포토맥은 3D Systems ProJet MJP 고해상도 3D 프린터를 사용하여 엄격한 공차로 필요한 매우 작고 정밀한 형상을 얻을 수 있었습니다.

3D 프린팅은 잃어버린 팔다리를 대체하기 위해 보철물을 제조하는 공정으로 자주 뉴스에 등장합니다. 

특히 3D 스캐닝과 결합할 때 설계자가 각 환자의 고유한 신체적 요구 사항에 맞게 맞춤화된 보철물을 만들 수 있습니다.

 

 

 

마이크로 제조 솔루션 전문가인 포토맥 포토닉스(Potomac Photonics)에서 팀은 또한 ProJet Multi Jet(MJP) 3D 프린터를 사용하여 소형 이식형 보철물을 마이크로 3D 프린팅하는 고유한 응용 분야를 점점 더 많이 찾고 있습니다. 최근의 한 프로젝트에서 그들은 이경화 질환에 대한 보철물 개발을 돕기 위해 중이의 작은 요소를 만들어 달라는 요청을 받았습니다.

이 프린터는 MultiJet 인쇄 기술을 사용하여 견고하고 내구성이 뛰어난 고품질 플라스틱 부품을 제공하며 32미크론의 작은 레이어 정확도를 제공합니다. 깔끔하고 뛰어난 플랫폼은 사용하기 쉽고 ABS와 같은 플라스틱을 포함한 다양한 재료 선택이 가능합니다. 

반투명, 파란색 및 검은 색 재료; 고강도, 매우 유연하고 매우 견고한 플라스틱을 선택합니다. 따라서 자동차, 항공 우주 및 의료 기기를 포함한 다양한 종류와 크기의 매우 정확한 프로토 타입 및 최종 사용 부품을위한 매우 좋은 플랫폼입니다.

미국 이비인후과 학회에서는 두경부 수술 [AAO-HNS]은 청력은 본질적으로 역동적인 복잡한 과정이라고 하였습니다. 

음파의 진동은 고막에 의해 중이의 세 개의 작은 뼈로 전달됩니다. 일반적으로 등자 뼈라고 하는 등골은 내이액을 움직이게 하여 청각의 감각 과정을 시작합니다.

 

NIH의 국립 청각 장애 및 기타 의사 소통 장애 연구소는 이경화증이 신체 조직의 비정상적인 경화라고 설명합니다. 새로운 뼈 조직의 평생 재생에서 때때로 뼈의 비정상적인 "리모델링"이 발생합니다. 

비정상적인 뼈 리모델링이 등골 주위에 있으면 고정되어 적절한 청력에 필요한 진동을 생성하는 능력을 저해합니다.

AAO-HNS는 전 세계 성인 백인 인구의 10%가 이경화증의 영향을 받고 있다고 추정하고 NIH는 미국 사례 수를 300만 명이 넘습니다. 

약물 치료는 없으며 보청기는 경미한 경우에만 효과가 있으며 대부분의 사람들은 20 대에 진단을 받기 때문에 평생 문제입니다. 결과적으로 보철물 솔루션을 개발하는 것이 중요합니다. 폴란드 바르샤바 공과 대학의 미세 역학 및 포토닉스 연구소의 연구원 인 Monika Kwacz는 등골 절개술 수술의 결과를 연구하여 팀이 새로운 등골 보철물을 개발하게되었습니다. 

 

Monika는 "직관적으로 3D 프린팅이 첫 번째 프로토타이핑을 위한 최고의 기술이라고 생각했습니다. 

장치 형상이 잘 설계되었는지 실험적으로 확인하기 위해 첫 번째 프로토 타입이 필요하며 장치를 측두골에 이식 할 수 있습니다. 

형상이 양호하면 장치의 기계적 작동을 확인합니다. 그러나 장치 형상을 수정해야 하는 경우 3D 프린팅을 통해 CAD 설계 단계에서 쉽게 수정할 수 있습니다."

Monika는 다른 3D 프린팅 프로세스를 시도했지만 등골 설계의 정확한 요구 사항을 충족할 수 없었습니다. 

포토맥은 3D Systems ProJet MJP 고해상도 3D 프린터를 사용하여 엄격한 공차로 필요한 매우 작고 정밀한 형상을 얻을 수 있었습니다. 연못을 건너 유럽으로 운송하는 부분도 처리 시간이 빨랐습니다.

부품의 크기가 작기 때문에 설계가 입증되면 짧은 3D 인쇄 생산 실행도 경제적으로 실행 가능할 수 있습니다. 

포토맥 포토닉스는 Monika와 협력하여 말 그대로 많은 이경화증 환자의 귀에 음악을 가져다 줄 솔루션을 마이크로 3D 프린팅할 것입니다.

새로운 생산 기술이 발전함에 따라 최상의 부품을 제조하는 데 새로운 기술적 과제가 발생합니다. 

종종 계약 제조업체는 수축, 표면 마감 및 반복성과 같은 요소를 이해하기 위해 생산을 처음 시도할 때 새로운 프로세스를 크게 조정해야 합니다. 적층 제조(AM)도 예외는 아니지만 이 생산 방법론에서 이러한 요소를 추적하는 도구는 뒤쳐져 있었지만 조금씩 바뀌고 있습니다.

대부분의 공산품은 수명 주기에서 생산까지 공통 프로세스를 따릅니다. 설계, 제조, 검사는 프로세스, 단계 및 책임을 고려하는 일반화된 방법이며, 각각은 고품질 부품을 생산하는 데 핵심입니다. 제조되는 부품의 복잡성과 특성에 따라 실제 워크플로에는 많은 튜닝 루프와 피드백이 있을 수 있습니다.

 

 

 

다음 워크플로우 예제는 Artec 3DSpace Spider 스캐너와 Geomagic Control X 소프트웨어가 함께 설계, 검증 및 제조 공정의 모든 단계에서 3D 프린팅된 왁스 주조 패턴 및 주조 부품에 대한 전체 형상 캡처 및 분석을 제공한 방법을 보여줍니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Artec 3D Space Spider는 치수 검사를 위해 작은 물체와 복잡한 세부 사항을 정밀하게 캡처하는 데 탁월한 초고해상도 휴대용 3D 스캐너입니다.

 

플러그 앤 플레이 작동을 통해 Space Spider는 복잡한 준비와 광범위한 사용자 교육 없이 물체를 쉽게 스캔하여 고객이 어디서나 부품을 디지털화할 수 있도록 합니다. 

 

Artec 3D의 독점적인 무표적 알고리즘을 통해 스캐너는 물체에 표적을 적용할 필요 없이 모양과 색상만으로 물체를 추적할 수 있습니다.

 

 

Geomagic Control X는 제조를 위한 근본 원인 분석(RCA) 및 수정을 가능하게 하는 산업용 계측 소프트웨어입니다. 

 

3D 스캔 네이티브 소프트웨어인 Geomagic Control X는 휴대용 측정 장치를 갖춘 계측에 이상적인 솔루션입니다. Geomagic Control X를 사용하면 조직의 더 많은 사람들이 어디서나 더 빠르게, 더 자주, 더 완벽하게 측정할 수 있습니다.

전체 솔루션은 복잡한 제조 공정에서 성공적인 생산에 대한 고유한 통찰력을 제공합니다. 그 결과는 어떠하였습니까? 전반적인 최종 부품 품질, 정확도 및 반복성이 크게 향상되었습니다.

 

 

디자인

 

 

이 워크플로 예제에서는 실제 고객 프로젝트를 복제했지만 세부 정보를 일반화했습니다. 이 경우 고객은 전문화 된 자율 주행 경량 차량을 개발하고있었습니다. 

시장 출시 시간을 단축하기 위해 그들은 오늘날 시장에 나와 있는 차량의 다양한 구성 요소와 시스템을 선택하고 결합하여 작동하는 프로토타입을 완성했습니다. 

이 과정에서 그들은 특정 스티어링 너클(각각 하나씩)이 프로젝트에 가치가 있다는 것을 알게 되었고 경량 재료로 추가로 수정하고 제조할 수 있도록 설계를 디지털화하고 캡처해야 했습니다.

 

작업을 시작하기 위해 그들은 원래 주조물을 3D 스캔하고 리버스 엔지니어링했습니다. 그들은 신속한 디지털화를 위해 Artec 3D Space Spider 스캐너를 사용한 다음 고유한 하이브리드 모델링 접근 방식으로 Geomagic Design X에서 부품을 빠르고 정확하게 모델링했습니다. 

일반적으로 고객은 준공(매우 정확) 또는 설계 의도(차원 기반) 모델링 방법을 따릅니다. 하이브리드 모델링 접근 방식은 이러한 두 개념을 결합하여 치수가 지정된 피처와 매우 정확한 NURB 표면이 모두 있는 CAD 솔리드 모델 결과를 제공하는 것으로 구성됩니다. 

이 전략을 사용하여 1.5시간 이내에 모델을 완성하고 피처 기반 CAD로 SOLIDWORKS에 실시간 전송했습니다.

 

 

패턴 제작

 

AM은 수십 년 동안 희생 주조 패턴을 생산하기 위해 항공 우주 및 자동차 응용 분야에서 사용되어 왔습니다. 최근 3D 프린팅의 발전으로 산업 등급 패턴을 왁스 또는 폴리머로 훨씬 저렴한 비용으로 프린팅할 수 있으며, 이는 인베스트먼트 주조 공정에서 원활하게 작동합니다. 3D Systems는 공구가 필요 없는 적층 패턴 제작을 더 많이 분산적으로 채택하고 있으며, 기술의 접근성, 속도, 정밀도가 높아짐에 따라 계속 성장할 것입니다.

재료 증착 또는 후처리에서 열 에너지를 포함하는 모든 적층 공정의 경우 어느 정도의 부품 변형 및 침강이 발생할 수 있습니다. 질량이 크거나 단면적이 큰 부품은 작거나 얇은 부품보다 더 오래 열을 유지합니다.

 

 

 

이러한 지식을 바탕으로 3D Systems는 인쇄물의 최저 비용과 최고 수준의 치수 안정성을 목표로 완전히 단단한 왁스 인쇄 방법과 얇은 쉘/희소 왁스 충전 방법의 두 가지 인쇄 방법을 테스트했습니다. 둘 다 3D Sprint 빌드 클라이언트 소프트웨어로 준비되었으며 왁스 주조 패턴을 생성하는ProJetMJP 2500 IC 3D 프린터에서 인쇄되었습니다. 이전 경험을 통해 인펄스 충전율이 50%인 2mm 쉘은 상대적으로 큰 부품을 인쇄할 때 고품질의 안정적인 부품을 생성한다는 것을 발견했습니다.

후처리 및 냉각 시간 후 동일한 Artec 3D Space Spider 스캐너를 사용하여 두 패턴을 비교적 쉽게 스캔했습니다. 부품의 독특한 모양, 녹색 왁스 색상, 포스트 프로세스의 약간의 둔화 및 미백 효과를 통해 스캐닝 기술자는 Geometry + 텍스처 추적을 사용하여 모델을 부드럽게 캡처할 수 있었습니다.

 

 

Geomagic Control X를 사용하여 3D 스프린트 제작 파일을 직접 가져와 검사 루틴에 맞는 정확한 프린트 방향으로 각 부품을 검사했습니다. 프로세스를 개선하기 위해 대상 부분을 반복적으로 스캔해야 한다는 것을 알고 전체 프로세스 개발 기록을 단일 Geomagic Control X 파일에 유지하면서 하나의 세부 검사 프로젝트를 설정하고 여러 번 복제할 수 있었습니다. 스캔을 완료한 후 각각의 새로운 STL 파일을 Geomagic Control X 프로젝트에 드롭하기만 하면 평가 프로세스가 자동으로 인계되어 고품질의 반복 가능한 보고서가 생성되었습니다.

우리는 일반적으로 가공 오프셋이 있는 모든 영역이 주조 공차 내에 있지만 더 자유로운 형태의 영역은 엄격한 공차 대역 밖의 추세를 나타내는 것을 발견했습니다. 우리는 이것이 큰 단면적이 열을 유지하고 냉각할 때 잠재적으로 모양이 변한다는 우리의 가정과 적절하게 상관관계가 있다고 믿습니다.

이 단계에 대한 포괄적인 분석은 왁스 패턴을 사용한 3D 프린팅이 더 비용 효율적일 뿐만 아니라 후처리 후 치수를 더 잘 준수한다는 결론을 도출하는 데 도움이 되었습니다.

- 재료 사용량이 약 35% 감소했습니다.

- 재료비가 약 27% 절감되었습니다.

- 허용 오차에 대한 전반적인 준수가 약 10% 증가했습니다(3D 비교 사용).

- 솔리드 부품이 공차 임계값을 통과하지 못했습니다.

- 채우기 부품이 공차 임계값을 통과했습니다.

 

실온에서의 장기 치수 안정성은 고체 부분에 비해 향상되었다.

 

 

주조

 

인베스트먼트 주조는 5,000년 전으로 거슬러 올라가는 신뢰할 수 있는 제조 방법론이며 수백 년 전 산업 혁명이 시작된 이래로 글로벌 산업 제조에서 확립되었습니다.

주조 공정은 이제 매우 성숙하고 반복 가능하며 잘 알려져 있으며 내부 부품 결함의 가능성을 줄이는 데 도움이 되는 시뮬레이션 소프트웨어로 덮여 있습니다. 경험이 풍부한 주조 파트너와 최소한의 고객 노력으로 적층 제조 패턴을 제공하고 내부 결함이 없고 일반적으로 주조에 대한 일반적인 공정 허용 오차 기대치를 초과하는 부품을 생산할 수 있습니다.

 

결과 및 공정 반복 테스트에 적극적으로 참여하는 고객은 주조 공정 자체의 안정성으로 인해 부품 형상을 조정할 때 훨씬 더 높은 품질의 출력을 기대할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

수축은 주조 공정의 알려진 결과입니다. 일반적으로 파운드리는 경계 상자에 의해 정의된 부품 크기에 대한 특정 재료의 알려진 수축을 보정하기 위한 몇 가지 지침을 고객에게 제공합니다. 기하학적 복잡성과 물리적 주조 공정으로 인해 복잡해지기 때문에 대부분의 부품에서 불균일한 수축을 보는 것이 일반적입니다. 결과적으로 주조는 일반적으로 느슨한 공차 공정으로 간주 될 수 있습니다.

스티어링 너클의 주조 과정에서 우리는 모델과 재료에 적합한 수축률을 조사했습니다. 주조 시설과 협의한 후 정확한 부품을 생산하기 위해 2% 균일한 스케일을 권장했습니다. 3D 스캐닝과 정밀 스케일 팩터가 최종 부품 정확도에 미칠 수 있는 영향을 조사하기 위해 조언에 따라 스케일 팩터가 2%인 왁스 패턴을 생산하여 주조 공장에 공급했습니다.

 

품질 관리

 

3D Systems는 반환된 주물을 추가로 검사하여 균일한 스케일링 계수가 예상 공차를 준수하는지 확인했습니다. 일반화 된 파운드리 사양에 따라 거의 동일한 크기의 부품에 대해 파트너가 명시한 달성 가능한 정확도 내에 확실히 포함 된 부품을 제공했습니다. 그러나 Geomagic Control X의 횡단면 비교 도구를 사용한 면밀한 검사는 정밀 스케일 팩터를 더 잘 적용하면 완성된 부품의 전반적인 정확도를 의미 있게 향상시킬 수 있는 몇 가지 분명한 영역을 나타냅니다.

 

 

공차가 엄격한 밴드를 사용한 이 단면 실루엣 비교는 외부 테두리를 파란색으로, 내부 테두리를 주황색과 빨간색으로 명확하게 보여줍니다. 외부 프로파일은 실제 부품 경계가 참조 경계 내에 있는 크기 축소 조건을 확인합니다. 내부 프로파일은 중앙 원통 피쳐가 의도한 것보다 치수가 작지만 참조 피쳐의 외부로 나타나는 것을 보여줍니다. 이는 부품의 전체 실루엣 그림자에 배율 차이를 가지며 배율 인수를 늘리고 인쇄하고 다시 캐스팅하여 수정할 수 있음을 나타냅니다.

 

 

이전의 주조 공정 개선 조사는 우리가 적용할 수 있는 권장 표준 값으로부터의 상대적 조정에 대한 통찰력을 제공했습니다. 우리는 X, Y, Z에서 각각 2.2 %, 2.3 % 및 2.7 %의 불균일 한 스케일 팩터를 가진 두 번째 왁스 패턴을 인쇄하여 주조 공장에 공급했습니다.

정밀 보정 패턴에 대한 최종 검사를 통해 패턴-부품 프로세스에 대한 몇 가지 결론을 도출할 수 있었습니다.

- 정밀 스케일 패턴은 파운드리의 기대치를 초과하는 결과를 제공했습니다.

- 스케일 보정 부품의 전체 치수 준수는 약 14% 증가했습니다.

- 정밀도가 증가함에 따라 적어도 하나의 주요 가공 작업을 피할 수 있습니다.

- 전체 부품 생산 비용이 절감되었습니다.

- 일반적으로 기계 작동을 줄이기 위해 더 많은 정밀도를 적용할 수 있는지 확인하려면 향후 분석이 필요합니다.

 

1966 년에 설립 된 Protocast-JLC는 항공 우주, 에너지, 통신, 의료 및 군사 등 다양한 품질 및 혁신 지향 산업을위한 원 스톱 정밀 투자 주조 제조업체입니다. 

고객의 요구를 충족시키기 위해 생산을 맞춤화 할 수있는 능력으로 고객들 사이에서 강력한 명성을 쌓아 왔습니다.

 

프로젯MJP 2500 IC 인베스트먼트 주조 프린터는 이러한 명성에 기여했습니다. 

파운드리가 복잡한 고품질 인베스트먼트 주조 패턴을 더 빨리 제공할 수 있도록 지원하는 것 외에도 디지털 생산의 유연성을 통해 Protocast는 모든 수량의 주문을 처리할 수 있는 비용 효율적인 방법을 제공하여 더 많은 고객을 확보할 수 있었습니다.

 

 

 

 

 

복잡한 고품질 3D 프린팅 매몰 주조 패턴, 빠른 제공

 

Protocast는 알루미늄, 강철 및 구리 기반 인베스트먼트 주조 합금의 주입을 전문으로 하며 공구 및 사출 금형이 불가능한 고유한 부품에 대한 성공적인 주조 결과로 고객 사이에서 명성을 쌓았습니다. 이 부품에는 얇은 벽과 복잡한 세부 사항이 포함됩니다. 예를 들어, 위성의 증폭기 혼은 다른 방법으로는 할 수없는 "초박형 벽"을 가지고 있다고 Protocast의 비즈니스 개발 관리자 인 Chris List는 말합니다.

주조 공장 소유주인 John List는 고객이 보다 복잡한 부품을 확보하고 기존 주조 패턴 생산의 일반적인 설계 한계를 우회할 수 있도록 지원하기 위해 타사 공급업체를 통해 적층 기술을 통합하기 시작했습니다. 

그러나 패턴 생산을 아웃소싱하면 Protocast가 배송 일정을 완전히 설정하고 제어하기가 어려웠으며, 이는 일반적으로 공급 업체에 패턴을 공급할 때 약 12 주에서 13 주의 기간이 걸렸습니다.

Protocast는 자급자족, 예측 가능성 및 비용을 개선하기 위해 3D Systems의 ProJet MJP 2500 IC를 구입하여 주조 가능한 3D 프린팅 부품을 사내에서 생산했습니다. 

자체 3D 프린터를 통합한 이후 주문에서 배송까지의 리드 타임이 수개월에서 당일 배송으로 단축되었습니다.

 

CAD에서 주조까지 간소화된 워크플로

 

 

Protocast의 ProJet MJP 2500 IC의 주요 운영자인 Chris에 따르면, 3D Systems의 디지털 파운드리 솔루션은 파운드리가 이전 공정, 특히 알루미늄 주물 및 세부 부품에서 단계를 제거하는 데 도움이 되었습니다. 

기존의 방법을 사용하면 Protocast가 생산하는 부품 중 일부를 생산하는 데 2-4 개의 도구가 필요합니다. "이제 우리는 필요하다면 일주일 안에 인쇄물을 누군가의 손에 넣을 수 있습니다."라고 Chris는 말합니다.

ProJet MJP 2500 IC는 100% RealWax™ 매몰 주조 왁스를 사용하여 공구가 필요 없는 빠르고 비용 효율적인 왁스 패턴을 제공하는 디지털 파운드리용 3D 프린팅 솔루션입니다. 

ProJet MJP 2500 IC는 툴링을 제거함으로써 설계에서 주조 부품으로 전환하는 데 드는 시간과 비용을 줄여주며, 3D Systems의비지젯M2 ICast 소재®, 파라핀 기반 왁스는 표준 매몰 주조 워크플로우에 원활하게 통합됩니다. 이제 일반적인 시간보다 훨씬 짧은 시간에 고품질 주조 부품을 생산할 수 있습니다.

ProJet MJP 2500 IC는 특히 강철 주물에서 Protocast를 위한 훌륭한 도구였으며 파운드리의 기존 프로세스와 동일한 성능을 발휘합니다. Chris는 주조 공장이 수축률을 계산하고 이를 형상에 적용하는 것만으로 사내 3D 프린팅 패턴으로 신뢰할 수 있는 주조 결과를 얻고 있다고 말합니다.

 

Chris는 "고객들은 이러한 부품에 매우 잘 반응했으며, 이 프로세스를 통해 가능한 시간과 비용 절감이 이러한 대응에 기여한다고 생각합니다. "그림을 가져와 금속으로 바꾸는 것은 전통적으로 긴 과정이었습니다. 물리적 부품을 잡는 즉각적인 만족감은 굉장합니다."

 

 

 

디지털 파운드리로의 전환

 

Protocast는 디지털 파운드리로의 쉬운 전환을보고하며 이제 복잡성과 속도 측면에서 주조 패턴 생산에 대한 기존의 한계를 극복 할 수 있습니다. 

운영상 ProJet MJP 2500 IC 이전의 수명과 작동 수명의 주요 차이점은 주조 공장에서 더 이상 주조 패턴을 다른 시설에 아웃소싱할 필요가 없다는 것입니다. 

"우리는 프로젝트에 3D 모델을 사용하는 데 익숙했고 소프트웨어는 사용하기 쉽습니다"라고 주로 패턴 분할 및 엔지니어링을 위해 ProJet MJP 2500 IC와 함께 제공되는 3D Systems의 3D Sprint® 소프트웨어를 사용하는 Chris는 말합니다. "정말 쉽습니다. 다른 방법으로 표현할 수는 없습니다." 라고 그는 말합니다.

3D 프린터 자체에 대해 Chris는 최종 패턴 제작 이상의 가치를 위한 귀중한 도구임이 입증되었다고 말합니다: "기계를 구입한 이후로 기계 작동이 중단되지 않았습니다"라고 Chris는 말합니다. 

생산 패턴 외에도 Protocast는 ProJet MJP 2500 IC를 사용하여 견적 및 판매를 지원하는 고객 부품의 축소 버전을 생산합니다. "이 기능은 고객에게 즉시 시작할 수 있다는 것을 보여주고 필요에 따라 엔지니어링 논의를 할 수 있는 공통점을 제공하기 때문에 매우 유용했습니다."

부품 생산 시간 단축, 고품질 주조 패턴 및 향상된 고객 커뮤니케이션은 모두 큰 장점입니다. 그러나 무엇보다도 가장 큰 장점은 성장이었습니다. 

"ProJet MJP 2500 IC는 우리에게 새로운 고객 기반을 열어주었다고 생각합니다"라고 Chris는 말합니다. 

이전에는 유연한 생산 수량이 필요한 많은 작업을 수용할 수 없었습니다. 이제 우리는 툴링을 기다릴 필요가 없으며 고객에게 제공하는 견적에 툴링에 2 만 달러를 추가 할 필요가 없습니다."

 

캐스팅에 대한 안정적인 접근

 

 

ProJet MJP 2500 IC를 워크플로에 성공적으로 통합한 Protocast는 현재 용량을 지속적으로 늘리고 고객에게 향상된 서비스를 제공하기 위해 추가 장비 구매를 고려하고 있습니다.

"부품을 생산하는 방법을 관리하는 것은 우리와 고객에게 큰 일입니다."라고 Chris는 말합니다. 

"ProJet MJP 2500 IC는 이와 관련하여 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공했으며, 이는 거의 즉각적인 부품 및 빠른 견적을 지원하는 기능 외에도 가능합니다. 정말 놀라운 도구입니다."

 

List는 "좋은 공구 제작자는 찾기가 어렵지만 이 기계로 공구를 찾았습니다"라고 말합니다.

포장 재 설계는 정교한 작업입니다. 마케팅 측면에서 변화는 많은 고려를 하게 됩니다. 제조 측면에서 변경에는 비용이 듭니다. 유리병 툴링 시스템을 정밀 검사하기 위해 투자하기 전에 호주의 James Boag의 프리미엄 라거 제조업체는 병이 바뀌어야 되는 것이 아닌 브랜딩의 변화가 필요했습니다.

새 병이 보기 좋고 고객에게 호평을 받을 수 있어야 했습니다. 

Boag의 병 공급 업체 인 Orora는 디자인을 빠르고 정확하게 검증 할 수있는 스킨을 사용했습니다. Orora의 혁신 및 디자인 팀은 최첨단 3D 프린팅 프로토타입을 개발하기 위해 오랜 파트너인3D Systems Manufacturing에 연락하여 작업을 시작하였습니다. Boag의 기존 공급망 프로세스를 최우선으로 생각하면서 새로운 모양의 병은 비용과 시간이 많이 소요되는 변경을 피하기 위해 이미 구축된 제조 인프라를 준수하도록 설계되었습니다.

 

 

유리와 닮은 3D 프린팅

 

새로운 디자인에 대한 Boag의 동의를 얻으려면 평가를 위해신뢰할 수 있는 외관 모델이필요했습니다. 설득력을 갖기 위해 3D 프린팅 모델은 유리와 동일한 선명도와 색조뿐만 아니라 동일한 무게여야 했습니다. 3D Systems의 제조 전문가들은 선택한광조형(SLA) 레진의 밀도를 기반으로 설계 파일의 내부 벽 두께를 조정하여 중량 차이를 파악 후 클래식 Boag 병의 상징적인 녹색을 얻기 위해 색상 일치 작업을 시작했습니다.

3D Systems의 뛰어난 SLA 3D 프린팅 기술을 사용하여비지젯SL 클리어 레진®, 3D Systems의 제조 전문가들은 4개의 SLA 프로토타입을 프린팅했습니다. 

 

"3D Systems의 투명 소재에 대한 성공적인 실험실 테스트는 투명한 3D 프린트를 위한 최상의 솔루션임을 입증합니다"라고 3D Systems의 재료 R&D 담당 부사장인 Don Titterington 박사는 말합니다. "다양하고 까다로운 응용 분야에서 사용되는 투명 소재는 기능적이고 투명한 프로토타입을 위한 고성능의 비용 효율적인 선택을 제공합니다."

 

 

 

 

우선 인쇄되면 병은 최종 제품 품질을 얻기 위해 사내 마무리 과정을 거쳤습니다.

 

여기에는 습식 및 건식 샌딩, 표면 색조 적용, 유리와 같은 광택을 제공하는 최종 클리어 코트가 포함되었습니다. 몇 가지 간단한 단계만 거치면 선명한 SLA 인쇄물을 놀라운 결과물로 바뀔 수 있습니다. 테

 

네시주 로렌스버그에 있는 3D Systems의 제조 시설 총괄 관리자인 Tracy Beard에 따르면 로렌스버그 시설에서만 매주 수천 개의 투명 부품이 생산됩니다. "이 소재는 완벽한 프로토타입을 위해 신속하게 마무리하고 착색할 수 있을 만큼 충분한 가능성을 가지고 있습니다"라고 Beard는 말합니다.

 

 

빠른 진행을 위한 빠른 피드백

 

외관 모델은 일주일 이내에 준비되었으므로 Orora와 Boag는 새로운 디자인을 고객 시험으로 신속하게 전환하고 대중의 반응을 측정할 수 있었습니다. 그들은 3D 인쇄 된 병에 액체를 채우고 라벨과 캡을 장착하고 모니터링을 위해 상점에 넣었습니다. 이러한 매장 내 시험의 피드백에 따르면 새로운 디자인이 인기를 얻었으며 생산을 위해 새로운 디자인이 승인되었습니다.

"새로운 James Boag의 라거 병은 포장 디자인과 3D 프로토 타이핑이 짧은 시간에 원활하게 결합 될 수있는 방법에 대한 Orora의 표준을 설정했습니다."라고 Orora의 혁신 및 디자인 팀은 말했습니다. "이는 고객을 위한 모범 사례 병입 설계 및 제조 솔루션을 개발할 때 우리에게 중요한 우위를 제공하는 일종의 기술 혁신입니다."

LGM이 콜로라도 주 스노우매스에 있는 스노우매스 베이스 빌리지의 마케팅 모델을 제공하기 위한 입찰에서 승리했을 때, 그것은 높은 압력으로 완성된 세간의 이목을 끄는 작업에 서명하고 있었습니다. 고객인 East West Partners는 교통량이 많은 2017년 휴가철에 맞춰 10피트 x 4피트 대화형 외관 모델을 준비하고 설치해야 했습니다. 개별 장치에 맞게 배선된 태블릿 제어 LED 조명으로 완성된 최종 모델은 영업 및 마케팅 경험의 통합된 부분이 될 것입니다. LGM의 수석 프로젝트 관리자인 Jason Berghauer는 "추수감사절과 크리스마스는 스노우매스의 성수기이기 때문에 배송을 놓치면 고객이 잠재적인 판매를 놓치게 될 것이고 우리는 이를 손에 넣을 수 없었습니다. 품질 저하 없이 적시성을 보장하기 위해 LGM은 3DSystems와 협력하여고품질 SLA 3D 프린팅으로 모델 생산을 아웃소싱했습니다.

LGM은 3D Systems와의 협력을 통해 고해상도 SLA 프린팅 기술뿐만 아니라 3D Systems의 대용량 기계 및 후처리 전문 지식을 이용할 수 있었습니다. Berghauer는 "프로젝트 매개변수를 고려할 때 3D 프린팅을 3D Systems에 아웃소싱하지 않고는 이 프로젝트를 성공적으로 완료할 수 없었을 것이라고 생각합니다.

 

 

 

매우 상세한 디스플레이를 위한 촉박한 마감 시간

 

LGM은 미국 최고의 풀 서비스 건축 모델 상점 중 하나이며 전 세계의 시그니처 프로젝트를위한 모델을 생산하여 성공을 거두었습니다. Snowmass Base Village 프로젝트의 품질 및 일정 요구 사항을 감안할 때 LGM은 SLA 인쇄가 1인치 = 16피트 모델에 가장 적합하고 편리한 접근 방식임을 신속하게 식별했습니다. "우리가 사용한 규모 때문에 공차가 엄격한 3D 프린팅 기술이 필요했습니다."라고 Berghauer는 말합니다. "일부 건물 크기로 인해 더 큰 기계에 대한 액세스도 필요했습니다." 3D Systems와의 반복 협력자인 LGM은 SLA 프린팅을 통해 외관 모델에 생명을 불어넣는 데 도움을 받기 위해 3D 프린팅 회사와 연락을 취했습니다.

 

LGM의 수석 프로젝트 관리자인 Patrick Fleege에 따르면 SLA로 달성할 수 있는 엄격한 허용 오차 덕분에 LGM은 고객의 기대에 부합하는 복잡하고 상세한 모델을 제공할 수 있었습니다. "SLA가 없었다면 우리가 궁극적으로 제공한 디테일 수준과 표면 마감은 수동 프로세스로만 달성할 수 있었을 것입니다"라고 Fleege는 말합니다.

전통적인 접근 방식을 사용하면 레이저 절단을 통해 질감과 세부 사항이 추가되었을 것입니다. LGM은 3D 모델링 및 3D 프린팅과 함께 디지털 접근 방식을 사용하여 동일한 결과를 달성하는 데 필요한 수작업을 크게 줄일 수 있었습니다. LGM의 모델링 팀은 CAD 파일에 디지털 텍스처 스탬핑을 적용하여 필요에 따라 최종 인쇄물에 돌, 벽돌 또는 사이딩의 모양을 부여했습니다.

SLA 프로세스는 미세한 세부 사항에 유용했으며 사용 가능한 재료 옵션을 통해 최종 구조에 더 큰 내구성을 제공했습니다. Berghauer는 "3D Systems SLA 프린팅의 ABS와 유사한 특성덕분에 일부 세부 요소에서는 더 작게 작업할 수 있었으며 다른 방법보다 더 나은 탄성으로 더 강한 부품을 제공할 수 있었습니다. 3D Systems의 SLA는 형상, 방향 및 제작 모드에 따라 0.1mm 또는 0.004in의 작은 형상을 일관되게 생산할 수 있습니다. 3D Systems를 통해 더 큰 제작 플랫폼에 액세스할 수 있는 기능은 최종 모델 치수 중 일부가 20인치 x 18인치(508mm x 457mm)에 달했기 때문에 LGM에도 도움이 되었습니다.

 

이 프로젝트의 규모와 세부 사항에 대해 LGM은 할당 된 시간 내에 품질 기대치를 달성 할 수있는 다른 건축 모델링 방법론이 없었을 것이라고 말합니다. Berghauer는 3D 프린팅을 사용하기로 한 결정이 기존의 레이저 절단 모델에 비해 최종 프로젝트 비용을 약 1/3로 줄이는 데 도움이 되었다고 말합니다.

 

 

 

쉽고 빠른 처리

 

 

사실적인 건축 모델을 제공하기 위해 LGM은 일반적으로 우리가 일상 생활에서 보는 데 익숙한 동적 외관을 모방하도록 모델을 계층화합니다. 고객이 제공한 CAD 데이터를 시작으로 LGM은 건축 지오메트리 처리에 대한 광범위한 경험을 바탕으로 특정 세부 요소를 인쇄용 개별 부품으로 분리했습니다. 이 어셈블리에는 석재 교각 및 기둥 작업과 같은 항목과 LGM이 "라이트 코어"라고 부르는 항목이 포함되었습니다. 라이트 코어는 내부 건물 쉘과 외부 덮개로 구성되며 그 사이에 젖빛 아크릴로 뒷받침되는 창 멀리언을 위한 레이어가 있습니다. LGM은 호주의 Lightswarm의 도움을 받아 태블릿 제어 대화형 조명 시스템을 설계하고 설치했습니다. 모든 건물 쉘, 외부 및 조경 기능을 고려하여 총 3D 인쇄 부품 수는 약 250 개에 달했습니다.

 

 

 

고품질 3D 프린트는 사내 마감과 원활하게 통합됩니다.

 

부품은 마스킹, 에어 브러싱, 페인팅 및 조립을 포함하는 LGM의 다운 스트림 프로세스에 원활하게 통합되었습니다. Berghauer는 "준비가 된 부품을 받는 것은 우리에게 큰 시간 절약이었고 우리가 가진 시간 내에 이 프로젝트를 제공하는 데 도움이 된 훌륭한 것 중 하나였습니다"라고 덧붙였습니다.

 

3D Systems에서 부품 주문을 프린팅하는 동안 LGM은 여유 일정을 활용하여 다른 프로젝트 이정표를 달성하고 더 짧은 시간에 더 많은 작업을 수행할 수 있었습니다. Berghauer는 LGM이 일반적으로 더 나은 서비스, 더 짧은 처리 시간, 더 좋고 비용 효율적인 제품을 제공하기 위한 수단으로 3D 프린팅을 사용할 것이라고 말합니다. 그러나 이 특정 프로젝트의 경우 3D 프린팅이 더 중요한 역할을 했습니다: "결국 SLA 3D 프린팅을 아웃소싱할 수 있는 능력 덕분에 이 프로젝트를 수주할 수 있었습니다."라고 Fleege는 말합니다. 3D Systems의 서비스를 사용함으로써 경쟁하고 승리할 수 있었습니다."