3D 프린팅 시 잘못된 재료와 설계를 사용한 항공기 부품이 영국에서 추락 사고를 일으켰다.
자작 경량 항공기 한 대가 엔진 출력을 잃은 상태로 글로스터셔 공항(Gloucestershire Airport)에 접근하던 중 추락했다. 에어 사고 조사국(AAIB) 보고서[BBC 제공 PDF]에 따르면, 해당 사고는 Cozy Mk IV가 착륙에 진입하는 과정에서 3D 프린팅된 플라스틱 에어 흡입 엘보가 "연화되어 붕괴"되면서 발생했다. 조종사는 최종 접근 단계에서 출력을 보강하려 했으나 엔진이 입력에 반응하지 않자 이를 인지하게 되었다. 항공기의 공기 흡입구가 거의 막히면서 동력을 완전히 상실했고, 결과적으로 비행기는 활주로보다 짧은 지점에 불시착했다.
AAIB 보고서는 "조종사는 비행장 경계의 도로와 관목지대를 가로지르는 데 성공했지만, 구조물 옆에 멈출 수밖에 없어 착륙 거리가 짧아지면서 계기 착륙 시스템(instrument landing system)에 충돌했다"고 전했다. 이 보고서에 따르면 조종사는 해당 3D 프린팅 부품을 미국 항공 박람회에서 구했으나, 이것이 정식 대리점에서 구매한 것인지는 불분명하다.
판매자는 이 부품이 최대 105°C까지 견딜 수 있는 CF-ABS 또는 탄소 섬유-아크릴로니트릴 부타디엔 스타이렌 필라멘트를 사용하여 출력되었다고 주장했다. 반면, Cozy Mk IV의 설계 사양은 유리 전이 온도(glass transition temperature)가 84°C인 에어 흡입 엘보를 요구했다. 3D 프린팅된 CF-ABS 부품이 더 높은 온도 내구성을 가진 만큼, 조종사는 이 부품이 항공기 제조업체의 최소 요구 사양을 충족한다고 확신했다.
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그러나 조종사가 간과했던 부분은, 원래 에어 흡입 엘보의 설계에는 흡입구 근처에 알루미늄 튜빙 부분이 포함되어 있었다는 점이다. 이 튜빙은 부품에 "온도 변화에 무관한" 구조적 지지대 역할을 했으나, 3D 프린팅된 부품에는 이러한 지지 구조가 결여되어 있었다. 게다가 당국이 이 고장 난 부품을 열유속 미분 스캐닝 열량계(heat-flux differential scanning calorimeter)로 측정했을 때, 이 부품은 제조업체가 요구하는 온도보다 훨씬 낮은 52.8°C에서 54°C 사이의 온도에서 이미 실패할 것으로 판단되었다.
이번 사고는 항공 분야에서 안전 수칙 준수의 중요성을 강조하며, 하나의 규정 또는 여러 규정을 무시하는 행위가 어떻게 다양한 실수가 결합하여 사고(Swiss Cheese event)로 이어질 수 있는지를 보여준다. AAIB 보고서에 따르면, 조종사는 경항공기 협회(Light Aircraft Association, LAA) 엔지니어링에 자신의 항공기 프로토타입 개조를 신청하고 승인까지 받았으나, 이 3D 프린팅 부품의 추가 사실은 신고에서 누락했다.
3D 프린팅 기술은 항공 산업에서 광범위하게 활용되는데, 특히 항공 제조업체가 필요한 부품을 신속하게 제작하여 비행기를 운항하는 데 도움을 주기 때문이다. 하지만, 이는 항공기 탑승자와 지상 인원 모두의 안전을 보장하기 위해 엄격한 규제 과정을 거쳐야 한다. 다행히 이번 사고에서 조종사는 경미한 부상만 입었으나, 항공기 자체는 전손(complete loss)으로 판정되었다.
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