최근 고성능 컴퓨터와 친환경 모빌리티가 폭발적으로 성장하면서, 뜨거운 열을 빠르게 식혀주는 고효율 방열 시스템과 가벼운 무게가 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 옛날 방식으로는 만들기 힘들었던 복잡한 구조를 척척 만들어내는 최신 금속 3D프린팅(적층 제조) 기술이 이 열관리 문제를 어떻게 해결하고 있을까요?
1. 데이터 센터 서버를 더 시원하게! ‘위상 최적화 콜드플레이트(Cold Plate)’
인공지능(AI)과 클라우드 서비스가 커질수록 데이터 센터 서버에서 뿜어져 나오는 열도 어마어마해집니다. 좁은 서버 속에서 완벽한 열관리를 해내기 위해, BLT는 인공지능적인 설계 기법(위상 최적화)을 써서 전력 소모를 줄인 콜드플레이트 3종을 선보였습니다.
서버 내부 구조나 배관 생김새에 맞춰 냉각수가 드나드는 위치를 자유자재로 바꿀 수 있어서 복잡한 조립 환경에도 척척 맞습니다.
냉각수가 들어올 때 한 줄기로 쑥 들어오는 게 아니라, 입구에서부터 여러 방향 쪼개져서 골고루 퍼져 들어갑니다. 마치 큰 도로의 차들이 여러 골목으로 나뉘어 들어가듯 물이 구석구석 퍼진 뒤 가운데서 다시 합쳐져 빠져나갑니다. 덕분에 물이 부드럽게 잘 흐르고(유체 저항 감소), 콜드플레이트 전체가 골고루 시원해져 뛰어난 열관리 성능을 보여줍니다.
BLT-S200 장비를 이용해 구리 소재를 통째로 제작하여 튼튼하고 표면이 매끄럽습니다.
2. 하늘을 나는 에어택시를 더 가볍게! ‘eVTOL 모터 스테이터(Stator) 브래킷’
도심 항공 교통(UAM)의 핵심인 전기 수직 이착륙기(eVTOL)는 멀리, 그리고 가볍게 날기 위해 모터 주변을 극도로 가볍게 만들고 효율적인 열관리를 동시에 달성해야 합니다.
모터를 튼튼하게 잡아주는 뼈대 역할뿐만 아니라, 히트파이프와 방열 핀(Fin) 같은 냉방 장치들을 모터 스테이터(Stator)와 통째로 묶어서 하나로 3D프린팅했습니다. 좁은 공간에서도 열이 빠져나가는 면적을 최대한 넓혀서 고출력 모터의 뜨거운 열기를 잡아주는 완벽한 열관리 시스템을 구현했습니다.
가볍고 열전도율이 뛰어난 BLT-AlSi10Mg 알루미늄 소재를 쓰고, BLT-S400(6레이저) 장비로 머리카락보다 얇은 30μm 적층 두께로 가벼움과 튼튼함을 동시에 잡았습니다.
또한 복잡한 내부 구조를 완벽하게 구현해 내어 차세대 항공 모빌리티의 안전성과 효율성을 크게 높였습니다.
맺음말
오늘 살펴본 두 가지 사례처럼, 요즘 금속 3D프린팅은 단순한 시제품 만드는 기술을 넘어섰습니다. 컴퓨터가 계산한 가장 이상적인 모양(위상 최적화)과 일체화 제작으로 옛날 방식으로는 상상도 못 했던 고성능 열관리 부품들을 현실로 만들어내고 있습니다.
데이터 센터 서버부터 하늘을 나는 eVTOL까지, 금속 3D프린팅은 첨단 기술의 한계를 부수고 있습니다.