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작업의 실현: 3D 프린팅 및 엔지니어링

적용 분야

엔지니어링은 최대한 효율적으로 작동하는 설계를 만드는 일입니다. 시간 낭비는 곧 비용의 낭비이며, 예상치 못한 설계 결함으로 인해 프로젝트가 중단되거나 공급망에 지연이 발생하면 비용이 많이 드는 만큼 답답할 수 있습니다. 그래서 시간, 비용, 전체 공정의 제어가 매우 중요합니다. 그리고 3D 프린팅은 이러한 제어에 매우 뛰어납니다.

3D 프린팅을 사용하면 엔지니어는 작업 환경 내에서 내부 구조와 기하학적 구조가 복잡한 새로운 프로토타입을 만들고 문제를 해결하며 솔루션을 찾을 수 있습니다. 적절한 3D 프린터는 개발 시간을 월 단위에서 일 단위로 줄여줄 수도 있으며 동료 간 협업을 격려하고 신속한 프로토타입 및 최종 사용 부품의 제작을 지원합니다. 그 결과 프로젝트는 제시간에 예산 안에서 완료되고 원하는 결과도 구현됩니다.

설계 유연성

소형 보어 모터사이클을 위한 맞춤형 부품을 만들던 MNNTHBX(Man in the Box)의 엔지니어는 설계 및 테스팅 단계에서 특히 알루미늄 같은 재료를 사용할 경우 시간과 비용이 많이 들 수 있다는 사실을 알았습니다.

Ultimaker 3D 프린터를 사용한 MNNTHBX는 설계의 유연성을 높이고 제품 테스트 단계를 개선할 수 있었습니다. 또한 투자 수익도 크게 증가하여 절감액이 프린트한 부품당 1,000달러를 상회하는 것으로 나타났습니다.

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소형 보어 모터사이클 부품 제조업체인 MNNTHBX에서 제작한 부품에 장착된 3D 객체

“프린터는 기본적으로 프로토타이핑을 통해 제품을 처음 볼 때 제 기능을 발휘했습니다. 연간 약 15가지 제품의 프로토타입을 제작하니, 비용 절감 효과는 명확했습니다”라고 MNNTHBX의 소유주인 Greg Hatcher는 말합니다. “Ultimaker의 3D 프린팅은 위험을 완화하고 매우 적은 투자로도 실질적인 개념을 만들 수 있는 문을 열어줍니다. 기존의 CNC 기계 가공 방식을 통해 여러 프로토타입을 실행하며 수천 달러의 비용을 지출하는 시대는 이제 지났습니다. 기계 공장으로 설계를 가져갈 때는 시작하기 전에 이것이 표준을 충족하는 유효한 설계인지를 먼저 알 수 있습니다.”

개념 증명

과감하고 새로운 설계를 만드는 것과 이 설계가 의도 대로 작동하는 것은 완전히 다른 문제입니다. 우주로 보내는 설계라면 복잡도는 한층 더 높아집니다. Honeybee Robotics는 화성탐사선 큐리오시티 로버(Curiosity rover)의 행성 드릴과 샘플링 시스템을 비롯해 NASA의 화성 탐사 임무 세 건에 통합된 중요 행성 분석 기술에 참여했습니다.

Honeybee Robotics의 프로젝트에는 혹독한 환경에서도 살아 남을 수 있는 복잡한 내력 금속 부품이 필요합니다. 엔지니어들은 느리고 비용도 많이 드는 외주 제작 방식에 전적으로 의존하는 대신 3D 프린팅을 사용하여 빠르고 저렴하게 개념을 테스트하고 프로젝트 매개변수를 정립할 수 있었습니다.

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Honeybee Robotics에서 3D 프린팅으로 일부 제작한 흙받이

“우리가 하는 일 중 많은 부분이 하위 시스템을 구축하고 성능을 테스트하는 것입니다”라고 프로젝트 엔지니어인 Yoni Saltzman은 말합니다. “얼마나 빠른지와 같은 부분을 살펴봅니다. 그래서 프린터를 사용하자 로봇의 핵심 요소를 빠르고 저렴하게 물리적으로 만들 수 있게 되었습니다.”

최종 사용 부품

스페인 세비야에 있는 Heineken 양조장에서는 병입 라인에 구현될 부품을 사내에서 제작하는 데 Ultimaker 프린터가 사용되며 이러한 부품은 무겁고 병을 쓰러뜨리기 쉬운 금속 부품을 대체합니다. 새롭게 설계된 3D 프린트 부품은 가볍고 저렴한 대체품이며 현재 Heineken의 제조 환경에서 활발하게 사용되고 있습니다.

“3D 프린팅은 유용하고 가치를 가져다 주며 작업 능률을 높여주는 기술로 입증되었습니다”라고 공장 패키징 관리자인 Juan Padilla는 말합니다.

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비디오 시청

소량 생산 제품

3D 프린팅은 복잡한 부품의 소량 생산에서도 역할을 수행할 수 있습니다. IMI Precision Engineering은 모션 및 유체 제어 기술의 세계적인 선도 기업입니다. 이 기업에는 기하학적으로 복잡한 부품을 생산할 수 있는 새로운 적층 제조 기법이 필요했습니다. 3D 프린팅과 Ultimaker S5을 도입한 이 기업은 부품 생산에서 수천 달러를 절감했으며 노동력은 연간 2,000시간 가까이 줄였습니다.

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IMI Precision Engineering에서 제작한 완성된 복합 3D 객체

“Ultimaker S5는 모든 부품을 프린트하는 데 필요한 크기와 재료를 지원하며 최고의 가치를 선사해 주었습니다”라고 IMI 대졸 엔지니어인 Kathryn Jones는 말합니다. "또한 지난해 구매한 다른 3D 프린터에 새로운 기능까지 추가되어 소량 부품을 생산하는 데 따른 비용이 줄어들고 제조 효율은 개선되었습니다."

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