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[산업부품] 3D Systems의 발전된 소재에 대한 접근 가속화 – 새로운 응용 분야 개척

[산업부품] 3D Systems의 발전된 소재에 대한 접근 가속화 – 새로운 응용 분야 개척

<< 프린팅 방식: DMP >>


 

 

 

 

 

3D Systems Expands Additive Manufacturing Solutions - Medical Product  Outsourcing

 

 

 

3D Systems의 발전된 소재에 대한 접근 가속화 - 새로운 응용 분야 개척

 

- Direct Metal Printing 플랫폼에서 인증된 scalmalloy (A) 및 인증된 M789 (A)의 고강도 내식성 부품의 적층 제조 용이하게 함

- Application Innovation Group 은 고객이 소재를 인증할 수 있도록 지원하는 서비스를 제공하여 혁신 가속화와 출시 기간 단축 실현

 

록힐, 사우스캐롤라이나, 2021년 9월 2일 - 3D Systems (NYSE : DDD) 오늘 업계를 선도할 재료 포트폴리오에 Certified Scalmalloy (A)Certified M789 (A) 를 추가하였습니다. 이 두 가지는 항공 우주, 모터스포츠 및 자동차, 반도체, 에너지 및 금형 제작과 같은 시장에서 추가 응용 분야를 위한 까다로운 산업용 고강도 내식성 부품의 제작을 용이하게 합니다. 이번 새로운 재료의 출시를 통해 고객은 DMP (Direct Metal Printing) 플랫폼에서 금속 적층 제조에 최적화된 고성능 재료를 사용할 수 있습니다. 또한, 3D Systems 는 소재 제조업체인 APWORKS 및 voestalpine BOHLER Edelstahl 과 협력하여 금속 3D 프린팅 기술과 함께 사용할 수 있도록 이러한 소재를 인증했습니다. 이제 고객은 회사의 AIG (Application Innovation Group) 와 협력하여 DMP Flex 350DMP Factory 350 프린터와 함께 사용하기 위해 이러한 소재를 효율적으로 인증할 수 있으며, 그로인해 출시 기간이 단축되어 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.


Scalmalloy®

Scalmalloy 는 520MPa 의 인장 강도와 480MPa 의 항복 강도를 가진 고강도 알루미늄 합금으로 기준 소재인 AlSi 10Mg 보다 훨씬 더 강력합니다. Scalmalloy 의 고강도는 중량 효율적인 하중 지지 부품을 적층 제조하는 데 이상적입니다. 제조업체는 이 소재를 사용하여 회사의 DMP Flex 350 및 DMP Factory 350 금속 3D 프린터용 3DXpert  소프트웨어에서 사욜할 수 있는 완전히 개발된 빌드 스타일을 통해, 고강도 부식 방지 알루미늄 부품을 생산할 수 있습니다. 또한, Scalmalloy를 사용하여 생산된 부품은 최적의 표면 품질을 가지는 최종 부품을 만들기 위해, 후처리공정 중에 표면 잔여물을 제거하여 화학적으로 세척될 수 있습니다.

이 재료의 이상적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

  • 항공우주 : 수동 RF 부품 (예 : 필터, 도파관 등), 경량 구조 부품
  • 모터스포츠 및 자동차 : 금속 구조 부품 (예 : 서스펜션 브래킷, 변속기 케이스), 에너지 및 유페 관리
  • 반도체 : 유체 흐름 (예 : 매니폴드), 열 관리 (예 : 냉각 노즐, 웨이퍼 테이블) 

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3D Systems DMP Flex 350 금속 프린터의 Certified Scalmalloy (A) 로 제작된 서스펜션 로커.

강도가 높은 이 알루미늄 소재 (금속 적층 제조용으로 특별히 개발됨) 는 고객이 금속 구조 부품의 질량을 더욱 줄일 수 있도록 합니다. 

 

"Scalmalloy의 부품을 적층 제조하는 기능을 당사 포트폴리오에 추가하는 것은 중요한 발전이며, 특히 항공우주 분야에 매우 적합한 것입니다."라고 3D Systems 의 항공우주 및 방위 부문 부사장인 Dr. Michael Shepard 가 말했습니다.  "Scalmalloy 는 매우 매력적인 강도 대 중량 비율을 가지며 기존의 많은 고강도 알루미늄 합금보다 3D 프린팅에 더 적합합니다. 이러한 성능 특성은 항공우주 응용 분야에 이상적이며 고객이 3D 프린팅된 Scalmalloy 구성 요소를 사용하여 한계를 혁신으로 계속해서 확장하는 방법을 보게 되어 기쁩니다."


M789 (BÖHLER M789 AMPO)

M789를 사용하면 최대 52HRC 까지 경화될 수 있을 뿐만 아니라, 코발트가 포함되지 않은 고강도 금형 및 툴링을 생산할 수 있습니다. 3D Systems 는 파트너인 GF Maching Solutions 와의 협력을 통해 DMP 플랫폼에 대한 M789 인증을 획득하여 확장된 적용 분야를 조성하기 위해 단단하고 내부식성인 공구 강철에 대한 고객의 요구를 받아들였습니다. 출력된 부품은 반복적인 제조 공정의 혹독함과 습도가 높은 지역에서의 사용 모두를 견딜 수 있는 장기적인 사용에 최적입니다.

이 소재의 이상적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

  • 금형 제작 : 등각 냉각 기능이 있는 금형 인서트
  • 에너지 : 드릴 비트, 절삭 공구
  • 자동차 : 타이어 금형, 구동 트레인 부품, 차축 부품

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M789(A) 무코발트 공구강에서 금속 적층 제조로 생산된 통풍구용 고강도 몰드 인서트

통합된 등각 냉각 채널은 열 방출을 관리하고 균일한 냉각을 달성하며 뒤틀림 및 변형을 줄이면서 전반적인 사출 성형 경제성을 향상시킴


3D Systems 의 운송 및 모터 스포츠 부문 리더인 Kevin Baughey 는 "자동차 업계의 고객들은 혁신을 앞당기고 가속화하기 위해 적층 제조에 점점 더 의존하고 있습니다. M789 를 금속 3D 프린팅의 솔루션의 일부로 포함시키면 자동차 고객에게 더 높은 정확도를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 등형 냉각 및 타이어 접지면 금형이 장착된 금형 인서트와 같이 더 높은 정확도와 더 얅은 벽체가 필요한 응용 분야에 기술을 사용할 수 있으며, 경쟁 우위를 제공할 수 있습니다." 라고 말했습니다.

 

9월 13일부터 15일까지 시카고의 McCormick Place 에서 개최되는 RAPID+TCT 2021 에서 참석자들은 부스 E7601 의 3D Systems 를 방문하여 이러한 소재의 장점을 더 자세히 알아볼 수 있습니다. 방문객들은 이러한 새로운 소재를 사용하여 생산된 부품을 볼 수 있을 뿐만 아니라, 3D Systems 의 응용 분야 전문가와 이야기하여 Scalmalloy 및 M789 를 사용한 고유의 응용 분야 문제들을 해결할 수 있는 방법을 알아볼 수 있습니다. 이 이벤트에 대한 자세한 내용은 회사 웹사이트를 방문하십시오.


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[업계소식] Figure 4 부품으로 더 나은 퍼포먼스 핏 시스템에 전념하는 BOA

[업계소식] Figure 4 부품으로 더 나은 퍼포먼스 핏 시스템에 전념하는 BOA

<< 프린팅 방식: DLP >>


 

 

 

 

 

3D Systems Expands Additive Manufacturing Solutions - Medical Product  Outsourcing

 

 

 

Figure 4 부품으로 더 나은 퍼포먼스 핏 시스템에 전념하는 BOA

 

- 세밀한 고내구성 3D 프린트 부품으로 신발에 직접 테스트..퍼포먼스 핏 시스템 향상

 

투르 드 프랑스에 참가하는 사이클리스트들은 알든 모르든 절반 이상이 코스에서 장거리를 달려나갈 때 BOA® Fit System을 이용합니다. 또한 BOA 제품은 작업복, 의료용 보조기, 골프와 스노우보딩, 트레일 러닝 같은 스포츠에서도 공통적으로 활용하는데, BOA의 특허 제품으로서 3개 부품으로 구성된 피팅 시스템을 각자의 고성능 제품에 통합해 작업자와 선수의 집중력 유지를 돕습니다.

 

BOA Fit System은 다양한 업계에서 사용자에게 가장 뛰어난 성능을 선보이기 위해 BOA와 제휴하는 시장의 선도적 브랜드마다 자사의 제품에 통합하고 있습니다. 스포츠의 강도와 제품에 필요한 잠금장치의 힘에 맞게 설계되어 다양한 단계로 힘을 전달 할 수 있는 BOA의 성능 시스템은 빠르고 손쉬우면서도 정확한 피팅을 선보이도록 고안되었습니다.


고기능성 3D 프린팅 소재를 향한 여정

BOA Fit System의 주요 구성품 중 하나는 바로 다이얼입니다. 다이얼은 피팅된 기어로 발생하는 레이스 (lace) 장력에 따라 힘을 3단계로 전달 할 수 있도록 설계되었습니다. 여기에 포함되는 제품으로는 더욱 줄어든 기어로 하이 토크를 실현함으로서 2001년 BOA의 성공 가도를 열어 준 하이 파워 스노우보드 다이얼을 들 수 있습니다. 다니엘 힙우드 씨는 BOA의 수석 설계 엔지니어로서, 이와 같은 제품의 기계 설계 연구에 많은 시간을 쏟고 있습니다.

 

BOA에서는 수년간 3D 프린팅을 원형 제작에 활용해 왔지만, 힙우드 씨는 BOA의 응용 분야와 여기에 필요한 소재 성능을 일치시키는 것은 계속된 과제였다고 말합니다. BOA 제품은 소형인 데다 기계적 속성이 무엇보다 중요하기 때문에 상당수의 3D 프린팅 소재는 개념 검증과 미학적 부분 외에는 BOA에 도움이 되지 못했습니다.

 

힙우드 씨는 기존에 BOA에서 프린트했던 부품은 시간이 지나면 상태를 유지하지 못하고 취약해졌다고 설명하면서 다음과 같이 이야기합니다. "이용 가능한 소재 문제로 어려움이 정말 많았습니다. 개념을 잡고 3일 뒤 회의 때 데스크에서 떨어뜨려 보면 산산조각이 나곤 했죠. 필요한 해상도로 유사 열가소성 성능을 보이는 소재를 찾기가 정말 까다로웠고, 그와 같은 속성을 유지할 수 있으면서도 저희가 원하는 규모의 부품을 실제로 3D 프린트하기도 어려웠습니다."

 

당분간 BOA의 워크플로에 소량의 사전 제작 사출 성형 부품이 여전히 포함되기는 하겠지만, 이 업체는 툴링 공정을 시작하기 전에 설계의 한계와 속도를 한층 끌어올리고 자신감을 더할 수 있도록 3D 프린트 부품의 내구성과 최종 생산되는 사출 성형 부품의 차이를 메우고자 했습니다. 그리고 BOA는 ㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇㅇ연구 끝에 3D Systems의 Figure 4 기술과 소재를 발견했습니다. 

 

Figure 4 로 더욱 신속한 테스트

자동차Figure 4 는 비접촉 박막을 이용해 정확도와 놀라운 수준의 디테일 충실도를 초고속 프린팅과 함께 선보이는 투영 기반 적층 제조 기술입니다. BOA는 3D Systems의 생산 등급 Figure 4 소재와 더불어 Figure 4® Standalone 을 이용해 생산 부품의 성능을 초기에 통찰할 수 있게 되었습니다. 기계로 가공하는 부품은 대개 3주나 기다려야 하지만, 현재 BOA는 Figure 4 를 활용해 당일 오후에 설계를 실제로 제작하고 있습니다.

 

BOA에서는 3D Systems의 Figure 4 소재 몇 가지를 이용하며, 가장 선호하는 소재는 Figure 4® PRO-BLK 10 입니다. BOA가 이전에 시험 삼아 이용해 본 다른 적층 소재와 달리 해당 고정밀 생산 등급 소재는 장기적 환경 안정성과 유사 열가소성 현상이 우수합니다. 이 소재는 유용성이 매우 크다고 입증되었고 자체 속성을 유지할 역량과 함께 해상도와 성능을 선보일 만한 소재를 찾던 BOA에 해답을 제시했습니다. 소재의 기능은 BOA의 목적에 아주 잘 맞았고, 이 업체는 최종 생산 부품과 Figure 4 부품 간의 상관관계 테스트를 계속 진행해 생산 단계로 넘어가기 전에 필요한 임계 성능 요건을 파악하고자합니다. 힙우드 씨는 "말 그대로 1대 1로 상응하는 경우도 있기 때문에, 성능이 당사의 사출 성형 구성품과 일치합니다."라고 이야기합니다.

 

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Figure 4 는 BOA에 필요한 해상도로 유사 열가소성 성능을 보장합니다.


BOA는 제품 개발의 일환으로 현실성 있는 원형 제작품을 신발에 일찍 적용해 설계 공정에 투입함으로서 테스트 담당자가 이를 접해 볼 수 있도록 하고자 합니다. 설계물이 최종 생산 단계까지 가지 못하더라도 BOA는 신발에 다이얼을 부착하고 루틴에 따라 과용 (abuse)함으로서 무엇이 제대로 기능하고 또 그렇지 못한지를 설계 및 성능 데이터로 수집할 수 있습니다. 다이얼을 금형된 구멍 없이 섬유에 꿰매기 위해서는 이와 같은 형태의 테스트가 필요합니다. 힙우드 씨에 따르면 기존의 플라스틱 중에서는 균열 없이 기능할 만한 UV 경화 소재를 찾는 일은 고사하고 스티칭이 가능한 소재를 찾기도 어려웠습니다." 플라스틱을 바늘로 뚫으려면 인성 (toughness)이 문제가 됩니다. 복원력이 우수할 뿐 아니라 다른 용도로도 쓰일 수 있을 만큼 충분한 강성을 유지하는 소재가 필요합니다. 이를 위해서는 부품 수를 줄이는 것이 매우 중요합니다. 그래야만 스티칭된 구성품이 고강성 플라스틱 소재를 요하는 다른 중요한 기능을 발휘할 수도 있을 테니까요." 힙우드 씨의 설명입니다. Figure 4 PRO-BLK 10은 이러한 방법으로 원형 제작에 사용할 수 있어 BOA에 큰 도움이 되었는데, 시간과 비용을 절약함으로써 최고의 성능을 위한 신속한 설계 반복이 가능했습니다. 

 

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BOA에서는 Figure 4 PRO-BLK 10 부품을 신발에 꿰매어 테스르를 진행합니다.

 

BOA는 자사의 피팅 시스템과 더불어 평생 보증 정책인 The BOA Guarantee로도 잘 알려져 있습니다. 최초의 제품 품질은 그 무엇보다도 중요하고, 힙우드 씨와 BOA의 엔지니어링 팀은 기능적인 프린트 부품을 확보함으로써 설계 주기를 한층 단축하고 툴링 제작 후의 구성품 재설계를 줄이면서 혁신적인 신제품을 제공합니다. "모두가 자사의 제품을 축소하고 최적화하는데 힘을 쏟고 있으며, 따라서 금형이 이미 제작된 다음에야 문제를 찾는 일이 없도록 설계 공정에서 가급적 신속히 약점을 파악하는 것이 매우 중요합니다."

 

BOA에서 추가로 이용 중인 소재에는 고내구성의 회색 원형 제작 소재인 Figure 4® TOUGH-GRY 15 와 탄성 원형 제작 소재인 Figure 4® ELAST-BLK 10 이 포함됩니다. BOA에서는 레이스 다이얼 시스템 내의 소형 기계 부품만 아니라 심미적 개념 증명, 최종 사용 고정 장치, 고무 그립 오버몰드 또한 Figure 4 Standalone으로 프린트합니다.

 

성공적인 사업 성과

힙우드 씨의 설명에 따르면 BOA 가 3D Systems의 기술에 투자하게 된 데는 두 가지 요인이 있습니다. 첫 번쨰 요인은 3D Systems에서 선보인 지원 서비스와 전문성의 수준, 그리고 3D Systems 팀과의 논의가 BOA에 좋은 경험으로 기억되었다는 점입니다. 두 번째 요인은 3D Systems의 사업 성과에 있습니다. 3D 프린팅 업계의 문을 처음연 업체로서 탄탄하게 쌓아 올린 포트폴리오를 보유하고 있기에, BOA는 3D Systems와 손을 잡는다면 투자가 오래 지속될 수 있겠다는 확신을 얻었습니다. 힙우드 씨는 "다른 업체의 설명을 살펴봤더니 테스트를 제대로 거치지 않은 알파 버전이나 베타 버전의 제품 같았습니다." 라고 말합니다. 3D Systems는 혁신과 적층 제조 향상에 명확하게 집중하고 있으며, 그에 따라 업계에서 돋보일 수 있었습니다.

 

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BOA에서는 Figure 4를 활용해 생산 부품의 성능을 초기에 통찹합니다.

 

BOA는 Figure 4 도입 결정에 크게 만족하고 있습니다. 힙우드 씨는 "사내에서 상당수의 인원이 각자의 작업 검증에 프린터가 어떻게 유용하게 쓰이는지 설명할 수 있다."고 전합니다.  



과제

테스트를 견뎌 내는 세밀한 기계 부품을 빠르게 구현해 부품 품질 검증에 박차를 가하세요

해결방안

3D Systems의 Figure 4 Standalone 프린터와 PRO-BLK 10 소재는 견고하고 세밀한 부품의 확보를 돕습니다.

결과

1. 설계 검증 소요 시간이 3주에서 당일로 단축

2. 고내구성 PRO-BLK 10 소재를 신발에 직접 꿰매어 테스트 가능

3. Figure 4 원형 제작품과 생산 부품의 지속적 비교를 통해 최종 부품 성능 예측 가능

 

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[산업부품] Rodin Cars, 3D 프린팅을 사용해 최고 성능의 하이퍼카에 적합한 티타늄 기어박스 제작

[산업부품] Rodin Cars, 3D 프린팅을 사용해 최고 성능의 하이퍼카에 적합한 티타늄 기어박스 제작

<< 프린팅 방식: DMP >>


 

 

 

 

 

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Rodin Cars, 3D 프린팅을 사용해 최고 성능의 하이퍼카에 적합한 티타늄 기어박스 제작

 

- 3D Systems 의 DMP Factory 500은 최대 제작 크기와 프리미엄 소재 기술을 사용해 새로운 하이퍼 성능 Rodin FZERO 자동차에 숨겨진 과학을 한 단계 발전시켰습니다 

 

뉴질랜드에 위치한 자동차 제조사인 Rodin Cars는 3D Systems의 대규모 DMP Factory 500 금속 3D 프린터를 사용해 새로운 맞춤형 레이싱 자동차인 Rodin FZERO의 티타늄 구성품을 제작하고 있습니다. 성능과 품질을 중심으로 엔지니어링 결정을 내린 끝에 주로 탄소 섬유와 티타늄을 사용해 제작됩니다. Rodin Cars는 업계 최초인 8단 시퀀셜 기어박스를 포함해 크기에 상관없이 모든 부품의 설계와 성능을 한층 개선하여 복잡한 티타늄 구성품까지 생산할 수 있는 방법으로 3D Systems의 금속 적층 제조(AM)를 선택했습니다.  

 

"우리는 모든 자동차 구성품을 어디에서도 손색이 없는 최상의 제품으로 제작하는 것이 목표였습니다. 그래서 Rodin FZERO는 오직 적층 제조로만 제조가 가능합니다.”

- Adam Waterhouse, Rodin Cars의 책임 엔지니어

 

도전과제

티타늄 소재의 프린팅으로 양산 부품 달성

1인승 Rodin FZERO ("무한계'를 의미함)는 650kg에 불과한 최종 중량을 목표로 하고 있으며, 4,000kg의 다운포스를 형성하여 오늘날 그랑프리 포뮬러 1 경주용 자동차보다 더욱 빠르게 서킷 랩타임을 기록할 수 있도록 설계되었습니다. Rodin Cars는 업계의 판도를 바꿀 수 있는 엔지니어링을 모든 구성품에 적용하여 각 부품마다 최고의 구성품을 제작할 수 있는 최적화에 전념했습니다.

 

자동차 전체에 티타늄 적층 제조 기술을 사용하려고 했지만 특히 대형 부품에서 크기가 증가하면서 문제가 발생했습니다. 예를 들어 기어박스 같은 구성품을 사양에 맞게 제작하려면 커다란 제작 용적이 필요했지만 대부분 금속 프린터의 기술로는 부족했습니다. 그렇다고 마그네슘을 사용해 기어박스를 주조하는 기존 제조 방식으로 돌아갈 수도 없었습니다. 이러한 제조 방식과 소재는 Rodin Cars의 목적에 부합하지 않기 때문입니다. Rodin Car는 궁극적인 하이퍼카를 제조할 목적으로 적층 제조 기술을 사용해 중량과 기능을 최적화하는 데 가장 높은 우선순위를 두었으며, 이러한 가치를 고려하여 시간이 지나도 최고의 성능과 형태를 유지하는 프리미엄 내부식성 소재로 티타늄을 사용했습니다.

 

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Rodin Cars는 중량과 기능을 최적화하는 데 가장 높은 우선순위를

두고 시간이 지나도 최고의 성능과 형태를 유지하는 내부식성 소재를 사용했습니다.

 

 

솔루션

01 경량 기어박스 제작을 위한 혁신 기술 

기어박스 최적화의 첫 단계는 유명한 기어박스 제조사인 Ricardo와 함께 맞춤형 설계를 제작하는 일이었습니다. Rodin Cars 는 처음 적층 제조 도입 후 3D Systems와 폭넓게 협력하면서 습득한 지식을 Ricardo와 공유했을 뿐만 아니라 적층 제조 기술을 이용해 설계하고 제조했을 때 얻을 수 있는 고유 이점을 알렸습니다. 매우 구체적인 기어비와 케이스 치수가 필요했고, 이러한 설계를 제작하려면 반드시 적층 제조를 사용해야 한다는 사실을 알고 있었기 때문입니다. 과잉 질량을 제거하는 일도 매우 중요해서 일부 영역에서 측면 벽 두께를 2mm까지 줄였습니다. 두 회사는 Rodin Cars가 원하는 기하형상 최적화를 중심으로 부품을 설계하는 데 협력했고, 내부 유로와 유체 채널을 내장하여 최종 기어박스의 크기를 400 x 650 x 300mm로 줄이는 데 성공했습니다. 

 

Rodin Cars는 필요한 치수와 정밀 피처에 따라 티타늄 AM 부품을 제작하기 위해 독자적인 대형 포맷 기술과 검증된 품질 및 반복성으로 잘 알려진 3D Systems의 DMP (Direct Metal Printing)를 선택했습니다.

 

02 검증된 티타늄 워크플로

고성능 차량에서 중량 대비 출력 비율의 최적화는 매우 중요합니다. 따라서 최고 성능이라는 Rodin Car의 사명을 실현하는 동시에 전체적으로 중량을 최대한 줄이려면 복잡한 금속 구성품도 티타늄 소재로 프린트할 수 있어야 합니다. 또한 티타늄은 부식을 방지하는 무결점 소재이기 때문에 시간이 지나면서 변형이나 성능 저하가 일어나지 않아 Rodin Car의 설립자인 David DIcker에게도 의미가 컸습니다.

 

Rodin Cars에서 엔지니어 팀장을 맡고 있는 Adam Waterhouse에 따르면 볼트를 제외한 모든 금속 구성품을 3D 프린팅 할 수 있다는 점이 효과적입니다. Waterhouse는 "기어박스에 연결되는 브래킷을 모두 프린팅 했습니다. 프린트 할 수 있는 부품의 범위가 엄청나게 넓습니다. 시스템 대부분이 3D 프린팅으로 제작되었으니까요."라고 밝혔습니다. 최종 티타늄 기어박스는 LaserForm Ti Gr23 (A)로 프린트되어 강재 내장품까지 포함해도 중량이 68kg에 불과합니다. 

 

3D Systems의 종합 금속 솔류션에는 금속 프린팅 워크플로를 준비하고, 최적화하고 관리 할 수 있는 올인원 소프트웨어인 3DXpert가 포함되어 있습니다. 이 소프트웨어에는 포괄적으로 개발된 프린트 파라미터가 있어서 3D Systems의 LaserForm 소재에 적합할 뿐만 아니라 3D Systems 엔지니어의 전문성을 워크플로에 그대로 반영할 수 있습니다. 그 밖에도 3D Systems의 DMP 장비는 독자적인 시스템 구조를 바탕으로 소재를 성능 저하 없이 모두 사용할 수 있도록 설계되었습니다.


 

03 대규모 금속 3D 프린팅

Rodin Cars는 처음에 기어박스를 더욱 작은 구성품들로 분할하여 사내에서 기존 ProX DMP 320 장비를 사용해 프린트할 계획이었습니다. 하지만 엔지니어링 팀은 3D Systems 의 DMP Factory 500에 대해 학습하여 이러한 수고를 덜 수 있다는 생각에 매우 기뻐했습니다. 이 플랫폼은 유일하게 확장이 가능한 금속 적층 제조 솔루션으로서 대형 부품도 최대 500 x 500 x 500mm까지 원활한 고품질 생산이 가능합니다. 새로운 플랫폼을 사용한 덕분에 이제는 구성품 4개를 한 번에 프린트 할 수 있는 어셈블리로 기어박스 제작이 가능합니다.

 

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DMP Factory 500은 유일하게 확장이 가능한 금속 적층 제조 솔루션으로서

대형 부품도 최대 500 x 500 x 500mm까지 원활한 고품질 생산이 가능합니다.


DMP Factory 500은 동종 제품 중 가장 낮은 산소 농도 (< 25ppm)와 불활성 프린팅 환경을 자랑하여 높은 화학적 순도로 강도와 정확도가 우수한 부품을 제작할 뿐만 아니라 양산에 필요한 반복성까지 보장합니다. Waterhouse에 따르면 측면 벽 두께가 2mm로 매우 얇은 기어박스 케이스를 사용해 이러한 품질 테스트를 마쳤습니다.

 

Waterhouse는 "이 솔루션을 사용한 프린트의 정확도는 매우 우수한 것으로 확인되었습니다. 우리는 정말 가장 커다란 구성품을 제작하면서 뒤틀림이 0,2도에 불과하다는 사실에 놀랐습니다. 그 뿐만 아니라 내부 채널과 엄청나게 얇은 측면 벽으로 적층 제조의 이점을 모두 활용하고 있습니다. 다른 방법을 사용했다면 상상조차 못할 일이죠."라고 강조했습니다.

 

 

04 Application Innovation Group의 금속 전문성

Rodin Cars는 DMP Factory 500을 사내에 설치하기 전에 대규모 금속 프린팅에 더욱 빠르게 익숙해질 수 있도록 3D Systems의 AIG (Application Innovation Group)와 협력하여 첫 번째 티타늄 기어박스를 프린트 했습니다. 3D Systems의 AIG는 풍부한 경험과 기술을 바탕으로 여러 산업에서 적층 제조 응용 분야를 지원할 수 있는 글로벌 리소스로서 응용 분야 개발과 프론트엔드 엔지니어링부터 장비 검증, 공정 검증 및 부품 인증에 이르기까지 어떤 단계에서든 프로젝트에 대한 자문과 지원을 제공합니다.

 

3D Systems는 Rodin Cars의 적층 제조 기술 도입 이후로 전문 지식과 기술 이전을 지속적으로 제공하면서 Rodin Cars가 성공적인 적층 제조 설계 및 생산에 필요한 원리를 이해할 수 있도록 지원했습니다. 하지만 대규모 프린팅 체제로 전환하려면 새로운 모범 사례까 필요했습니다. 3D Systems의 AIG는 엔지니어링 및 응용 분야 개발 서비스를 제공하여 Rodin Cars가 4가지 기어박스 구성품을 최종적으로 프로그래밍하거나, 첫 번째 기어박스를 프린트하는 등 개념을 입증할 수 있도록 도왔습니다. 또한 프로그래밍된 제작 파일과 기술 이전을 제공하여 Rodin Cars의 생산 현장에 DMP Factory 500을 설치한 후 성공적인 댁ㅍ모 금속 프린팅에 빠르게 접근할 수 있도록 길을 닦아주었습니다.

     

결과

1. 적층 제조를 통한 고성능 자동차의 엔지니어링 개선

2. 티타늄을 활용하여 400 x 650 x 300mm 크기로 프린트된 기어박스

3. 업계 최초 강재 내장품 포함

4. 산소 농도 < 25ppm

5. 최고의 기계적 부품 품질과 완전한 소재 사용

6. 2mm 두께의 케이스 측면 벽

7. 높은 정확도와 반복 작업으로 프린트

 

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[산업부품] 3D 시스템즈, 광조형(SLA) 기술로 장기간 사용이 가능한 생산 부품을 제작할 수 있는 소재 출시

[산업부품] 3D 시스템즈, 광조형(SLA) 기술로 장기간 사용이 가능한 생산 부품을 제작할 수 있는 소재 출시

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3D Systems Expands Additive Manufacturing Solutions - Medical Product  Outsourcing

 

 

 

● 업계 최고의 생산 등급 레진인 Accura® AMX™ Rigid Black - 자동차, 소비자 제품, 서비스 업체 등 다양한 시장에서 구조적 하중을 견딜 수 있는

    대형 부품 제작 가능

 

● TOYOTA Gazoo Racing 유럽 팀, Accura AMX Rigid Black 소재를 모터스포츠 응용 분야에 사용해 이전에는 생각할 수 없었던 제품 혁신 창출 

 

사우스캐롤라이나 주 록힐, 2021년 7월 13일 – 3D Systems(NYSE:DDD)는 획기적인 생산 등급 아크릴레이트 레진인 Accura® AMX™ Rigid Black을 출시한다고 오늘 발표했습니다. Accura® AMX™ Rigid Black은 3D Systems의 광조형(SLA) 기술과 함께 사용할 수 있도록 설계되어 우수한 분해능, 정확도 및 표면 품질로 장기간 기계적 사용에 따른 하중에도 잘 견디기 때문에 최초로 적층 제조 부품을 대량 생산할 수 있는 소재입니다. Accura AMX Rigid Black과 함께 회사의 SLA 3D 프린팅 기술, 3D Sprint®, 응용 분야 엔지니어링 서비스가 3D Systems 적층 제조 솔루션으로 제공되기 때문에 자동차 및 모터스포츠, 소비자 제품, 서비스 업체, 계약 제조업에 종사하는 고객들은 광범위한 생산 응용 분야를 빠르게 처리할 수 있습니다. 

 

Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 오프라인 매장용 고정구는

응력/변형률 인성에서 표준 열가소성 플라스틱과 비슷한 성능을 보입니다. 

 

 

3D Systems의 소재 과학자들은 어떤 환경에서든지 오랜 시간 견디는 기계적 속성과 안정성을 고려하여Accura AMX Rigid Black을 설계했습니다. 이 소재는 무려 8년 동안 실내에서, 그리고 1년 6개월 동안 실외에서 기계적 성능에 대한 테스트를 받았기 때문에 부품 성능과 안정성을 크게 개선할 수 있습니다. 표면 품질은 사출 성형 부품에 뒤쳐지지 않을 정도로 뛰어나며, 응력/변형률 인성 역시 표준 열가소성     플라스틱과 비슷한 성능을 보입니다. 또한 Accura AMX Rigid Black의 높은 등방성 속성은 부품 반복성과 정확도를 높여주는 효과가 있습니다.

 

 

Accura AMX Rigid Black은 부분적으로 TOYOTA Gazoo Racing(TGR) 팀에서 원했던 고급 생산 응용 요건에서 아이디어를 얻어 3D Systems가 최근에 개발한 고객 중심 혁신 소재입니다.3D Systems는 2019년에 TGR과 자동차 엔지니어링 변경을 목표로 파트너십을 체결했습니다. 이후로 두 회사는 자동차 설계 및 생산에 혁명을 일으켜 시장을 선점할 수 있는 제조 솔루션을 개발했습니다. TGR은 3D Systems의 Figure 4® 소재를 사용한 경험이 풍부했고, 특히 Figure 4 PRO-BLK 10의 기계적 속성에 깊은 인상을 받았습니다. 하지만 Figure 4 프린터의 제작 크기와 비교했을 때 CNC 고정구를 더욱 크게 제작하고 싶은 비전을 가지고 있었습니다.

 

TOYOTA Gazoo Racing 팀은 3D Systems에서 새롭게 출시한 Accura AMX Rigid Black을

사용해 이미지에 보이는 자동차 그릴 CNC 고정구를 제작하여 매끄러운 측면 벽과 우수한

등방성 강도를 자랑하는 생산 부품을 구현했습니다. 

 

 

TGR에서 생산 엔지니어링 및 미래 기술 부문 그룹 리더를 맡고 있는 Alexander Liebold는 “우리는 Accura AMX Rigid Black 덕분에 실물 크기의 생산 보조 도구를 포함해 복잡한 대형 SLA 생산 부품을 제작할 수 있게 되었습니다. 최근에는 대형 자동차 부품을 CNC 밀링에 적합하게 안정화할 수 있는 고정구를 개발할 때도 이 소재를 사용해 3D 프린팅했습니다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 이후로 이전에 부품 40개를 수작업으로 일괄 처리하던 프로세스와 비교했을 때 시간을 90%까지, 그리고 비용을 60%까지 절감하는 데 성공했습니다. Accura AMX Rigid Black을 사용한 부품은 다른 적층 제조 기술과 달리 매우 매끄러운 측면 벽과 우수한 등방성 강도를 제공하기 때문에 높은 정확도로 많이 사용되는 지그와 고정구에 적합합니다. 이제 우리는 어떤 크기의 부품이든 제작이 가능해졌을 뿐만 아니라 원하는 만큼 오랫동안 필요에 따라 안심하고 제작한 부품을 사용할 수 있습니다. 이 소재는 앞으로 생산 제조업계의 판도를 바꿔놓을 것입니다.”라고 밝혔습니다. 

     

Accura AMX Rigid Black은 자동차 및 모터스포츠 분야에 커다란 이점을 선사하는 동시에 다음과 같은 분야에서 오랜 기간 사용할 수 있는 생산 부품을 제작하는 데도 적합합니다.

 

● 직접 디지털 생산으로 사출 성형 또는 소프트 툴링 공정을 비롯해 생산 보조 공구, 지그 및 고정구까지 대체할 수 있는 소비자 제품

 

● 구조적 하중을 지지할 수 있는 대형 기능성 프로토타입을 비롯해 제조업체와 티어 1 공급업체들이 소비자 제품, 산업 엔지니어링, 자동차, 모터스포츠 업계에 종사하는 여러 고객들에게 공급하는 최종 사용 생산 부품 같은 응용 분야를 요구하는 서비스 업체

 

● 레버, 암, 커플링, 크랭크, 지그, 고정구 등 하중을 지지할 수 있는 맞춤형 부품을 요구하는 특수 계약 제조업


Accura AMX Rigid Black을 사용해 생산된 어쿠스틱 앰프는 뛰어난 표면 품질로 사출 성형 부품과 비교해도 전혀 손색이 없습니다 

 

 

3D Systems에서 재료 엔지니어링 및 개발 부문 수석 부사장을 맡고 있는 Dr. Edwin Hortelano는 “우리는 시장 판도를 바꿀 수 있는 소재를 출시하게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 혁신 제품에 투자하여 끊임없이 SLA 소재 포트폴리오를 늘려간다는 회사의 전략에 따라 Accura AMX Rigid Black의 도입은 앞으로 적층 제조를 통해 다양한 생산 응용 분야를 새롭게 발굴할 것으로 기대됩니다. 예를 들어 서비스 업체들은 최종 사용 제품을 제조하는 데 초점을 맞춰 대부분 작업을 진행하고 있습니다. Accura AMX Rigid Black은 회사의 SLA 3D 프린팅 기술과 결합되어 앞으로 서비스 업체들이 고객 요건을 더욱 효율적이고 경제적인 방법으로 해결하는 데 큰 역할을 하여 비즈니스 성장과 고객 혁신에 박차를 가할 수 있는 토대가 될 것입니다. 이번 제품 출시는 앞으로 3D Systems의 산업용 생산 등급 SLA 레진 포트폴리오 확장을 위한 여러 계획 중 첫 번째에 불과합니다.”라고 설명했습니다.

 

Accura AMX Rigid Black의 정식 출시 날짜는 2021년 7월 20일입니다. 이 소재에 대한 자세한 내용은 아래 출처를 참조하시기 바랍니다..



3D SYSTEMS

* 출처: https://www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-introduces-first-material-long-term-use-production-parts-manufactured

상세보기

[산업부품] 3D 프린팅으로 IP를 보호하고 펌프 성능을 개선하는 Pedrollo

[산업부품] 3D 프린팅으로 IP를 보호하고 펌프 성능을 개선하는 Pedrollo

<< 프린팅 방식: SLA >>


 

 

 

 

 

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이탈리아의 전기 펌프 제조업체인 Pedrollo 40년 전부터 전 세계 기업 및 단체와 협업하며 중동과 아프리카의 사막 같은 메마른 지역과 라틴 아메리카의 취약 지역에서 물 추출을 지원해왔습니다. 계속 달라지는 수율 표준 및 에너지 소비에 관한 법적 요구사항에 보조를 맞추고 제품 성능 혁신을 통한 Pedrollo의 미래를 보장하기 위해 Pedrollo 연구개발 팀은 지속적으로 제품을 개선하는 일에 매진합니다. 매해 진행되는 혁신 투자의 일환으로 Pedrollo는 원형 제작 공정을 다시 검토하고 3D 프린팅에 대해 알아보기로 결정했습니다.

 

Pedrollo가 원형 제작 공정 개선에 초점을 맞추게 된 두 가지 이유는 설계 주기를 가속화하고, 원형 제작을 사내에서 진행하여 지적 재산 보호를 강화하고 싶었기 때문입니다. Pedrollo는 3D Systems의 SLA(광조형)와 투명한 3D 프린팅 재료인 VisiJet® SL Clear Accura® ClearVue를 선택했을 때 성능이 얼마나 개선될지 예상하지 못했습니다.

 

 

반복 원형 제작에 적합한 3D 프린터 선택

3D 프린터를 구입하기로 결정하기 전에 Pedrollo는 시장을 분석하고 이미 3D 프린팅을 시작한 다른 업체들은 어떤 선택을 했는지 조사했습니다. 이후 Pedrollo 3D Systems의 리셀러이자 몰타 지역에 기반을 둔 3D 프린터 및 3D 스캐너 공인 판매업체인 3DZ와 상담했습니다. 3DZ는 고품질 부품과 사용 편의성을 원하는 Pedrollo에게 잘 맞는 3D Systems ProJet® 6000을 선택하도록 안내하며 도움을 주었습니다

 

이탈리아, 산 보니파시오에 있는 Pedrollo 시설에 3D 프린터가 설치된 후 3DZ Pedrollo 직원들에게 사용자 교육을 실시하여 작동 방법을 알려주었습니다. 사장이자 설립자인 Silvano Pedrollo 3D 프린터를 바로 통합하여 원형을 더 빨리 그리고 더 자주 생산한다는 목적을 달성했다고 말했습니다.

 

ProJet 6000 SLA 프린터는 3D 프린팅 부품과 원형을 정확하게 만들며, 기하 형상, 방향, 제작 모드에 따라 0.002인치, 0.050mm까지 정확하게 피처를 재현할 수 있습니다.

 

최대 제작 플랫폼 크기가 10in x 10in x 10in (250mm x 250mm x 250mm)이며 일반 플라스틱 재료와 특성이 동일하거나 더 우수한 재료를 다양하게 선택할 수 있습니다. ProJet 6000 3D Sprint™도 제공되는데, 이것은 적층 제조 공정을 관리하는 것은 물론 3D Systems의 플라스틱 프린터에서 프린팅할 때 필요한 CAD 데이터를 준비하고 최적화하는 독점 소프트웨어입니다.

 

Pedrollo “3D 프린팅을 시작하기 전에는 원형을 만드는 데 시간이 많이 걸렸으며, 설계 단계부터 최종 모델을 받기까지 4-5개월을 기다려야 했습니다라고 말했습니다. 3D 프린팅을 도입한 직후에는 원형 제작 시간이 5분의 1로 줄었고 이후 꾸준히 줄면서 24시간 미만까지 줄었습니다.

 

ProJet 6000이 워크플로에 효과적으로 통합되자 Pedrollo는 생산성과 용량을 확대하기로 결정하고3D Systems 프린터 ProX® 800을 추가로 구입했습니다. 이 프린터는 SLA를 더 큰 규모로 효율적으로 처리할 수 있습니다. ProX 800 3D Sprint가 함께 제공되며, 제작 플랫폼 크기가 25.6in x 29.5in x 21.65in (650mm x 750mm x 550mm)입니다. 다른 3D Systems SLA 프린터와 마찬가지로 ProX 800은 정밀한 Q부품을 정확하게 생산하며, 광범위한 고품질 재료와 호환됩니다.


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사내 3D 프린팅을 통해 Pedrollo는 원형을 더 빨리 그리고 더 자주 제작할 수 있게 되었습니다.

 

 

사내 3D 프린팅을 통해 IP 보호

자사 이름으로 150개 이상의 특허를 보유하고 있는 Pedrollo는 그 지적 재산이 매우 중요한 자산입니다. 자사 디자인의 기밀을 완벽하게 유지하고 제품 개발 및 연구 결과를 지킬 수 있다는 점에서 사내 3D 프린팅에 기꺼이 투자할 수 있었던 것입니다. Silvano Pedrollo 3D 프린팅을 사내로 도입하면서 경쟁 업체나 위조품 제조자들을 확실하게 따돌리면서 회사의 연간 수입이 늘었다고 말합니다.

 

Pedrollo위조품 때문에 우리 연간 수입이 30% 가까이 줄었습니다. 우리 지적 재산을 보호할 수 있게 되어 프로젝트의 기밀을 완벽하게 지키고 수익을 회복할 수 있게 되었습니다라고 말했습니다.


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Pedrollo는 투명한 원형을 통해 디자인이 실제로 예상대로 작동하는지 비교할 수 있습니다.

 

 

투명 원형 제작을 통해 제품 성능 개선

3D 프린팅을 채택하여 속도와 IP 보안에서 예상보다 큰 이점을 얻은 것 외에도 Pedrollo 3D Systems의 투명 SLA 재료 덕분에 내부 유체가 외부 하우징을 통과하는 모습을 관찰하며 내부 펌프 성능을 개선할 수 있게 되었습니다. VisiJet SL Clear Accura ClearVue 같은 3D Systems 투명 재료는 폴리카보네이트, 아크릴, 크리스털 폴리스티렌, 유리와 동일한 품질의 3D 프린팅 부품을 만들 수 있습니다. 실험실에서 실시한 투명 재료 시험에서 3D Systems Accura ClearVue가 시장에서 가장 선명하고 투명한 재료인 것으로 확인되었습니다.

 

Pedrollo는 자사 펌프의 기능 원형을 제작할 때 투명 재료를 사용하여 추측이 아니라 관찰을 통해 유체 흐름이 막히거나 원활하지 않는 위치를 정확히 찾아 내부 기하 형상을 변경할 수 있었습니다. Pedrollo투명 원형을 신속하게 그리고 적은 비용으로 만들 수 있는 능력은 제품 개발 과정에서 매우 중요합니다. 왜냐하면 유체 흐름 패턴을 볼 수 있기 때문에 디자인이 실제로 예상대로 작동하는지 비교할 수 있기 때문입니다. 내부 작동 상태를 보면서 결정할 수 있기 때문에 디자인을 개선하여 더 좋은 최종 제품을 만들 수 있습니다라고 말했습니다.



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투명한 SLA 부품으로 유체 흐름을 볼 수 있기 때문에 추측이 아니라 관찰하면서 제품을 개발합니다.

 

 

지그와 고정장치 그리고 최종 부품

Pedrollo 3D 프린팅을 설계와 원형 제작 공정에 완벽하게 통합한 후 그 사용을 계속 확대하고 있습니다. 3D 프린팅은 현재 기술 구성품과 미학 요소에서 예비 부품, 지그, 고정장치, 심지어는 도구용 용기를 생산할 때도 사용됩니다. 

 

Pedrollo우리는 3D Systems 3D 프린터를 매일 사용합니다. 활용도가 매우 좋아 그 가치를 극대화할 방법을 계속 모색하고 있습니다라고 말했습니다.

 


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Pedrollo 3D Systems SLA를 선택한 기준은 고품질 부품과 사용 편의성이었습니다.

 

 

3D SYSTEMS

* 출처: https://ko.3dsystems.com/customer-stories/pedrollo-safeguards-ip-and-improves-pump-performance-3d-printing

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