3D SYSTEMS의 EXT 1070 타이탄 펠렛 3D 프린터 장비가 인도 시장에 진출했습니다. 인도의 적층 제조 전문 교육 센터인 MATRIX MOON은 미국 3D SYSTEMS社의 "EXT 1070 타이탄 펠렛 3D 프린터"를 구매한 것입니다.

MATRIX MOON은 장비에 밀링 스핀들 툴헤드를 추가했기 때문에 적층 제조와 절삭 가공을 동시에 사용할 수 있게 되었습니다. MATRIX MOON은 EXT 타이탄 펠렛 3D 프린터를 활용하여 다양한 금형, 툴링, 패턴 혹은 실제로 사용되는 부품을 항공우주, 모빌리티, 난방/냉방 산업과 소비자에게 공급할 예정입니다. 추가로 시제품 제작 서비스 또한 제공할 계획이라고 덧붙였습니다.

MATRIX MOON의 CEO Abhinav Garje는 MATRIX MOON이 인도에서 유일하게 EXT 타이탄 3D 프린터 장비를 사용하고 있으며, 이 혁신적인 기술은 인도의 제조산업을 통째로 바꾸게 될 것이라고 말했습니다. 대형 부품을 한 번에 출력할 수 있는 EXT 타이탄 3D 프린터는 생산 공정을 최적화할 수 있고, 이는 결국 "인도의 기술력", "MADE IN INDIA"의 위상을 널리 퍼뜨리는 데 일조할 것이라는 설명입니다. Abhinav Garje 대표는 EXT 타이탄 펠렛 3D 프린터를 앞세워 더 많은 인도 기업들이 적층 제조 기술을 생산 공정에 도입하도록 장려할 것이며 인도를 혁신 기술의 허브로 만들겠다고 명시했습니다.

펠렛 압출 3D 프린터... 더 빠르고 경제적인 3D 프린팅 솔루션

3D SYSTEMS의 EXT 타이탄 펠렛 3D 프린팅 기술은 전통적인 생산 방식보다 저렴하고 경제적인 부품 제작 솔루션입니다. 해당 장비는 기존 3D 프린터보다 약 10배 빠른 출력 속도를 보유하고 있으며 재료 비용이 상대적으로 낮기 때문에 지출을 최소화하기에 용이합니다. 또한 액티브 챔버 히팅 기술을 탑재했기 때문에 고온의 유리 혹는 ABS, 나일론, 폴리 카보네이트, PEI, PEKK 같은 탄소 함유 소재를 효과적으로 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

EXT 타이탄 펠렛 3D 프린터는 큰 빌드 사이즈를 자랑합니다. 한 번에 출력할 수 있는 부품의 크기가 크다는 이야기인데요, 이 장점에 힘입어 큰 시제품이나 실제 사용 용도의 부품을 단번에 출력합니다. 아울러 복잡한 금형, 패턴이라도 높은 퀄리티로 제작할 수 있기에 사형주물(Sand Casting)을 포함한 주조 공정에도 적합합니다. 현재 인도의 주조 산업은 중국에 이은 2등을 달리고 있습니다. MATRIX MOON은 3D SYSTEMS의 EXT 펠렛 3D 프린팅 기술을 통해 인도의 주조 산업에 변화의 바람을 불러 오겠다고 다짐했습니다.

3D SYSTEMS 인도 지부의 상무이사 Deelip Menezes는 MATRIX MOON을 이렇게 평가합니다. 

"MATRIX MOON은 인도 제조 산업에 대한 깊은 이해도를 보여주었고 지구상에서 가장 인구가 많은 나라 중 하나인 인도에 적층 제조 기술을 도입하려는 노력을 이어나가고 있다. 그들은 3D SYSTEMS의 EXT 펠렛 3D 프린터를 채택했기 때문에 펠렛 압출, 필라멘트 압출, 툴헤드를 통한 절삭 가공을 단 하나의 장비에 통합시킬 수 있었다. MATRIX MOON이 고객에게 다양한 솔루션을 제공하는 데 있어 펠렛 소재를 활용한 적층 제조 기술과 절삭 가공 기술이 큰 도움이 될 것이다. 아울러 더 많은 인도 기업의 EXT 펠렛 3D 프린터 생산 공정 도입을 촉진할 것으로 기대된다." -Deelip Menezes

3D 프린팅 기술은 나날이 발전을 거듭하고 있습니다. 사용 가능한 소재가 늘어나고 빌드 사이즈가 커지고 전혀 새로운 방식의 적층 제조 기술이 등장하는 등 조용할 날이 없죠. 다양한 산업에서 응용되고 있는 3D 프린터, 무궁무진한 가능성과 신선한 활용 사례가 궁금하시다면 한국기술 홈페이지와 블로그, 인스타그램, 뉴스레터를 주목해 주세요~ 

한국기술은 미국 3D Systems의 국내 최초, 최대 파트너사로 다양한 산업용 3D 프린터를 시장에 공급하는 기업입니다. 업계 최고 노하우로 귀사에 적절한 솔루션을 제안해 드립니다. 아울러 높은 퀄리티의 시제품 제작 서비스도 제공하고 있으니까요, 문의하고 싶은 내용이 있으시다면 언제든 한국기술에 문의해 주십시오.

가구 제작 산업에서 적층 제조 방식은 무한에 가까운 맞춤화 설계를 가능하게 했고 디자인의 유연성 및 지속성을 향상시켰기에 가구 제작 산업의 전반적인 패러다임에 혁신적인 변화를 가져다주었습니다. 다양한 3D 프린팅 기술 중 펠렛 압출 방식은 상대적으로 큰 빌드 사이즈, 빠른 속도, 적절한 비용이라는 특장점을 가지고 있었습니다. 이러한 특징은 3D 프린팅 기술을 통해 실제로 사용되는 가구를 제작할 수 있게 하였고 여러 기업의 선택을 받게 되었습니다.

최근 디자인 스튜디오 Slicelab은 3D Systems의 Applications Innovation Group (AIG) 팀과 협업하여 프로젝트를 수행했습니다. 해당 프로젝트는 증기와 연기에서 영감을 얻은 디자인을 라운지 의자와 램프에 적용하여 생산해 내는 것이었습니다. 이번 활용 사례에서는 펠렛 압출 3D 프린터였기에 가능했던 독창적인 두 가구의 설계부터 제작까지, 그 전반적인 과정을 살펴봅니다.

"우리는 독창적인 디자인이 가능하다는 장점과 친환경적인 요소에 이끌려 3D 프린터를 선택하게 되었습니다. 이를 통해 기하학적 설계의 한계를 뛰어넘을 수 있었고 더 많은 사람들에게 적층 제조의 장점을 전파할 수 있었습니다."-Arthur Azoulai, Slicelab 공동 창립자

Slicelab에서 디자인한 램프. EXT 1270 Titan 펠렛 프린터를 활용하여 PETG 펠렛 소재로 제작

배경

3D 프린팅 기술이 등장하기 이전에는 가구 디자이너와 제조사들이 독창적이고 맞춤화된 가구를 제작하는데 종종 어려움을 겪었습니다. 전통적인 가구 제작 방식은 광범위한 도구 활용을 요구했고 시제품을 만드는데 많은 시간을 필요로 했습니다. 물론 복잡한 형상의 가구를 제작하는 것은 매우 비싼 비용이 발생했고 아예 제작이 불가능한 경우도 빈번했습니다. 펠렛 압출 3D 프린터는 Slicelab과 같은 창의적인 기업들에게 이런 고전적인 문제들을 해결할 수 있는 실마리를 제공해 주었습니다.

Slicelab의 공동 설립자인 Arthur Azoulai와 Diego Taccioli는 3D 프린팅이라는 선진적인 제조 방식을 활용하여 독창적인 가구와 제품 설계를 진행합니다. 그들은 의자와 램프 등 가구를 하나의 완전체로 출력할 수 있다는 점과 빠른 제작 속도, 광범위한 재료 범위라는 특징에 매료되어 대형 펠렛 압출 3D 프린터를 선택했다고 설명했습니다.

Slicelab에서 디자인한 라운지 의자. EXT 1270 Titan 펠렛 프린터를 활용하여 PETG 펠렛 소재로 제작

3D 프린터를 활용한 가구 제작: 고정 관념을 뛰어넘는 설계

미적인 요소와 기능적인 측면을 동시에 만족하는 것은 결코 쉽지 않았습니다. Slicelab은 그들이 제작하는 의자가 친환경적이길 바랐고 시중에서 판매되는 전형적인 의자, 더 나아가 3D 프린터로 출력된 의자들과도 차별화되길 원했습니다.

"시중에 있는 대부분의 3D 프린터로 제작된 의자는 적층 제조 기술의 장점을 충분히 활용하지 못했습니다. 다른 제조사들은 의자를 Y 축에 기반하여 출력을 했습니다. 즉, 의자를 옆으로 뒤집어서 프로필 압출을 한 것이죠" -Azoulai

Slidelab은 달랐습니다. 그들은 의자의 앞면을 밑으로 향하게 하여 빌드 플랫폼과 접촉시켰습니다. 이는 전반적인 형태 구상에 있어 더 큰 자유도를 선사해 주었습니다. 또한 출력이 제한될 수 있는 과도한 돌출부는 피해야 했기 때문에 창의적인 사고를 강제했습니다. 물론 적층 제조 방식으로 제작된 다른 실사용 용도 부품들과 마찬가지로 의자의 내구성 및 기능성을 모두 갖추어야 했고, 의자에 가해지는 무게를 효과적으로 지탱할 수 있어야 했습니다.

"우리는 설계를 반복하며 3D Systems의 AIG 팀과 긴밀히 협업을 이어갔습니다. 만족스러운 제품을 제작하기 위해 전체적인 구조를 고려하며 출력할 수 있는 한계치까지 디자인을 거듭 수정했습니다. 3D Systems AIG 팀이 있었기에 우리는 디자인적 아름다움과 무거운 무게를 지탱할 수 있는 내구성을 갖춘 제품을 성공적으로 설계할 수 있었습니다." -Taccioli

결과

• 반복 설계를 통해 두 번째 스팀 라운지 의자가 출력되었습니다. 그것은 편안했고 튼튼했으며 독특했습니다. Slicelab의 이 의자는 유명 고객사의 관심을 끌기에 충분했고 갤러리에서도 좋은 호응을 얻어낼 수 있었습니다.
• 3D Systems의 AIG 팀은 Slicelab이 설계 과정에서 맞닥뜨릴 수 있는 위험 요소들을 사전에 차단했고 적층 제조 기술을 100% 활용할 수 있도록 최선을 다해 도왔습니다. 스팀 의자의 혁신적인 디자인은 디자이너와 AIG 팀의 협업이 있었기에 가능했습니다. 그들의 협업을 통해 Slicelab은 출력 가능한 한계치 내에서 완벽한 기능성과 아름다움을 갖춘 제품을 설계할 수 있었습니다.
• Titan 3D 프린터는 큰 빌드 사이즈를 가지고 있기 때문에 맞춤형 가구 제작 산업과 환상의 궁합을 보여줍니다. 조명과 인력의 수요를 줄이는 믿음직한 Lights-out 제조 공정과 빠른 속도, 뛰어난 내구성을 제공하는 펠렛 압출 기술을 지금 바로 만나보세요.

Duo Form은 열성형 시장의 선두 기업으로서 다양한 산업에 서비스를 제공하고 있습니다. 최근 Duo Form은 3D Systems의 폴리머 펠렛 압출 적층 제조 기술을 활용하여 생산성을 크게 끌어올렸습니다. 구체적으로 적층 제조 기술을 생산 공정에 적용하여 열성형 및 진공 성형 용도의 금형, 공구, 샘플 파트를 신속히 제작할 수 있었다고 설명했습니다. Duo Form은 이 시점에도 3D Systems의 Titan 3D프린터를 통해 비용 절감과 소요 시간 단축이라는 두 마리 토끼를 전부 잡고 있습니다.

"Titan 3D프린터는 우리의 사업 확장에 큰 도움을 주었습니다. 부품, 금형, 성형 부품 제작에 소요되는 시간을 대폭 단축시켰기 때문에 우리는 경쟁사보다 앞서 나갈 수 있었습니다." -David Rheinheimer, Duo Form 제품 개발 매니저

고충: 생산 공정에 소요되는 시간, 투자되는 비용, 지연되는 기한.

경쟁이 치열한 플라스틱 열성형 시장에서 Duo Form은 고객의 만족과 사업 확장을 위해 제조 공정 혁신, 소요 시간 단축, 비용 절감을 추구하고 있습니다. 이 과정에서 가장 중요한 부분은 금형의 퀄리티와 내구성을 확보하는 것입니다. Duo Form과 같은 열성형 기업들이 마주한 과제는 시간과 비용의 절감만이 아닙니다. 그들은 반복 설계를 통해 신속한 혁신을 이루어내야 하고 고객의 일정에 맞추어 실물 크기의 시제품을 만들어야 합니다.

솔루션: 적층 제조 기술을 활용하여 금형을 제작한다.

Duo Form은 현재 세라믹 혹은 금속 금형을 생산하던 기존 CNC 방식에서 벗어나 폴리머 펠렛 압출 Titan 3D프린터를 열성형 금형 제작에 활용하고 있습니다. 본 장비는 사출 성형 등 방식에 공통적으로 사용되는 열가소성 펠렛을 사용하는 것이 특징으로 기존 FDM 필라멘트보다 비용이 최대 10배 가량 저렴합니다. 또한 필라멘트를 활용하는 3D프린터보다 최대 10배 빠른 출력 속도를 지원하여 시간 대비 높은 처리량을 보입니다.

3D Systems와 Duo Form은 열성형 금형 제작에 이상적인 유리 충전(glass-filled) 폴리카보네이트 펠렛 등급을 찾아냈습니다. 이는 합리적인 가격에 쉽게 구입할 수 있으며 열성형 공정을 견딜 수 있는 뛰어난 내구성과 정확성이 큰 특징입니다. Duo Form은 3D Systems의 경험, 지식을 바탕으로 최적의 결과물을 출력하고 있습니다.

적층 제조 기술을 통한 혁신과 반복 설계

적층 제조 기술을 생산 공정에 통합한 후 Duo Form은 금형 제작 과정을 한 단계 더 발전시킬 수 있었습니다. 해당 산업의 선두 주자로서 Duo Form은 Titan 3D프린터를 활용하여 신속히 최종 부품의 샘플 파트를 출력하고 본격 생산 전에 고객에게 보여줍니다. Duo Form은 금형 설계 적합도를 확인하기 위해 직접적으로 부품 샘플을 출력하는 것이 실제 제작 전에 반복 설계를 보다 빠르게 할 수 있도록 도왔고 최종적으로 소요되는 시간을 크게 단축했다고 설명했습니다.

결과: 명확한 비용 절약과 소요 시간 단축

Duo Form은 적층 제조 기술을 제조 공정에 도입한 이후 펠렛 압출 3D프린팅 기술의 속도에 힘입어 더 많은 계약을 체결할 수 있었고 이전보다 훨씬 빠르게 작업을 완료하게 되었다고 밝혔습니다. 그 예시로 Rheinheimer 매니저는 Duo Form이 고객에게 샘플 파트 견적을 내는 것부터 최종 납품까지의 전반적인 과정을 공유했습니다. 해당 고객은 Duo Form의 빠른 공정 속도와 생산 능력에 감탄했고 그 즉시 입찰을 승인해 주었습니다. 현재 3D Systems의 3D프린터는 Duo Form의 공정에 확실히 자리를 잡았고 고객에게 더 큰 부가 가치를 선사하고 있습니다.

Rheinheimer 매니저는 적층 제조가 주는 또 다른 이점에 대해 설명했습니다. 그는 적층 제조 기술을 통해 생산이 중단된 제품 데이터를 보관함으로써 향후 수요가 발생했을 시 특정 스페어 부품만 제조가 가능했고 이는 회사의 금형 보관에 큰 도움을 주었다고 덧붙였습니다. 즉, 이전 모델을 따로 저장하지 않고 데이터만 유지하여 필요한 시점에 3D프린터로 소량 출력할 수 있게 된 것입니다.

적층 제조는 전통적인 제조 공정을 보완할 수 있습니다. Duo Form이 대형 펠렛 압출 3D프린팅 기술을 생산 공정에 적용한 사례는 어떻게 적층 제조 기술과 전통적인 생산 방식이 함께 응용될 수 있을지 설명합니다. 서로 다른 두 방식이 만나 발생하는 빠른 제조 속도, 절감된 비용, 향상된 퀄리티라는 시너지 효과를 서둘러 누려보세요.

배경:

Fundidora Morelia(FM)는 철 합금 주조를 전문으로 하는 업력 40년 이상의 가족 소유 철강 주조 공장이고 Proveedora de Servicios y Suministros Industriales (PSSI)는 FM 기업이 2016년에 설립한 자회사입니다. FM과 PSSI는 Titan Robotics® Atlas® 3D printer, CNC routers, 3D 레이저 스캐닝, CAD 모델링, 최신 시범 기술 등 3D 프린팅 기술을 활용하여 고품질의 패턴을 생성하고 있습니다.

멕시코 미초아칸 주에 위치한 작은 마을 코추코는 그들의 역사와 장인 정신으로 유명합니다. 특히 현지 장인들이 수작업으로 만드는 항아리는 정평이 나있습니다.

PSSI의 Alonso Alvarez는 "미초아칸 주 출신의 가족으로서 우리의 문화와 전통에 큰 자부심을 느끼며 지역 장인 분들의 예술과 공예에 경의를 표한다"라고 전했습니다.

FM과 PSSI는 지역의 산업과 예술 부문을 연결 짓는 두 개의 상징적인 거대 꽃병 재현을 의뢰했습니다.

과정:

PSSI는 3D 스캐너를 통해 꽃병 형태를 스캔하고 출력을 위한 CAD 모델을 만들며 역설계를 진행했습니다. 이어서 주조를 위한 패턴을 추가했습니다. Atlas 장비의 펠렛 압출 기능을 활용하여  꽃병의 큰 패턴을 출력했고 부드러운 마감을 위해 수작업으로 바디필러와 샌딩 작업을 진행했습니다.

FM은 꽃병을 강철과 스테인리스 스틸로 주조해냈고 각각에 거울 광택 마감을 추가했습니다. CNC로 패턴을 가공하던 전통 방식이 아닌 3D 프린터를 활용하여 패턴을 출력했기 때문에 시간이 절반 정도 단축되었습니다. Atlas의 lights-out 제작 방식이 작용하여 총 1.5일에 걸쳐 패턴을 제작했습니다. 소요 시간 단축과 동시에 투입 인력 역시 전통 방식 대비 절반 정도를 절감할 수 있었습니다.

Braskem은 적층 제조 재료 사업부를 시작하기 위해 증가하는 플라스틱 범위로 부품을 인쇄하기 위해 Titan 대형 3D 프린터로 전환합니다.

Braskem은 세계 최대의 폴리올레핀 생산업체 중 하나로, 수천 명의 고객이 전통적인 사출 성형 및 열 성형에 재료를 사용하고 있습니다. 

2020년 Braskem은 3D 프린팅용 재활용, 바이오 기반, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 3D 프린팅 펠릿, 필라멘트 및 분말의 증가하는 범위를 홍보하는 데 중점을 둔 적층 제조 재료 사업부를 시작했습니다. Braskem은 압출 기술이 적용된 Titan 대형 3D 프린터로 전환하여 재료를 테스트하고 쇼케이스용 부품을 제작했으며, 표면 품질과 최종 사용 기능이 뛰어난 Titan의 대규모 고해상도 부품에 의존했습니다.

도전 과제

Braskem이 적층 제조 재료 사업부를 구축함에 따라 한 가지 독특한 과제는 브랜드 인지도를 구축하고 적층 제조 응용 분야에서 이러한 신소재의 가치에 대해 고객을 교육하는 것이었습니다.

솔루션

2021년 Braskem은 펜실베이니아주 피츠버그에 위치한 적층 제조 실험실을 위해 Titan Robotics 3D 프린터(펠릿 압출기 2개와 필라멘트 압출기 5개가 있는 Atlas H 3.3)를 구입했습니다. 이 기계는 자동차, 항공 우주, 해상, 가구 및 기타 산업 산업을 대상으로 하는 대규모 인쇄 부품을 통해 재료 기능을 보여주기 위해 구입했습니다. 

Braskem 팀은 다양한 대형 펠릿 기반 시스템에 대한 광범위한 시장 조사를 수행한 후 Titan Robotics 프린터를 결정했습니다. 궁극적으로 팀은 Titan Robotics 기계의 품질, 성능 및 다양성에 깊은 인상을 받았으며 눈에 띄는 뒤틀림이나 왜곡 없이 우수한 표면 품질과 최종 사용 기능을 갖춘 대규모 고해상도 부품을 생산할 수 있었습니다. 기계가 설치되면 Braskem 팀은 3D 디자인 스튜디오인 Dive Design과 협력하여 무역 박람회, 컨퍼런스 및 Braskem 적층 제조 연구소 내부에 전시할 수 있는 대형 쇼케이스 작품을 개발했습니다. 팀은 후처리 없이 모듈식 부품으로 인쇄된 완전 방수 패들보드와 맞춤형 프린팅 액세서리로 완성된 맞춤형 오프로드 SUV 도어 패널 및 펜더 플레어 세트를 만들었습니다.

결과

Titan 3D 프린팅 데모 부품을 통해 Braskem은 디트로이트에서 열린 400 RAPID 적층 제조 쇼에서 3일 만에 2022개 이상의 리드를 생성했으며 이는 지난 2년보다 더 많은 리드입니다. 또한 브랜드 소유자, 신생 기업, 서비스 접수처 및 OEM을 포함한 업계 전문가에게 다양한 재료 역량을 성공적으로 입증하여 큰 효과를 거둘 수 있었습니다. 또한 많은 새로운 잠재 고객이 Braskem에 연락하여 내부 적층 제조 프로그램을 가속화하는 데 도움이 되는 3D 프린팅 프로토타입 제작을 지원했습니다. 이 회사는 2022년 적층 제조 매출 성장 목표를 달성하기 위해 순조롭게 진행 중입니다.