글로벌 차량 부품업체 Brose
독일 기업인 Brose는 차에 타본 적이 있는 사람이라면 누구나 이 회사 제품을 접해 봤다고 해도 과언이 아닐 정도로 우리 주변에서 광범위하게 사용되는 차량용 부품을 생산하는 업체입니다. 가족 소유 대기업이자 1차(Tier 1) 자동차 부품업체인 Brose는 전 세계 24개국에 걸쳐 25,000명의 직원을 고용하고 있으며, 80개 자동차 브랜드, 40개 이상의 공급업체 및 50개 이상의 전기 자전거 제조사와 협력하고 있습니다.
Brose 부품은 시트 프레임, 도어 부품, 다양한 전기 모터 및 구동 장치와 같은 각종 메커트로닉스 구성 요소와 시스템에 광범위하게 사용됩니다. 오늘날 전 세계 신차에는 두 대 중 한 대꼴로 Brose 부품이 장착되어 있습니다.
독일에서 가장 혁신적인 기업 중 하나인 Brose는 적층 제조(AM) 공정을 자사 제품 및 제조 워크플로에 통합할 수 있는 유리한 입지에 있습니다. Brose는 다양한 AM 기술을 사용하여 시제품, 도구 및 고정 장치를 제작하며, 연속 생산에 적층 제조 기술을 적용하는 것을 다음 목표로 하고 있습니다. Brose는 최근 이러한 목표를 지원할 도구로 Formlabs의 첫 번째 산업용 벤치톱 SLS(선택적 레이저 소결) 3D 프린터인 Fuse 1을 도입했습니다.
Brose의 AM 폴리머 연속 생산 담당 기술자인 크리스찬 클라이레님과의 인터뷰를 통해 새로운 Fuse 1에 대한 경험 및 연속 생산 부문에서 3D 프린터를 활용하는 방식에 대해 알아보세요.
산업 환경에서 Fuse 1 활용하기
적층 제조 기술은 Brose의 새로운 핵심 제작 역량 중 하나로 자리 잡았습니다. 독일에 자리한 Brose의 AM 센터는 시제품 제작, 공정/재료 개발 및 검증을 위한 원스톱 작업장으로, 이곳에서 생산된 부품은 전 세계로 공급됩니다.
Brose의 AM 센터는 약 10여 년 전 첫 번째 FDM(용융 적층 모델링) 방식의 3D 프린터를 도입하며 시작되었지만, 그 이후 SLA(광경화성 수지 조형) 방식에서 분사 공정, SLS(선택적 레이저 소결), 그리고 금속 3D 프린터 대형 머신 파크에 이르기까지 시중의 거의 모든 AM 공정을 아우르며 빠르게 역량을 확장해 왔습니다.
소형 데스크톱용 기기에서 전통적인 대형 산업용 프린터에 이르기까지 Brose의 AM 센터는 다양한 SLS 프린터 시스템을 갖추고 있습니다. 또한 Brose는 3D 프린팅 기술과 관련한 풍부한 경험을 지니고 있으며, 유럽에서 Fuse 1을 가장 먼저 도입한 기업 중 하나입니다.
 |
Brose의 AM 센터에는 최근 설치된 Fuse 1을 포함하여 시중에 출시된 거의 모든 3D 프린팅 공정이 갖추어져 있습니다. |
대형 프린터의 경우, 설치 및 실행 작업에 일주일이 걸리곤 하지만, Fuse 1을 설치하는 과정은 정말 간단했다고 클라이레인님은 회상합니다.
"설치 작업은 매우 쉬웠습니다. 에어컨이 있는 밀폐된 공간이 있다면 바로 준비할 수 있습니다. 공간이 많이 차지하지 않아서 아주 좋습니다. 사실상 별도의 보정 작업은 필요 없습니다. 수평만 유지하면 되거든요. 간단히 플러그를 꽂고 설정 프로세스를 시작한 후 납품일에 프린팅하면 됩니다." 라고 클레이레인(Kleylein)님은 설명합니다.
"사용법은 누구나 금방 배울 정도로 쉽습니다.
첫 번째 프린팅 작업은 누구든지 무리없이 진행할 수 있습니다.
간단히 플러그를 꽂고 설정 프로세스를 시작한 후 납품일에 프린팅하면 됩니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
"저희는 Fuse 기기를 매우 집중적으로 테스트했습니다. 우리는 최소한의 두께로 많은 부품을 프린팅하고 있으며, 매우 긴 길이의 박막 [디자인]도 제작하고 있습니다. 부품을 테스트한 결과, 부품 치수에 오차가 있더라도, 항상 같은 방식으로 오차가 생기는 것을 확인했습니다. 따라서 공정을 최적화를 통해 결국 매우 정확한 부품을 얻을 수 있습니다."
이 팀은 Fuse 1의 한계를 파악하기 위해 많은 테스트를 실행했습니다. 빌드 챔버에 일부 부품만 넣을 경우, 약 12시간의 야간 작업으로 제작을 완료할 수 있었으며, 1,000개 이상의 작은 부품을 가득 채울 경우, 제작에 4일이 걸렸습니다.
 |
선택적 레이저 소결의 경우, 소결되지 않은 파우더가 프린팅 작업 도중에 부품을 둘러싸기 때문에 지지대 구조가 필요하지 않습니다. 가용 빌드 공간을 최대화하기 위해 프린팅 과정에서 많은 부품들은 조밀하게 배열할 수 있습니다. |
"표면 마감은 매우 우수하고 매끈하며, 레이어 갯수도 매우 적습니다. 덕분에 프린터에서 부품에 묻은 파우더를 제거하고 꺼낸 후 바로 사용할 수 있습니다. 아주 세밀한 디테일까지 프린팅할 수 있습니다. 일례로 기어를 프린팅하면 정말 멋진둥근 부품이 나옵니다"라고 클라이레인님은 언급하고 있습니다.
 |
조립 공정 도중 Brose 기계를 위한 라인 테스트 장비의 끝단.
|
Formlabs는 Fuse 1을 통해 기존 산업용 SLS 시스템보다 훨씬 적은 비용으로 고품질, 설치 공간이 적게 필요하고, 완전하며 단순화된 워크플로를 제공함으로써 기존 산업용 SLS 프린터와 저가 소형 3D 프린터 사이의 격차를 해소하고자 합니다.
"Fuse 1은 데스크탑 기기라기 보다는 산업용 프린터에 더 가깝습니다. Formlabs는 각 광섬유 레이저에 맞춘 광학 스캐너 시스템을 자체적으로 개발했으며 덕분에 정확한 방향으로 레이저 빔이 조준됩니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
"제품도 일종의 기계이기 때문에 장난감이 아닌, 제대로 된 작업 도구처럼 느껴지죠.
덮개를 열어 보면, 산업용 장비처럼 보이고, 모든 부품이 정교하게 작동합니다.
테스트 담당[팀]에서도 매우 만족해 합니다. 산업 환경에서 매우 쉽게 사용할 수 있습니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
흔히 자동차 부품 제작에는 대형 프린터가 적합하다고 생각하기 쉽지만, 클라이레인님은 Fuse 1의 빌드 용량만으로도 대부분의 부품을 제작하기에 충분하다고 말합니다.
"저희가 프린팅하는 부품의 80%는 주먹 크기 정도입니다. 그 정도가 부품 최대 크기죠. 그러다 보니 모든 소형 부품은 Fuse 1으로 제작할 수 있습니다. 나머지는 정말 거대한 대형 부품이고, 중간 사이즈 부품이 몇 개 있죠"라고 클레이레인님은 말합니다.
"프린팅 속도가 만족스러우며 최적화 후에는 더 빨라질 겁니다. 그러나 시작하려면, 빠른 프린팅 속도에 더해 정의된 애플리케이션에 적합한 빌드 공간을 마련해야 합니다"라고 클레이레인님은 덧붙입니다.
또한, Fuse 1은 부품 추출, 파우더 회수, 저장 및 혼합 기능을 하나의 독립형 기기에 결합한 후가공 스테이션인 Fuse Sift와 함께 제공됩니다.
"과거에는 일부 기기의 경우 후가공용 장비를 애드온 방식으로 추가해야 했습니다. 심지어 믹싱 작업까지 사용자들이 직접 설계해야 했죠. 이에 반해 [Fuse Sift]는 훌륭한 통합 시스템입니다. 팬을 통해 먼지를 추출하고, 개인 안전 장비를 최소한으로 유지할 수 있습니다. 기기에서 파우더를 체로 걸려 입자가 큰 파우더는 재활용을 위해 수거합니다. 여기서 파우더가 섞이게 되며, 재생 파우더 사용 비율을 원하는 대로 설정할 수 있습니다. 특정 특성이 필요한 경우, 100% 새 파우더를 프린팅하거나, 아니면 100% 재활용 파우더로 프린팅할 수 있습니다. 파우더를 믹서기에 넣으면, 믹서기가 파우더를 골고루 섞습니다" 라고 클라이레인님은 설명합니다.
클라이레인님은 Fuse 1을 통해 SLS 부품을 생산하는 것은 대부분 자동으로 이루어지며 신규 빌드를 준비하고 프린터를 유지 관리하고 부품을 후처리하는 데 제한된 시간과 노력만 필요하다는 것을 알 수 있었습니다.
"소규모 작업장에 설치할 경우, 한 사람이 근무 시간의 4분의 1만 투입하여 작업장을 운영할 수 있습니다. 무료 소프트웨어는 우수하고 프린팅 과정은 대형 프린터와 견줄 수 있습니다. 준비 속도도 빠릅니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
"사용자 입장에서 꼼꼼하게 고려하여 사용하기가 쉽습니다.
30분 이내에 프린터를 다시 시작할 수 있죠."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
"소위 '3D 프린팅 농사'를 지을 수 있는 기기 중 하나입니다. 생산 계획을 잡기가 매우 용이하고 지속적으로 가동할 수 있습니다. 24시간 연중무휴로 프린팅할 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 여기서는 가동 중단 시간이 없습니다. 가동이 중단되는 때는 빌드 작업이 충분히 진행되지 않거나 주말에 쉬는 경우뿐입니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
최종 사용 응용 분야를 위한 SLS: 단종 제품용 예비 부품 및 부품
우선 Brose는 기능성 시제품 제작에 Fuse 1과 빠른 턴어라운드의 이점을 얻을 수 있는 재료인 Nylon 12 Powder를 사용할 계획입니다. Nylon 12 Powder는 현재 제작에 사용하는 재료와 유사한 특성을 갖고 있습니다. 그러나 클라이레인님이 이끄는 팀은 이미 첫 번째 최종 사용 응용 분야를 위한 부품 및 빌드 사례를 검증하고 있으며, 주요 후보로 단종 제품용 예비 부품 및 부품을 고려하고 있습니다.
자동차 모델의 경우, 단종되더라도 자동차 공급업체는 여전히 예비 부품을 제공해야 할 의무가 있습니다. 전통적으로 이는 단종된 모델의 예비 부품 수요를 예측하고 필요한 모든 부품을 사출 성형한 후 창고에 쌓아 두어야 함을 의미했습니다.
"예비 부품을 쌓아두면, 자원과 공간, 그리고 자금이 크게 낭비되죠. 하지만 3D 프린팅으로 필요한 부품만 제작하면, 향후 15년간 필요로 하는 부품과 해당하는 사출 금형을 보관할 필요가 없습니다. 예비 부품 및 단종 제품 부품에 대한 교체 수요는 많습니다. 부품 재고는 언젠가는 소모되기 마련이고, 플라스틱 사출 성형으로 제작한 부품 재고도 많이 있기 때문입니다. 만약 낭비되는 공간 없이 부품을 효율적으로 적재할 수 있다면, 비용 효율성이 높아질 것입니다"라고 클라이레인(Kleylein)님은 말합니다.
 |
3D 프린터로 제작한 도어 핸들 모듈 예비 부품. (과거에는 사출 성형 방식으로 제작). |
"자동차 제조업체에서는 항상 최상의 품질을 최적화된 가격에 납품해야 합니다.
현재 연간 1만 개 미만으로 생산하는 부품은 SLS(선택적 레이저 소결) 방식으로 해결할 수 있습니다".
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
SLS는 다음과 같은 여러 측면에서 생산에 이상적인 기술입니다.
• 사출 성형 부품과 유사한 특성을 가진 고품질 부품을 제작할 수 있습니다.
• 생산 환경에서 쉽게 구축이 가능합니다.
• 3D 프린팅은 폐기물이 가장 적게 배출되며 깨끗한 AM 프로세스 중 하나로서, 제조 분야에서 그 비중이 점점 더 커지고 있습니다.
"기술적 폴리머를 사용할 수 있기 때문에 기술적 부품을 쌓을 수 있고, 지지대를 사용할 필요가 없습니다. 후가공 작업도 매우 깔끔합니다. 부품에서 파우더를 팬으로 날려 보내기 전에 가루 대부분이 제거됩니다" 라고 클라이레인(Kleylein)님은 말합니다.
"Brose의 일부 고객은 3D 프린팅 기술로 부품을 제작한다는 아이디어를 매우 좋아하며 이런 방식에 우호적입니다. 생산 과정에서 폐기물이 거의 나오지 않으니까요. 파우더를 재사용할 수 있어 버릴 필요가 없습니다. 재활용 처리해야 할 다른 화학물질도 없습니다. 내년 말까지 모든 SLS 프린터는 폐기물의 배출없이 작동하게 될 것으로 예상합니다"라고 클라이레인님은 말합니다.
연속 생산 부문에서 SLS의 미래
물론, 궁극적인 목표는 SLS 방식으로 차세대 자동차용 부품을 연속 생산하는 것인데, 클라이레인님은 이 역시 가까운 미래에 실현할 것이라고 예상합니다.
"시제품 제작 및 예비 부품 제작의 경우, 지금 바로 사용이 가능합니다.
현재 기술 발전 속도를 볼 때, 4~5년 후에는 [연속] 생산이 가능할 것으로 보입니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
이를 달성하기 위해서는 두 가지 주요 변화가 수반되어야 합니다. 첫째, 제품 개발 과정에서 설계 단계부터 AM을 고려하고 재료 및 기기 비용을 추가로 절감하는 것입니다.
"가장 큰 장애물은 제품 디자이너가 3D 프린터로 무엇을 할 수 있는지 파악하고 3D 프린팅 방식으로 부품을 제작하도록 결정하게끔 만드는 것입니다. 사출 성형용으로 설계된 부품으로는 결코 비용 효율이 크게 높일 수 없습니다. 이 과정을 위해 설계를 해야 하죠."
"이는 결국 프린팅하려는 부품의 개수와 기존 제조 시스템의 효율성에 달려 있습니다. 부품의 가격과 원가가 맞을 경우, 가장 효율적인 생산 시스템을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다. 모든 제품을 3D 프린터 제작하도록 강제하지는 않겠지만, 특정 부품을 제작하는 최선의 방법이 3D 프린팅 방식이라면 그렇게 진행할 것입니다."
SLS 3D 프린팅의 진입 장벽을 낮춤으로써 Fuse 1은 이러한 제작 방식으로의 전환을 촉진하는 데 핵심적인 역할을 하게 될 것입니다. Brose는 3D 프린팅 제작 능력을 지속적으로 빠르게 확장할 계획입니다. Brose의 두 번째 플라스틱 AM 작업장은 현재 미국에서 건설 중이며, 곧 첫 번째 Fuse 1을 도입할 것입니다.
"아직 주요 과제가 많이 남아 있지만, Fuse 1을 생각할 때,
우리는 매우 경쟁력 있는 가격에 우수한 성능의 제품을 공급할 수 있습니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
▶ Fuse 1+ 30W 알아보기
[출처] https://media.formlabs.com/m/305a54162c037bb3/original/-KO-P-Global-Automotive-Supplier-Brose-Turns-to-SLS-3D-Printing-to-Produce-End-Use-Car-Parts.pdf
#Fuse1 #Fuse1+30W #폼랩 #Formlabs #퓨즈 #퓨즈1
글로벌 차량 부품업체 Brose
독일 기업인 Brose는 차에 타본 적이 있는 사람이라면 누구나 이 회사 제품을 접해 봤다고 해도 과언이 아닐 정도로 우리 주변에서 광범위하게 사용되는 차량용 부품을 생산하는 업체입니다. 가족 소유 대기업이자 1차(Tier 1) 자동차 부품업체인 Brose는 전 세계 24개국에 걸쳐 25,000명의 직원을 고용하고 있으며, 80개 자동차 브랜드, 40개 이상의 공급업체 및 50개 이상의 전기 자전거 제조사와 협력하고 있습니다.
Brose 부품은 시트 프레임, 도어 부품, 다양한 전기 모터 및 구동 장치와 같은 각종 메커트로닉스 구성 요소와 시스템에 광범위하게 사용됩니다. 오늘날 전 세계 신차에는 두 대 중 한 대꼴로 Brose 부품이 장착되어 있습니다.
독일에서 가장 혁신적인 기업 중 하나인 Brose는 적층 제조(AM) 공정을 자사 제품 및 제조 워크플로에 통합할 수 있는 유리한 입지에 있습니다. Brose는 다양한 AM 기술을 사용하여 시제품, 도구 및 고정 장치를 제작하며, 연속 생산에 적층 제조 기술을 적용하는 것을 다음 목표로 하고 있습니다. Brose는 최근 이러한 목표를 지원할 도구로 Formlabs의 첫 번째 산업용 벤치톱 SLS(선택적 레이저 소결) 3D 프린터인 Fuse 1을 도입했습니다.
Brose의 AM 폴리머 연속 생산 담당 기술자인 크리스찬 클라이레님과의 인터뷰를 통해 새로운 Fuse 1에 대한 경험 및 연속 생산 부문에서 3D 프린터를 활용하는 방식에 대해 알아보세요.
산업 환경에서 Fuse 1 활용하기
적층 제조 기술은 Brose의 새로운 핵심 제작 역량 중 하나로 자리 잡았습니다. 독일에 자리한 Brose의 AM 센터는 시제품 제작, 공정/재료 개발 및 검증을 위한 원스톱 작업장으로, 이곳에서 생산된 부품은 전 세계로 공급됩니다.
Brose의 AM 센터는 약 10여 년 전 첫 번째 FDM(용융 적층 모델링) 방식의 3D 프린터를 도입하며 시작되었지만, 그 이후 SLA(광경화성 수지 조형) 방식에서 분사 공정, SLS(선택적 레이저 소결), 그리고 금속 3D 프린터 대형 머신 파크에 이르기까지 시중의 거의 모든 AM 공정을 아우르며 빠르게 역량을 확장해 왔습니다.
소형 데스크톱용 기기에서 전통적인 대형 산업용 프린터에 이르기까지 Brose의 AM 센터는 다양한 SLS 프린터 시스템을 갖추고 있습니다. 또한 Brose는 3D 프린팅 기술과 관련한 풍부한 경험을 지니고 있으며, 유럽에서 Fuse 1을 가장 먼저 도입한 기업 중 하나입니다.
대형 프린터의 경우, 설치 및 실행 작업에 일주일이 걸리곤 하지만, Fuse 1을 설치하는 과정은 정말 간단했다고 클라이레인님은 회상합니다.
"설치 작업은 매우 쉬웠습니다. 에어컨이 있는 밀폐된 공간이 있다면 바로 준비할 수 있습니다. 공간이 많이 차지하지 않아서 아주 좋습니다. 사실상 별도의 보정 작업은 필요 없습니다. 수평만 유지하면 되거든요. 간단히 플러그를 꽂고 설정 프로세스를 시작한 후 납품일에 프린팅하면 됩니다." 라고 클레이레인(Kleylein)님은 설명합니다.
"사용법은 누구나 금방 배울 정도로 쉽습니다.
첫 번째 프린팅 작업은 누구든지 무리없이 진행할 수 있습니다.
간단히 플러그를 꽂고 설정 프로세스를 시작한 후 납품일에 프린팅하면 됩니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
"저희는 Fuse 기기를 매우 집중적으로 테스트했습니다. 우리는 최소한의 두께로 많은 부품을 프린팅하고 있으며, 매우 긴 길이의 박막 [디자인]도 제작하고 있습니다. 부품을 테스트한 결과, 부품 치수에 오차가 있더라도, 항상 같은 방식으로 오차가 생기는 것을 확인했습니다. 따라서 공정을 최적화를 통해 결국 매우 정확한 부품을 얻을 수 있습니다."
이 팀은 Fuse 1의 한계를 파악하기 위해 많은 테스트를 실행했습니다. 빌드 챔버에 일부 부품만 넣을 경우, 약 12시간의 야간 작업으로 제작을 완료할 수 있었으며, 1,000개 이상의 작은 부품을 가득 채울 경우, 제작에 4일이 걸렸습니다.
"표면 마감은 매우 우수하고 매끈하며, 레이어 갯수도 매우 적습니다. 덕분에 프린터에서 부품에 묻은 파우더를 제거하고 꺼낸 후 바로 사용할 수 있습니다. 아주 세밀한 디테일까지 프린팅할 수 있습니다. 일례로 기어를 프린팅하면 정말 멋진둥근 부품이 나옵니다"라고 클라이레인님은 언급하고 있습니다.
Formlabs는 Fuse 1을 통해 기존 산업용 SLS 시스템보다 훨씬 적은 비용으로 고품질, 설치 공간이 적게 필요하고, 완전하며 단순화된 워크플로를 제공함으로써 기존 산업용 SLS 프린터와 저가 소형 3D 프린터 사이의 격차를 해소하고자 합니다.
"Fuse 1은 데스크탑 기기라기 보다는 산업용 프린터에 더 가깝습니다. Formlabs는 각 광섬유 레이저에 맞춘 광학 스캐너 시스템을 자체적으로 개발했으며 덕분에 정확한 방향으로 레이저 빔이 조준됩니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
"제품도 일종의 기계이기 때문에 장난감이 아닌, 제대로 된 작업 도구처럼 느껴지죠.
덮개를 열어 보면, 산업용 장비처럼 보이고, 모든 부품이 정교하게 작동합니다.
테스트 담당[팀]에서도 매우 만족해 합니다. 산업 환경에서 매우 쉽게 사용할 수 있습니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
흔히 자동차 부품 제작에는 대형 프린터가 적합하다고 생각하기 쉽지만, 클라이레인님은 Fuse 1의 빌드 용량만으로도 대부분의 부품을 제작하기에 충분하다고 말합니다.
"저희가 프린팅하는 부품의 80%는 주먹 크기 정도입니다. 그 정도가 부품 최대 크기죠. 그러다 보니 모든 소형 부품은 Fuse 1으로 제작할 수 있습니다. 나머지는 정말 거대한 대형 부품이고, 중간 사이즈 부품이 몇 개 있죠"라고 클레이레인님은 말합니다.
"프린팅 속도가 만족스러우며 최적화 후에는 더 빨라질 겁니다. 그러나 시작하려면, 빠른 프린팅 속도에 더해 정의된 애플리케이션에 적합한 빌드 공간을 마련해야 합니다"라고 클레이레인님은 덧붙입니다.
또한, Fuse 1은 부품 추출, 파우더 회수, 저장 및 혼합 기능을 하나의 독립형 기기에 결합한 후가공 스테이션인 Fuse Sift와 함께 제공됩니다.
"과거에는 일부 기기의 경우 후가공용 장비를 애드온 방식으로 추가해야 했습니다. 심지어 믹싱 작업까지 사용자들이 직접 설계해야 했죠. 이에 반해 [Fuse Sift]는 훌륭한 통합 시스템입니다. 팬을 통해 먼지를 추출하고, 개인 안전 장비를 최소한으로 유지할 수 있습니다. 기기에서 파우더를 체로 걸려 입자가 큰 파우더는 재활용을 위해 수거합니다. 여기서 파우더가 섞이게 되며, 재생 파우더 사용 비율을 원하는 대로 설정할 수 있습니다. 특정 특성이 필요한 경우, 100% 새 파우더를 프린팅하거나, 아니면 100% 재활용 파우더로 프린팅할 수 있습니다. 파우더를 믹서기에 넣으면, 믹서기가 파우더를 골고루 섞습니다" 라고 클라이레인님은 설명합니다.
클라이레인님은 Fuse 1을 통해 SLS 부품을 생산하는 것은 대부분 자동으로 이루어지며 신규 빌드를 준비하고 프린터를 유지 관리하고 부품을 후처리하는 데 제한된 시간과 노력만 필요하다는 것을 알 수 있었습니다.
"소규모 작업장에 설치할 경우, 한 사람이 근무 시간의 4분의 1만 투입하여 작업장을 운영할 수 있습니다. 무료 소프트웨어는 우수하고 프린팅 과정은 대형 프린터와 견줄 수 있습니다. 준비 속도도 빠릅니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
"사용자 입장에서 꼼꼼하게 고려하여 사용하기가 쉽습니다.
30분 이내에 프린터를 다시 시작할 수 있죠."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
"소위 '3D 프린팅 농사'를 지을 수 있는 기기 중 하나입니다. 생산 계획을 잡기가 매우 용이하고 지속적으로 가동할 수 있습니다. 24시간 연중무휴로 프린팅할 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 여기서는 가동 중단 시간이 없습니다. 가동이 중단되는 때는 빌드 작업이 충분히 진행되지 않거나 주말에 쉬는 경우뿐입니다" 라고 클라이레인님은 말합니다.
최종 사용 응용 분야를 위한 SLS: 단종 제품용 예비 부품 및 부품
우선 Brose는 기능성 시제품 제작에 Fuse 1과 빠른 턴어라운드의 이점을 얻을 수 있는 재료인 Nylon 12 Powder를 사용할 계획입니다. Nylon 12 Powder는 현재 제작에 사용하는 재료와 유사한 특성을 갖고 있습니다. 그러나 클라이레인님이 이끄는 팀은 이미 첫 번째 최종 사용 응용 분야를 위한 부품 및 빌드 사례를 검증하고 있으며, 주요 후보로 단종 제품용 예비 부품 및 부품을 고려하고 있습니다.
자동차 모델의 경우, 단종되더라도 자동차 공급업체는 여전히 예비 부품을 제공해야 할 의무가 있습니다. 전통적으로 이는 단종된 모델의 예비 부품 수요를 예측하고 필요한 모든 부품을 사출 성형한 후 창고에 쌓아 두어야 함을 의미했습니다.
"예비 부품을 쌓아두면, 자원과 공간, 그리고 자금이 크게 낭비되죠. 하지만 3D 프린팅으로 필요한 부품만 제작하면, 향후 15년간 필요로 하는 부품과 해당하는 사출 금형을 보관할 필요가 없습니다. 예비 부품 및 단종 제품 부품에 대한 교체 수요는 많습니다. 부품 재고는 언젠가는 소모되기 마련이고, 플라스틱 사출 성형으로 제작한 부품 재고도 많이 있기 때문입니다. 만약 낭비되는 공간 없이 부품을 효율적으로 적재할 수 있다면, 비용 효율성이 높아질 것입니다"라고 클라이레인(Kleylein)님은 말합니다.
"자동차 제조업체에서는 항상 최상의 품질을 최적화된 가격에 납품해야 합니다.
현재 연간 1만 개 미만으로 생산하는 부품은 SLS(선택적 레이저 소결) 방식으로 해결할 수 있습니다".
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
SLS는 다음과 같은 여러 측면에서 생산에 이상적인 기술입니다.
• 사출 성형 부품과 유사한 특성을 가진 고품질 부품을 제작할 수 있습니다.
• 생산 환경에서 쉽게 구축이 가능합니다.
• 3D 프린팅은 폐기물이 가장 적게 배출되며 깨끗한 AM 프로세스 중 하나로서, 제조 분야에서 그 비중이 점점 더 커지고 있습니다.
"기술적 폴리머를 사용할 수 있기 때문에 기술적 부품을 쌓을 수 있고, 지지대를 사용할 필요가 없습니다. 후가공 작업도 매우 깔끔합니다. 부품에서 파우더를 팬으로 날려 보내기 전에 가루 대부분이 제거됩니다" 라고 클라이레인(Kleylein)님은 말합니다.
"Brose의 일부 고객은 3D 프린팅 기술로 부품을 제작한다는 아이디어를 매우 좋아하며 이런 방식에 우호적입니다. 생산 과정에서 폐기물이 거의 나오지 않으니까요. 파우더를 재사용할 수 있어 버릴 필요가 없습니다. 재활용 처리해야 할 다른 화학물질도 없습니다. 내년 말까지 모든 SLS 프린터는 폐기물의 배출없이 작동하게 될 것으로 예상합니다"라고 클라이레인님은 말합니다.
연속 생산 부문에서 SLS의 미래
물론, 궁극적인 목표는 SLS 방식으로 차세대 자동차용 부품을 연속 생산하는 것인데, 클라이레인님은 이 역시 가까운 미래에 실현할 것이라고 예상합니다.
"시제품 제작 및 예비 부품 제작의 경우, 지금 바로 사용이 가능합니다.
현재 기술 발전 속도를 볼 때, 4~5년 후에는 [연속] 생산이 가능할 것으로 보입니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
이를 달성하기 위해서는 두 가지 주요 변화가 수반되어야 합니다. 첫째, 제품 개발 과정에서 설계 단계부터 AM을 고려하고 재료 및 기기 비용을 추가로 절감하는 것입니다.
"가장 큰 장애물은 제품 디자이너가 3D 프린터로 무엇을 할 수 있는지 파악하고 3D 프린팅 방식으로 부품을 제작하도록 결정하게끔 만드는 것입니다. 사출 성형용으로 설계된 부품으로는 결코 비용 효율이 크게 높일 수 없습니다. 이 과정을 위해 설계를 해야 하죠."
"이는 결국 프린팅하려는 부품의 개수와 기존 제조 시스템의 효율성에 달려 있습니다. 부품의 가격과 원가가 맞을 경우, 가장 효율적인 생산 시스템을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다. 모든 제품을 3D 프린터 제작하도록 강제하지는 않겠지만, 특정 부품을 제작하는 최선의 방법이 3D 프린팅 방식이라면 그렇게 진행할 것입니다."
SLS 3D 프린팅의 진입 장벽을 낮춤으로써 Fuse 1은 이러한 제작 방식으로의 전환을 촉진하는 데 핵심적인 역할을 하게 될 것입니다. Brose는 3D 프린팅 제작 능력을 지속적으로 빠르게 확장할 계획입니다. Brose의 두 번째 플라스틱 AM 작업장은 현재 미국에서 건설 중이며, 곧 첫 번째 Fuse 1을 도입할 것입니다.
"아직 주요 과제가 많이 남아 있지만, Fuse 1을 생각할 때,
우리는 매우 경쟁력 있는 가격에 우수한 성능의 제품을 공급할 수 있습니다."
크리스찬 클라이레인(Christian Kleylein)
▶ Fuse 1+ 30W 알아보기
[출처] https://media.formlabs.com/m/305a54162c037bb3/original/-KO-P-Global-Automotive-Supplier-Brose-Turns-to-SLS-3D-Printing-to-Produce-End-Use-Car-Parts.pdf
#Fuse1 #Fuse1+30W #폼랩 #Formlabs #퓨즈 #퓨즈1