제조사가 아예 사라졌거나 생산 라인이 폐쇄되어 정상적인 경로로는 교체 부품을 구하기가 사실상 불가능한 노후 함정의 고질적인 단종 문제를 해결할 대안으로 꼽힌다.

이번 환태평양훈련은 항구에 정박해 있을 때뿐만 아니라 파도가 치는 거친 해상 환경을 항해하는 도중에도 이러한 3D 프린팅 제조 설비가 정밀하게 작동할 수 있는지 시험하는 환경을 제공했다.

실전 도입을 위해 해결해야 할 엄격한 품질과 재료의 한계

이번 실험의 성과에도 불구하고 3D 프린팅 기술이 해군의 모든 보급망을 완벽하게 대체할 수 없으며, 고압이나 고온을 견뎌야 하는 엔진 계통이나 비행안전 직결 부품은 철저한 재료 강도와 피로수명 검증을 거쳐야만 한다.

만약 겉모습만 똑같이 복제된 잘못된 버전의 부품이나 불법 변조된 설계 도면으로 부품을 출력하여 임무 도중에 장착해 사용할 경우, 작동 과정에서 파손되어 큰 사고로 이어질 우려가 존재한다.

따라서 사전에 해군 군수 당국의 공식 승인을 받은 도면을 엄격하게 관리하고, 사용된 원재료의 상태와 출력 기록을 꼼꼼하게 추적할 수 있는 표준화된 군사 품질관리체계가 반드시 뒤따라야 한다.

결국 에식스함의 실증 사례는 해군 공급망 전체를 무력화하는 기술이 아니라, 고장 시 위험도가 낮은 품목은 함상에서 자체 제작하고 고위험 핵심 부품은 기존 군수 보급망으로 수령하는 유연한 분업의 실현 가능성을 명확히 보여준다.