Kegelmann Technik, 시리즈 생산을 시작하는 3D 프린팅

약 1년 전에 Kegelmann Technik의 경영진에 Dr. 라이너 네트가 합류하였다. 그가 앞으로 Kegelmann Technik에서 해결해야 할 문제가 무엇이고, 어느 방향으로 추구하고 있는지 알아보자.

시모네 캐퍼(Simone Käfer)

핵심 내용

  • 적층 가공 처리량이 100개가 한계라고 하였지만, Kegelmann Technik은 시리즈 생산을 시작하였다.
  • 라이너 네트는 이 기업의 핵심인 기술 다양성을 계속 이어가고 확장할 계획이다.
  • 3D 프린터의 본질적인 특징은 자동화와 견고함이다.

Dr.라이너 네트는 제품 개발자로서 지금까지 카시트 적층 가공 부품과 이를 제조하기 위한 공구를 개발해 왔으며 제품 생성 프로세스의 다른 측면을 연구했다. 그는 2003년에 3D 프린팅 프로토타입에서 깊은 영감을 얻었다. 그 당시 SLS 재료와 SLA 재료는 잘 부서지고 바로 깨졌다. 재료 품질과 기계 처리량이 개선되었음에도 불구하고, 많은 곳에서 한물간 예전 기술들이 적용되고 있었다. 이는 고객과의 대화에서 바로 확인할 수 있었다. “고객들은 당사 적층 가공 기술이 프로토타입 단계를 넘어섰다는 사실에 화들짝 놀랐습니다.”(라이너 네트) 대부분의 사용자들은 적층 가공의 처리량이 100개가 한계라고 생각하고 있었다. 당시에 Kegelmann Technik은 시리즈를 생산을 시작하였다. 최근에는 부품 4,000개 시리즈를 이틀 만에 생산하였다. 물론 이를 위해서는 전제 조건을 충족해야 한다. “조형 공간을 완전히 채우고 부품을 매우 조밀하게 배치해야 하며, 적합한 소프트웨어가 있어야 가능합니다.”(라이너 네트)

가공 처리 시간은 16시간에 불과하다. 최근 설치된 장비는 HP의 Multi Jet Fusion이다. 이 장비는 8대의 SLS 프린터로 이루어진 3D 시스템을 보완하고, 신속성과 균일한 표면 품질을 유지하여, 정밀한 그리드 구조가 SLS 기계보다 우수하다. Kegelmann은 각 3D 프린터에 PA11 또는 PA12를 공급하여 적층 가공을 진행한다. 현재 Kegelmann은 플라스틱에 초점을 맞추고 있지만, 컨셉트 레이저 기계에서 SLM 방법으로 금속 분말 가공도 가능하다.

사용 분야 확장과 자체 개발

Kegelmann이 자신들의 응용 사례에 맞는 방법을 찾기에는 세 가지 적층 가공(SLA, SLS, SLM)과 CNC 밀링, Rimflex, PU-Rim의 진공 주조, 사출 성형, 알루미늄, 강 또는 하이브리드 강 재질의 금형 제작, LSR 금형 제작 그리고 sinker EDM 및 와이어 EDM은 좋은 기회가 되었다. “저는 이곳에서 Kegelmann의 핵심인 기술 다양성을 계속 이어가고 확장하고 싶습니다. 이것이 제가 이곳으로 이직한 결정적인 이유입니다.”(라이너 네트) Kegelmann의 미래를 위한 계획에는 변화도 포함되어 있었다. 라이너 네트는 적층 가공 분야에서 선택할 수 있는 범위를 더욱 확장하고자 한다. 현재 Kegelmann은 주로 자동차 산업 분야에서 활동하고 있지만, 항공 우주 분야에 진출하기 위해 인증을 취득하였다. 이는 그의 목표 리스트에 세 번째 항목으로 추가했다. “저는 제품 개발 분야에서 계속 일했으며, 제 경험을 스케치에서 마케팅 활동까지 전 분야에 활용할 계획입니다.”(라이너 네트) 그는 자체 제품 개발을 시작하고자 한다. Kegelmann의 경영진에 합류한 라이너 네트는 모든 요소들의 강점을 유지할 뿐만 아니라 더욱 확장시켜 안정된 반석 위에 세우려는 목표를 가지고 있다.

미래 3D 프린더의 특징은 견고함과 자동화이다

독일 항공사 Lufthansa용 세면기 거름망은 3D 프린팅으로 생산 단가와 무게를 줄일 수 있다.

3D 프린터는 다소 덜 안정적이다. “지금까지 3D 프린터는 산업적 시리즈 생산에 제한적으로 사용했습니다.”(라이너 네트) 프린터 기계가 연속 생산에서 속도를 높이는 것도 큰 의미가 있다. “연속 생산을 위한 그다음 단계의 산업적 기준에서 3D 프린터는 계속 돌아갈 수 있을까 하는 염려를 불식시킬 만큼 견고해야 합니다. 이런 문제를 당사의 자동화 밀링 센터와 EDM 라인에서 해결했습니다.”(라이너 네트) 라이너 네트는 산업 환경에서 미래의 3D 프린터가 갖추어야 할 본질적인 특징을 자동화와 견고함이라고 강조하였다. 구체적으로 설명하면 기계적 구성 요소들 간의 조율 불량, 레이저 광학 장치를 손상시키는 진동, 지속적으로 온도를 견디지 못하는 재료 등을 손꼽았다. 분말 베드 기계는 어쩔 수 없이 미세 분진이 발생한다. 이동 경로, 빠른 가속, 긴급 제동도 문제가 된다. “이렇게 까다로운 기계 장치는 전통적인 방식의 기계 엔지니어링을 필요로 합니다. 하지만 이는 디지털화된 생산과는 관련이 없습니다.”(라이너 네트)