3D프린팅 기술은 재품개발분야의 활용사례

3D프린팅 기술은 재품개발분야의 활용사례
2020-08-28

초기 시작부터 최종 제품까지, 제품 개발은 필연적으로 모든 산업에 걸쳐 존재합니다. 기존의 제품 설계 기술은 오늘날의 아주 치열한 경쟁의 속도를 따라가지 못합니다. 이 시점에서, 많은 업계 거물들이 점차적으로 3D 프린팅의 장점을 발견하고 변화하는 시장의 요구에 맞게 이를 성공적으로 적응시킵니다. 이 자료에서는 3D 프린팅 산업이 제품 개발을 어떻게 촉진하는지와 몇 가지 실제 적용 사례에 대해 살펴봅니다.

 

 

제품 개발 단계의 3D 프린팅

제품 개발 공정은 주로 개념 탐구, 디자인, 시제품 제작, 사전 제작, 제작 등 5개 부분으로 나뉩니다. 3D 프린팅은 각 제품 단계에 참여하며 필수적인 역할을 수행합니다. 여기서는 주로 디자인 시제품 제작 및 사전 생산에 초점을 맞추려고 합니다.

 

 

디자인 단계

디자인 단계에서, 연구 개발팀은 최고의 디자인 기술을 실제 모델에 도입하여 신제품의 기능을 담당할 것입니다. 3D 프린팅은 CAD에서 물리적 대상에 이르기까지 엔지니어와 고객이 상세하고 복잡한 기하학적 도형을 일반적인 설계 제조 지침서에 따라 그릴 수 있도록 하는 혁신적인 제조 방법입니다. 3D 프린팅 시 엔지니어와 디자이너는 가장 경제적이고 빠른 방법으로 최종 제품에서 3D 모델을 제작할 수 있습니다.

 

 

시제품 제작 단계

사출 성형 및 주조와 같은 전통적인 제조 방법은 비용 면에서 간단한 형태의 제품의 대량 생산에서만 효율적입니다. 신제품의 최종 형태가 나오기 전에, 특히 맞춤형 모델을 만들고자 하는 제조업체에게 투자한다는 것은 의미가 없습니다. 그러나 3D 인쇄를 통해 비교적 저렴한 비용으로 반복적으로 다양한 제품 설계를 테스트하고 제작할 수 있습니다. 디자이너는 3D 인쇄의 유연성을 통해 제품 디자인을 가장 실제와 유사한 결과로 수정할 수 있습니다. 부드러운 소재부터 단단한 소재에 이르기까지 3D 프린팅으로 다양한 재료를 사용할 수 있어 최종 기능성 부품까지 모두 갖춘 부드러운 마감과 정확한 품질로 테스트 프로토타입(시제품)을 제작할 수 있습니다.

 

 

사전 제작 단계

사전제작은 여전히 설계자와 엔지니어가 일찌감치 고객으로부터 피드백을 받을 수 있는 단계입니다. 3D 인쇄를 위해 신제품에 대한 고객 평가 및 사내 테스트의 추가 수정 및 조정이 즉시 이루어질 수 있으므로 모든 것이 가능합니다. 제품 모델이 미적 감각과 품질 기준을 충족하면 제품 개발 팀은 생산 단계로 넘어갈 수 있습니다.

 

 

제품 개발에서의 3D 프린팅의 장점

 

 

1. 공급망 속도의 향상과 준비 과정의 단축

3D 프린팅 기술을 통해 산업 제조업체와 중소기업은 제품을 생산 또는 주문에서 고객에게 제품을 발송하는 데까지 더 적은 시간을 할애하여 디자인할 수 있습니다

설계자는 2D 스케치를 사용하여 서비스 공급업체를 성형하고 이를 제작하기 위해 다양한 설계 솔루션을 시도할 필요가 없습니다. 3D 프린팅된 프로토타입이 최종 제품과 기능과 특성이 동일하기 때문에 개념을 검증하는 것은 물론 의사소통도 훨씬 쉬워졌습니다. 이 제안의 공유는 모든 사람이 현재 필요한 기능 모델 또는 모델의 일부를 신속하게 게시할 수 있도록 하는 인쇄 가능한 문서의 온라인 공급으로 인해 덜 복잡해집니다.

 

 

2. 생산 제약의 극복과 유연성의 향상

3D 프린팅은 높은 유연성을 제공하고 생산 제약 조건을 극복함으로써 제품 설계와 개발을 촉진합니다. 일부 정밀 부품은 적층형 제조 기술 없이는 제조할 수 없으며, 다른 부품은 이런 방식으로 제조하는 것이 더 저렴합니다. 또한 다기능 3D 프린터는 복합 재료 3D 프린팅과 다양한 적층 제조 기술을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, Creality CP-01과 호환 가능한 공구 헤드를 사용하여 사용자는 3D 인쇄, CNC 조각 및 레이저 마킹 작업을 수행할 수 있습니다. 제품 개발이 훨씬 더 유연한 방식으로 이루어질 수 있으므로 설계자는 대량 생산 전에 테스트하고 개선할 수 있습니다.

 

 

3. 비용과 낭비의 절약

3D 프린터는 시간과 비용 모두를 절약시켜 주므로 기업은 제품에 아주 합리적인 가격을 책정할 수 있습니다. 3D 프린터는 최종 인쇄물을 제작하는 데 필요한 특정 양의 필라멘트와 서포트만 사용합니다. 이 필라멘트는 낭비되는 것이 아니라 바로 필라멘트로 다시 녹여낼 수 있습니다. 그런데 Creality Ender-5와 같은 데스크톱 3D 프린터는 대형 산업용 3D 프린터보다 훨씬 적은 전력을 필요로 합니다.

 

 

4. 높은 수준의 맞춤 제작과 더 적어지는 제조 작업

현재, 고객들은 종종 양보다 질을 중요시합니다. 따라서 그들은 주머니와 집에 인위적인 스크랩을 채워넣기 보다는 필요에 맞게 맞춤 제작된 제품을 사는 것을 선호합니다. 3D 프린팅은 업체들에게 고객의 관심을 끌 수 있는 방법을 제공하고 기존의 유명 제품에 새로운 생명을 불어넣을 수 있는 방법까지 제공합니다. 이러한 상황에서 3D 프린팅은 디자인과 기능을 특정 고객의 요구에 맞춰 보다 개인적이고 어린이 괴짜 및 수집가들에게 더욱 매력적으로 만들어 줌으로써 아이템의 성장을 증가시킵니다.

 

 

5. 사내 제품 개발의 완료

기업은 3D 프린터를 보유함으로써 빠른 시제품 제작 사이클에서 중개자를 제거하고 사내에서 제품의 실제 모델을 만들 수 있게 됩니다. 이를 통해 디지털 제작 프로세스와 재료를 제어할 수 있으며 시장 요구에 따라 제품을 즉시 수정하고 맞춤형으로 제작할 수 있습니다.

 

 

제품 개발에서의 3D 프린팅의 실제 사례

 

자동차 산업

폭스바겐은 3D 프린팅을 활용하여 자동차 조립에 필요한 공구, 지그 및 고정 장치를 제작하여 툴링 비용과 리드 타임을 크게 절감했습니다. 이전에는 필요한 툴을 외부 공급업체가 프로토타입으로 제작하고 생산하는 데 며칠이 걸렸습니다. 폭스바겐은 3D 프린터로 공구 개발 시간을 95% 줄이고 공구 개발에 약 150,000유로를 투자할 수 있게 되었습니다.

더 많은 사용자가 사용할 수 있기 때문에 점점 더 많은 현대 제품 디자이너들이 제품 설계와 개발에 3D 인쇄를 활용하기 시작할 것입니다. 3D 인쇄는 컨셉 탐구, 신속한 시제품 제작, 기능 테스트 및 맞춤형 상품 제조에 가장 이상적인 방법이될 것입니다.

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