[FDM]3D프린팅을 자동 용접 장치에 활용하는 방법



용접 전문 기업 Elektrolas는 약 25년 전에 설립된 이래로 용접 장비를 공급하고 유지 관리하는 회사에서 교육 및 품질 관리 서비스를 제공하고 최근에는 용접 자동화 서비스를 제공하는 회사로 발전했습니다. 이러한 확장과 병행하여 네덜란드 회사는 사용하는 기술 측면에서도 발전했습니다. 특히 3D 프린팅(특히 UltiMaker의 S5 ProBundle)을 사용하여 자동 용접 설정을 개선하고 운영을 간소화할 수 있었습니다.






3D 프린팅 도입을 향한 길



보다 전통적인 생산 기술에 익숙한 많은 회사와 마찬가지로 Elektrolas는 3D 프린팅을 프로세스에 통합하는 것의 이점을 즉시 인식하지 못했습니다. Elektrolas의 기술 관리자인 Thije van Delft가 직접 기술에 투자하고 용접 환경에서 어떻게 사용할 수 있는지 테스트해야 했습니다.

그는 이렇게 말합니다. "저는 학교에서 3D 프린터를 사용하여 몇 가지 테스트를 했고, 회사 소유자(Joost van den Hooven)에게 구매할 수 있는지 물었습니다. 그는 불가능하다고 했고, 저는 '제가 직접 구매하겠습니다'라고 말했고, 200유로를 주고 매우 간단한 3D 프린터를 구매하여 시작했습니다. 우리는 몇 가지 테스트를 했고 얼마 후 Joost는 확신했습니다."

그 후, Elektrolas는 회사에서 인턴십에 참여하는 엔지니어링 학생들(공부를 통해 3D 프린팅에 대해 잘 알고 있음)과 어떤 3D 프린터 하드웨어에 투자해야 할지에 대해 협의했습니다. 오랜 고민 끝에 UltiMaker의 S5 ProBundle이 선택되었습니다.






새로운 애플리케이션 잠금 해제



UltiMaker 3D 프린터는 특히 Elektrolas가 자동화 부서(van Delft가 선두에 서서)를 강화하여 네덜란드와 그 너머의 고객에게 로봇 및 코봇 용접 시스템을 공급하면서 회사에서 중요한 역할을 했습니다. 지금까지 이 회사는 수십 개의 코봇 용접 시스템을 판매하고 설치했으며, 이를 통해 고객은 리드 타임을 단축하고 일관된 품질을 달성할 수 있으며, 용접 부문의 노동력 부족을 완화할 수 있습니다.


 


3D 프린팅은 용접 코봇에 설치되어 모든 것이 원활하게 작동하고 로봇 팔의 자유로운 움직임을 보장하는 클램프 생산에 활용되었습니다. Van Delft는 다음과 같이 설명합니다. "토치 호스를 로봇에 부착하는 홀더와 암 클램프가 있습니다. 이것은 두 부분으로 구성되어 있습니다. 하나는 로봇에 고정하는 부분이고 다른 하나는 호스에 부착하는 부분입니다. 이것들은 고정 핀으로 고정됩니다. 밀링이나 다른 기존 공정을 사용하여 만들고 싶다면 불가능할 것입니다."



클램프의 복잡한 형태는 다른 제조 방법으로는 복제할 수 없는 비용과 시간으로 3D 인쇄에 적합합니다.



이 회사는 또한 3D로 인쇄된 클램프의 교체 부품을 빠르게 반복할 수 있다는 것을 발견했습니다. Tough PLA로 제작된 클램프가 가끔 부러지는 경우가 있습니다. van Delft는 "이 경우 새 클램프를 인쇄하여 다음 날 고객에게 보내는 것이 매우 쉽습니다."라고 말합니다. "고객이 부러진 부품의 사진을 보내면 프린터를 시작하고 다음 날 DHL을 통해 고객에게 보낼 수 있습니다." 물론 이는 수요에 따라 인쇄할 수 있으므로 여분의 클램프를 대량으로 재고할 필요가 없다는 명백한 이점이 있습니다.

Elektrolas는 또한 로봇 또는 코봇 시스템에 수동 용접 토치를 부착하는 임시 홀더 생산에 3D 프린팅을 도입했습니다. 이 경우 UltiMaker의 솔루션을 통해 Elektrolas는 자동화 시스템에 수동 용접 토치를 통합하려는 고객 중 한 명의 요구 사항을 충족할 수 있었습니다. van Delft는 "우리는 이 용접 토치 공급업체에 전화했지만 자동 버전의 배송 기간이 10~12주였습니다."라고 회상합니다. Elektrolas는 용접 토치를 로봇에 부착하는 홀더를 설계하고 3D 프린팅함으로써 고객이 용접 토치 공급업체의 최종 부품을 기다리는 동안 임시방편을 제공할 수 있었습니다. 이를 통해 시스템 가동 중단으로 인해 차질을 빚지 않고 자동화된 용접 생산을 계속 진행할 수 있었습니다.






UltiMaker의 S5 ProBundle을 선택해야 하는 이유는?



UltiMaker와 Elektrolas는 모두 네덜란드에 본사가 있지만, 이 용접 회사가 3년 전에 채택할 3D 프린팅 솔루션을 찾기 시작했을 때 현지적 매력은 방정식의 일부에 불과했습니다. UltiMaker의 S5 ProBundle은 UltiMaker의 신뢰할 수 있는 이중 압출 기술과 자동화된 소재 관리, 우수한 공기 여과, 필라멘트 습도 제어와 같은 고급 기능을 결합한 전문가급 솔루션입니다. 이 3D 프린터는 또한 상당한 인쇄 볼륨(330 x 240 x 300mm)을 가지고 있는데, 이는 Elektrolas가 종종 대형 부품을 인쇄하기 때문에 중요한 요소였습니다.



S5의 대형 프린트 베드에서 여러 장의 인쇄물을 동시에 인쇄할 수 있습니다.



사용 편의성과 인쇄 품질도 van Delft와 그의 팀에게 가장 중요한 요소였습니다. UltiMaker S5 ProBundle은 두 가지 측면을 모두 제공했습니다. Elektrolas는 Cura에서 설정 및 인쇄 설정을 저장하는 기능 덕분에 인쇄마다 일관성을 확보했습니다. van Delft가 설명했듯이, 그와 그의 팀은 SolidWorks에서 필요한 부품을 설계하고 버튼 하나만 터치하면 필요에 따라 인쇄할 수 있습니다. 이는 인쇄 설정이 미리 프로그래밍된 연수생의 작업과 UltiMaker의 직관적인 사용자 인터페이스 덕분에 가능한 일이며, 이를 통해 버튼 하나로 인쇄할 수 있습니다. "예를 들어, 고객이 특수 기계로 용접을 원하지만 로봇에 용접 토치가 없는 경우, 일반 용접 토치를 사용하여 SolidWorks에서 홀더를 스케치한 다음 인쇄할 수 있습니다." 이 접근 방식을 사용하면 테스트 부품을 다음 날 배송할 수 있습니다.

인쇄 소재 측면에서 Elektrolas는 주로 UltiMaker Tough PLA를 사용합니다 . 이는 우수한 인성(ABS와 유사)과 최소한의 휘어짐, 저렴한 비용으로 뛰어난 인쇄성을 제공하는 기술 PLA 필라멘트입니다. UltiMaker 포트폴리오에서 가장 견고한 소재는 아니지만 Tough PLA는 클램프와 홀더에 대한 용접 회사의 요구 사항을 충족합니다. 소재의 약점조차도 이점으로 입증되었습니다. van Delft는 "로봇 작업자가 실수로 로봇이 움직일 때 토치가 모서리에 부딪혀 클램프가 부러져서 새로운 3D 인쇄 클램프에 대한 요청을 두 번이나 받았습니다."라고 자세히 설명합니다. "여기서는 클램프가 부러지는 것이 좋습니다. 토치가 부러지는 것을 방지하기 때문입니다. 클램프는 비싸지 않고 교체하기 쉽지만 토치는 그렇지 않습니다."



3D프린팅 클램프는 용접 호스를 안전하게 고정합니다. Tough PLA로 프린팅하여 견고하고 필요할 때 빠르고 저렴하게 교체할 수 있습니다.



Elektrolas는 또한 S5 ProBundle과 함께 제공되는 다른 기능의 이점을 누리고 있습니다. 여기에는 밀폐된 내부-외부 공기 흐름을 제공하고 인쇄 과정에서 발생하는 초미립자(UFP)의 최대 95%를 걸러내는 인클로저인 Air Manager와 S5 Material Station이 포함됩니다. 이 장비는 최대 6개의 필라멘트 스풀을 보관하고 보호하며 필라멘트 끝 감지 및 자동 스풀 전환 기능을 제공하여 무전원 인쇄를 용이하게 합니다. van Delft는 "큰 인쇄물이 있는 경우 인쇄에 35~45시간이 걸립니다."라고 덧붙였습니다. "큰 인쇄물이기 때문에 재료 스테이션이 PLA를 직접 교체하고 다음 날 준비될 때까지 인쇄를 계속할 수 있습니다."

3D 프린터 유지관리 및 기술 지원을 위해 Elektrolas는 Arnhem, Best, Harlingen에 본사를 둔 네덜란드 3D 프린팅 시스템 공급업체이자 유지관리 제공업체인 MakerPoint 에 의뢰했습니다.






전통적인 제조를 위한 직관적인 3D 프린팅



Elektrolas는 UltiMaker의 전문 3D 프린팅 솔루션의 이점을 얻은 전통적인 제조 분야의 많은 기업 중 하나입니다. 예를 들어, 산업 공급업체 ERIKS BV는 프로토타입 제작, 툴링, 맞춤형 지그 및 고정 장치, 교체 부품을 포함한 다양한 응용 분야에 UltiMaker 시스템을 사용합니다.


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[출처] https://ultimaker.com/learn/how-ultimaker-3d-printing-supports-automated-welding/

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