적층제조 및 고상용접 기반 우주항공 구조부의 On-site 지능형 비파괴검사 기술 개발

비파괴검사 기술역량 강화 사업은 차세대 원자력, 우주항공, 수소·에너지 분야에서 증가하는 안전성 요구에 대응하기 위해 핵심 구조물의 고정밀 검사 기술을 확보하는 것을 목표로 합니다. 산업 구조가 복잡해지고 설비의 성능 요구가 높아지면서 기존 검사 기술만으로는 한계가 발생하여 고도화된 원천 기술 개발이 필요해졌습니다. 올해 공모는 지능형·현장 대응형 검사 기술 확보에 초점을 두며, 기업·대학·연구기관 등 다양한 주체가 참여할 수 있습니다. 개발된 기술은 국가전략산업의 안전한 운용과 기술 국산화에 기여할 것으로 기대됩니다.

이 과제는 우주항공 구조물의 적층제조 및 고상용접 부위에서 발생하는 잔류응력을 정밀하게 측정하고, 현장에서 실시간으로 모니터링할 수 있는 지능형 비파괴검사 기술을 개발하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 전산모사 기반 응력 분석 알고리즘, 잔류응력 측정 장비, 온디바이스 AI 기반 신호해석 기술을 단계적으로 구축합니다. 1단계에서는 기초 기술 및 프로토타입 개발, 2단계에서는 현장 적용성과 신뢰성 검증을 수행합니다. 최종적으로 95% 정확도, 10 mm 측정 깊이, 1 µm 공간분해능을 확보하여 우주항공 구조물 안전성 향상에 직접적으로 기여합니다.

본 과제는 발사체 및 재사용 발사체 구조물에 적용되는 적층제조(AM) 및 고상용접 부위의 결함과 잔류응력을 고정밀로 측정하기 위한 지능형 비파괴검사 기술을 체계적으로 개발하는 연구입니다. 현장에서 사용할 수 있는 온디바이스 AI 기반 장비 개발을 통해 검사 효율성과 신뢰성을 동시에 확보하는 것을 목표로 합니다. 주요 연구 내용은 다음과 같습니다. 1. 잔류응력 분석 및 기초 기술 확보 - AM 및 마찰교반용접부의 잔류응력 특성 분석 - 실험 기반 데이터 축적 및 고신뢰도 데이터셋 구축 - 구조물 특성에 따른 결함 유형 및 영향 요인 해석 2. 전산모사 기반 응력 평가 알고리즘 개발 - 유한요소 전산모사(FEM)를 활용한 응력 분포 모델링 - 측정 신호와 구조적 응답을 연계한 해석 알고리즘 개발 - 예측 정확도 향상을 위한 반복 검증 및 튜닝 3. 잔류응력 측정 장치 및 프로토타입 개발 - 현장 적용 가능한 소형·경량화 측정 장치 설계 - 10 mm 심부 측정이 가능한 하드웨어 설계 - 초기 프로토타입 제작 및 성능 평가 4. 온디바이스 AI 기반 On-site 모니터링 시스템 개발 - 비접촉/접촉식 검사 데이터 수집 및 실시간 분석 기능 구현 - 결함 위치·크기 판단을 위한 신호해석 AI 모델 개발 - 현장 환경(진동·온도 등)에서 안정적 작동을 위한 보정 기술 적용 5. 장비 신뢰성 검증 및 표준화 - 실사용 환경에서의 반복 실험 및 데이터 검증 - 국제 기준을 고려한 검사 절차서 및 표준화 문서 개발 - 최종 목표(정확도 95%, 공간분해능 1 µm 등) 충족 여부 평가 본 과제를 통해 우주항공 구조물의 안전 진단에 즉시 활용 가능한 고성능 비파괴검사 장비 및 알고리즘을 확보하게 되며, 국내 검사 기술의 경쟁력을 크게 강화할 수 있습니다.