[뉴스스페이스=이종화 기자] 2025년 8월 14일(현지시간), 미국 오하이오주 클리블랜드에 위치한 NASA 글렌 연구센터가 개발한 3D 프린팅 가능 초합금 ‘GRX-810’이 NASA 발명 및 기여 위원회로부터 권위 있는 올해의 상업적 발명상(Commercial Invention of the Year Award)을 수상했다.

이 초합금은 화씨 2000도(섭씨 1093도)를 넘는 극한 온도에서도 견딜 수 있을 뿐 아니라, 기존 최첨단 합금 대비 1000배 이상 긴 수명을 자랑하는 혁신적인 산화물 분산 강화(ODS) 소재다.

NASA의 공식발표와 Mirage News, Elementum 3D, OpenTools의 보도에 따르면, GRX-810의 개발은 항공우주 재료 공학에 있어 획기적 진전으로 평가받는다.

NASA 글렌 연구센터 공동 연구 책임자인 크리스토퍼 칸츠오스 연구원은 “로켓 엔진은 몇 초 만에 0도에서 1000도, 심지어 2000도까지 급격히 온도가 올라간다”며 “이런 환경에서 견고하고 재사용이 가능한 소재가 반드시 필요하다. GRX-810은 여러 차례 재사용할 수 있는 내구성을 갖췄다는 점이 큰 장점”이라고 설명했다.

이 합금은 니켈-코발트-크롬 기반의 초합금에 나노 단위로 이트리아(Y2O3) 세라믹 입자를 분산시켜 극한 환경에서도 뛰어난 강도와 내열성을 발휘한다.

공동 연구팀은 NASA 글렌 연구센터의 Dr. Timothy Smith, Dr. Christopher Kantzos, Robert Carter, Dr. Michael Kulis 등으로 구성됐으며, 나노 수준에서 세라믹 코팅이 된 금속 분말을 레이저 기술로 층층이 쌓아 올리는 첨단 3D 프린팅 방식을 활용해 이 합금을 실제 제조하는 데 성공했다.

실험 결과 GRX-810은 기존 니켈합금 대비 인장강도가 2배 증가하고, 고온 환경에서 변형 없이 견디는 크리프 저항성이 1000배 이상 향상됐다. 특히 로켓 엔진 인젝터 부품에 적용해 84회 시동, 2227초 이상의 시험 가동을 거치며 기존 합금의 내구성을 완벽히 뛰어넘는 성능을 입증했다.

산업계에서도 GRX-810의 상업적 잠재력에 큰 기대를 걸고 있다. Carpenter Technology Corporation, Elementum 3D, Linde Advanced Material Technologies, Powder Alloy Corporation 등 미국 내 4개 기업이 NASA의 공동 독점 라이선스를 받아 GRX-810 생산과 판매를 진행 중이다.

이들 회사는 NASA의 특허 기술을 토대로 항공우주 부품 제조에 이 초합금을 활용, 부품 수명을 연장하고 유지비용을 최대 30% 절감하는 등 미국 제조업 경쟁력 강화에 기여하고 있다. 특히 오하이오주의 항공우주산업 활성화와 경제적 파급 효과는 연간 20억 달러 이상이라는 분석도 나오고 있다.

GRX-810은 3D 프린팅 기술 혁신과 만나면서 더욱 주목받고 있다. 레이저 파우더 베드퓨전(L-PBF) 기술로 금속 분말을 세밀하게 적층하는 방식을 통해 복잡한 형태의 부품도 신속하고 정밀하게 제작 가능해졌다. 이에 따라 기존 생산 방식 대비 생산 시간을 40% 단축하고 소재 효율도 30% 높여, 제조 원가 절감 효과까지 기대된다.

시장에서는 이 초합금이 2029년까지 44억 달러 규모로 예상되는 적층 제조(Additive Manufacturing) 산업의 핵심 소재가 될 것으로 전망한다.

이 초합금은 2023년 세계 100대 혁신 신기술을 선정하는 R&D 100상 수상에 이어 올해의 NASA 상업적 발명상까지 잇달아 거머쥐며 그 기술력과 미래 가능성을 국제적으로 인정받고 있다. 항공기 엔진, 로켓, 우주선 등 극한 환경을 견뎌야 하는 부품 제조에 광범위하게 활용될 뿐 아니라 에너지 및 방위 산업에도 응용이 확장되고 있다.

NASA 글렌 연구센터가 개발한 GRX-810은 앞으로 미국 항공우주 산업뿐만 아니라 전 세계 첨단 소재 시장에 게임체인저로 자리매김할 것이다. 급변하는 우주개발 경쟁 속에서 소재 혁신을 통한 안전성, 생산성 강화는 물론, 산업 경쟁력 확보에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

NASA 글렌 연구센터의 에이미 힐타비델 라이선스 매니저는 “미국 납세자가 투자한 연구를 통해 개발된 GRX-810은 재사용성과 내구성 측면에서 차별화된 경쟁력을 가진 기술"이라며 "이러한 기술이 산업계에 성공적으로 이전되어 경제적, 전략적 가치를 창출하는 과정에 NASA가 핵심 역할을 하고 있다”고 밝혔다.

GRX-810의 혁신은 단순히 초합금 성능 향상을 넘어 우주 탐사 및 항공우주 제조업의 미래 패러다임을 새롭게 쓰고 있다. 앞으로 이 기술이 어떻게 글로벌 우주산업 경쟁 구도를 바꾸고 미국의 소재 강국 지위를 공고히 할지 주목된다.