GF머시닝솔루션즈의 3D Metal Printing

적층 제조가 제품을 만드는 방식을 근본적으로 변화시키고 있다. 적층 제조란 3D 프린팅 기술을 사용하여 디지털 파일이나 디자인으로부터 물리적인 물체를 만드는 프로세스이다. 3D 프린팅 기술은 흔히 볼 수 있는 운동화에서 NASA 로켓 부품에 이르기까지 완제품을 만들기 위해 레이어에 소재를 추가하는 방식으로 진행된다.

3D 프린팅 기술이 제조 산업을 변화시키고 있다.

적층 가공은 전통적인 제조 방법을 뛰어넘어 큰 발전을 이루었다. 훨씬 더 복잡한 디자인을 단순화된 제조공정을 통해 우수한 결과로 제공할 수 있게 되었다. 이로 인해 제조업체는 유연성을 더욱 높이고 생산시간을 더욱 단축할 수 있어, 진정한 혁신이 가능해졌다. 지금까지 생산이 불가능하여 드로잉 보드에 남겨 두었던 제품을 제조할 수 있게 된 것이다.

적층 제조의 약속은 언제나 엄청난 것이었다. 하지만 “한두 개의 프로토타입이 아닌 수백, 수천 개의 부품을 생산해야 한다면?

산업 제조 분야의 임원진들은 3D 프린팅을 사용하면 수십억 달러의 생산 비용을 절감할 수 있다는 것을 이미 알고 있다. 하지만 대량 생산에서 상당한 장벽을 느끼고 있었다. 이제는 3D 프린팅, 특히 메탈 3D 프린팅을 사용하여 사출성형 부품과 비슷한 강도와 속도 그리고 크기의 부품을 저렴한 비용과 효율적으로 생산할 수 있게 되었다.

적층 가공 방식으로 제작할 경우 변화할 수 있는 4가지 이점

  1. 오퍼레이터 부족과 값싼 생산품과의 경쟁

적층 제조는 전통적인 제조방식에 비해 진입 장벽과 생산 비용이 낮다. 공작기계 작업을 위해 컴퓨터에 의존하는 CNC 가공을 예로 들어 보자. 현재 CNC 장비를 조작할 수 있는 프로그래머는 전 세계적으로 부족하다. 또한 숙련된 CNC 프로그래머를 고용하는 데는 상당한 비용이 추가 발생한다. 이 사실만 보더라도 소규모 업체는 규모가 큰 업체와 경쟁하기 어렵다.

이와 대조적으로 적층 제조는 동일한 수준의 기술이 필요하지 않다. 공작 기계와 비교했을 때 복잡하지 않기 때문에 비교적 프로그래밍이 간단하고 장기적으로 더 저렴하게 운영될 수 있다. 예를 들어, 적층 가공을 사용하면 멀리 스위스에서 프로그램한 부품을 받아 다른 나라의 공장에서 생산할 수 있다. 이것은 기존의 제조 기술로는 매우 어려운 도전이다. 다른 제조 기술로는 일반적으로 픽스처와 공구, 자재 그리고 숙련된 기술이 현장에 구비해야 가능하기 때문이다.

  1. 손쉬운 작업 전환

적층 제조를 통해 여러 부품을 동일한 생산대에 빠르고 쉽게 가져올 수 있다. 한 제조작업에서 다른 작업으로 원활하게 전환할 수 있다. 하지만 CNC 기계의 부품을 예를 들면, 전환 작업은 숙련된 작업자의 경우 최대 4 시간 이상이 소요될 수 있다. 하지만 3D 프린터의 부품은 불과 몇 분 만에 교체가 가능하다. 이러한 유연성은 시간을 절약하고 스페어 제조로 시간을 낭비할 필요가 없음을 의미한다. CNC 또는 사출성형 작업과 같은 전통적인 제조공정에서는 일부 부품이 고장 나거나 고장 날 경우를 대비하여 보통 10 %의 추가 작업을 수행하게 된다. 적층 제조를 사용하면 필요한 시간에 여분의 부품을 간단히 인쇄할 수 있다.

  1. 수요에 대한 빠른 대응

우리는 어떠한 물건을 제조하든 소비자 수요가 갑자기 급증하는 때를 예측할 수 없기에 전통적인 제조 방법을 고집한다면 그 기회를 신속하게 활용할 수 없다. 대부분의 제조 공급 체인이 복잡하고 길기 때문에 신속하게 생산량을 늘려 대응하기가 어렵기 때문이다. 그러나 툴링 요구 사항이 낮은 적층 가공은 공급망에 대한 부담을 덜어줄 수 있다. 따라서 디자인에서 고객에게 납품하기까지 걸리는 시간이 매우 짧아, 제품을 더 빨리, 더 쉽게 시장에 투입할 수 있다.

  1. 큰 고객 맞춤형 서비스 제공

소비자들은 점점 개인 라이프 스타일에 맞는 맞춤형 제품을 원하는 추세이다. 적층 가공의 채택과 함께 제공되는 이점은 금형이 필요 없다는 것이고, 이는 기업이 맞춤 부품을 보다 빠르고 저렴한 비용으로 생산할 수 있다는 것을 의미한다. 적층 가공은 맞춤형 부품과 제품의 소량 생산을 지원하여 현대 소비자의 요구에 부합한다.

예를 들어, 특별 한정판 자동차나 이러한 자동차의 맞춤 기능을 예로 들어보자. 이 틈새시장을 위해 적은 비용으로 부품을 효율적으로 프린트하고 고객이 원하는 것을 정확하게 제공할 수 있다.

기업들은 리드타임을 단축하고 고객 요구에 보다 신속하게 대응하기 위해, 차세대 적층 가공 혁신을 빠르게 채택할 수밖에 없다. 이제 남은 것은 적층 가공으로 제조 환경이 변화하기까지 남은 것은 시간문제이다.