AXIS, Fuse 시리즈로 자동차 애프터마켓 부품 생산 속도 6배 향상

AXIS는 자동차 실내 패널 및 스마트폰 홀더와 같은 애프터마켓용 맞춤형 부품을 처리합니다. 주로 전자 상거래를 통해 판매하는 이 회사는 신차 출시와 연계된 신속한 제품 출시로 경쟁 우위를 확보하고 있습니다. 2025년 4월, AXIS는 Fuse 1+ 30W 선택적 레이저 소결(SLS) 3D 프린터를 도입하여 프로토타이핑에서 대량 생산까지 모든 작업을 수행할 수 있게 되었습니다.

금형에서 Fuse 시리즈로 전환한 결과 AXIS의 개발 기간이 6개월에서 1개월로 대폭 단축되었습니다. Fuse 시리즈를 제품 개발 및 제조에 사용한 것에 대해 CEO인 히데유키 이리에(Hideyuki Irie) 대표님과 이야기를 나눴습니다. Fuse 시리즈가 포함된 회사의 장비는 Formlabs 공인 유통업체인 BRULE을 통해 도입되었습니다.

회사의 모든 제품은 전자 상거래 사이트를 통해 판매되므로 고객은 특정 자동차 모델에 전용으로 사용되는 맞춤형 부품을 구매할 수 있습니다. 신차가 출시되면 AXIS는 이에 맞는 맞춤형 부품을 신속하게 선보입니다. 이러한 속도감은 자동차 애프터마켓 부품 시장에서 경쟁 우위를 확보하는 데 필요합니다.

전자상거래 판매의 특성상 고객은 전국에 분포되어 있습니다. 홋카이도에서 오키나와까지 자동차를 사랑하는 사용자들이 이 회사의 제품을 구매합니다. 판매가 대면으로 이루어지지 않기 때문에 제품 품질과 신속한 대응이 신뢰 구축의 중요한 요소입니다.

AXIS는 2025년 4월부터 Fuse 1+ 30W 3D 프린터 2대와 후처리용 Fuse Sift, Fuse Blast를 도입하여 3D 프린터를 본격적으로 활용하기 시작했습니다. 이전에는 용융 적층 모델링 방식(FDM) 3D 프린터를 사용하여 프로토타입을 제작했지만 더 높은 정확도의 프린트를 얻기 위해 Fuse 시리즈로 전환하기로 결정했습니다.

제품 개발 워크플로는 핸드헬드 3D 스캐너를 사용하여 대상 차량이나 패널을 스캔하는 것으로 시작됩니다. 이 스캔은 CAD 소프트웨어에서 차량을 리버스 엔지니어링한 다음 프로토타입을 설계하는 데 사용됩니다. 3D 모델링은 모두 CAD 엔지니어가 내부에서 처리하여 아웃소싱에 의존하지 않는 시스템을 구축했습니다. 설계가 완료되면 CAD 파일을 PreForm 프린트 준비 소프트웨어에서 프린트할 수 있도록 설정하고 Fuse 1+ 30W로 전송합니다.

이리에 대표는 이러한 속도가 더 효율적인 시행착오로 이어진다고 강조합니다. 디자인 팀과의 협업이 원활해져 대량 생산 전에 잠재적인 문제를 신속하게 발견하고 해결할 수 있게 되었습니다. 3D 스캔을 수행한 당일에 모형을 제작하여 형상과 디자인을 확인합니다. 하루 만에 프로토타입을 개발하여 단기간에 제품 디자인을 완성합니다.

기존의 금형 기반 제조 공정에서는 프로토타입 확인에 몇 주가 걸리는 경우가 많았습니다. 설계 변경이 필요할 때마다 금형을 수정하거나 새로 제작해야 했기 때문에 시간과 비용이 증가했습니다. 3D 프린터를 도입한 이후로 이 반복 프로세스는 몇 주에서 며칠로 대폭 단축되었습니다.

3D 프린터를 도입한 가장 큰 성과는 개발 기간이 크게 단축된 점입니다. 기존의 사출 성형 제조 공정은 개발에서 대량 생산 시작까지 약 6개월이 걸렸습니다. 금형을 설계하고 제작하는 데 시간이 걸리고, 형상을 변경해야 하는 경우 금형을 다시 제작해야 합니다. Fuse 1+ 30W를 도입한 후에는 이 기간이 약 한 달로 단축되었습니다.

비용 측면에서도 이점이 있습니다. 사출 성형을 이용하여 소형 부품을 생산할 때는 금형 비용으로 최소 약 100만 엔이 필요합니다. 3D 프린터로 제조하면 금형 비용이 없고 프로토타입 제작 비용도 크게 줄일 수 있습니다. 회사는 다음 공식으로 재료 비용을 계산하고 여기에 전기 및 인건비를 추가하여 제품 비용을 관리합니다.

제품 무게(g) × 1.2(분말의 20%가 남아 있다고 가정) × 분말 단가 = 재료 비용

이리에 대표는 생산량에 따른 비용 차이를 계속해서 분석하고 있으며, "300개를 초과하는 경우 사출 성형으로 비용을 더 낮출 수 있습니다."라고 말합니다. 3D 프린터를 이용한 제조는 고혼합 저량 생산이나 잦은 설계 변경이 필요한 제품 개발에서 진정한 가치를 입증합니다. 차량 모델마다 형태가 다른 애프터마켓 부품은 이러한 특성과 완벽하게 일치하는 제품 범주입니다.

디자인 자유도도 주요 장점으로 꼽힙니다. 금형을 사용하여 레진을 제조할 때는 드래프트 각도와 같은 제약이 발생하지만 3D 프린터를 사용하면 이러한 제약에서 벗어날 수 있습니다.

고객 서비스에서도 이점이 있습니다. 이전에는 고객이 제품 개선을 요청해도 금형을 수정하거나 재생산하는 데 시간과 비용이 들기 때문에 신속하게 대응하기 어려웠습니다. 3D 프린터를 도입하면 설계 문제나 고객 피드백에 즉각적으로 대응할 수 있습니다. 고객 피드백은 전자 상거래 판매를 통해 직접적으로 접수되므로 이러한 응답 속도는 고객 만족도와 직접적으로 연결되는 중요한 요소입니다.

AXIS는 대량 생산을 위해 Fuse 1+ 30W 3D 프린터 2대를 운영하고 있습니다. 일반적으로 하루에 한 번씩 동시에 실행되며 제품 크기에 따라 프린터당 약 20~30개의 아이템을 생산합니다. 프린터가 두 대 있으면 중복을 통해 생산을 보장할 수 있습니다. 프린터 한 대가 유지보수가 필요하거나 프로토타입 제작에 사용되는 경우에도 다른 프린터로 최종 사용 부품을 계속 프린팅할 수 있습니다.

AXIS는 Nylon 12 Powder를 사용하여 프린팅합니다. 처음에는 유리 충전 Nylon 12 GF Powder로 시작했지만, 재활용 분말과 신분말의 혼합을 보다 쉽게 관리할 수 있도록 BRULE의 조언에 따라 Nylon 12로 전환했습니다. 브래킷과 같이 약 90°C의 내열성이 필요한 제품에 사용을 고려했지만 분말 갱신율을 우선시하여 Nylon 12 Powder로 작업하기로 결정했습니다.

제작 시간도 개선되었습니다. 처음에는 완전히 채워진 빌드 챔버를 프린팅하는 데 약 20시간이 걸렸지만, PreForm 소프트웨어의 업데이트 덕분에 약 13시간으로 단축되었습니다.

PreForm 3.34.0 버전이 출시되면서 소결 패턴이 변경되어 프린트 속도가 25% 빨라졌습니다. 이러한 시간 단축으로 13시간 프린팅과 3시간 냉각을 결합하여 약 16시간의 안정적인 일일 프린트 사이클을 달성할 수 있었습니다.

이리에 대표는 장비의 신뢰성을 평가하면서 "상상했던 것보다 내구성이 더 뛰어났고 기대를 뛰어넘었습니다."라고 말했습니다. AXIS은 제작실 바닥에 카펫을 깔고 매일 청소하여 분말 확산을 관리합니다. 소모품을 정기적으로 교체하여 두 프린터가 안정적으로 작동합니다.

Fuse 1+ 30W로 제조되는 주요 제품 중 하나는 맞춤형 스마트폰 홀더입니다. 이 회사는 Toyota, Honda, Mazda, Subaru, Nissan을 비롯한 다양한 자동차 모델과 호환되는 제품을 제공합니다.

"저희는 3D 프린팅 제품을 고객에게 제공하기 때문에 표면에 신경을 씁니다. 3D 프린팅 제품은 회색빛을 띠지만, 고객이 제품을 손에 쥐었을 때 '이건 3D 프린팅 제품이야'라고 생각하지 않도록 다른 소재와 결합하여 마감 처리에 힘쓰고 있습니다."라고 이리에 대표는 말합니다.

원하는 표면을 얻기 위해 파트를 염색한 후 표면을 처리하여 UV 노출에 견딜 수 있도록 하는데, 이리에 대표는 이를 "제조사의 기술력을 보여주는 쇼케이스"라고 부릅니다. 염색 후에는 회사 로고가 새겨진 붉은색 엠블럼이 추가됩니다. 빨간색 제품 로고는 제품 이미지의 핵심 디자인 요소입니다. 스마트폰 홀더에는 고무 O-링을 추가하여 부드럽게 움직일 수 있도록 했습니다.

AXIS는 약 0.2mm의 정밀도가 필요하며 SLS 제작은 약간의 수축이 발생하는 경향이 있으므로 설계에 이를 반영했습니다. 이렇게 하면 PreForm에서 프린트 설정이 간단해지고, 팀은 PreForm의 프리셋을 사용하여 포장 및 프린팅을 간단하게 진행할 수 있습니다.

또 다른 주요 제품은 아웃도어 장비 브랜드 A-TRAS에서 판매하는 전술 랙 시스템의 알루미늄 멀티 후크용 커넥터입니다. 이 제품은 나사로 고정된 가공 알루미늄 부품에 고정되는 후크로 사용되기 때문에 강도와 내구성이 중요하며 Nylon 12 부품이 이를 충족합니다.

이리에 대표에 따르면 3D 프린팅으로 제조된 제품을 판매하는 회사는 일본 애프터마켓 자동차 부품 업계에서 드물게 볼 수 있습니다. 많은 회사가 3D 프린터를 프로토타이핑에만 제한적으로 사용하지만, AXIS는 제조 공정에 3D 프린터를 활용하는 선구적인 기업입니다.

추가적인 장점은 BRULE의 지원 시스템으로, 여기에는 소재 선택에 대한 조언부터 문제 대응까지 모든 것이 포함되어 있습니다. 이리에 대표는 "저는 완전히 만족합니다. 문제가 전혀 없는 것은 아니지만 문제가 발생했을 때 전화로 연락할 수 있어 안심할 수 있습니다."

이리에 대표는 3D 프린터를 제조에 활용하는 데 있어 후처리에 필요한 인적 노동이 과제라고 말합니다. 분말 제거와 연마는 수작업이 필요합니다. "프린트에서 최종 사용 부품으로 이동하는 과정에는 필연적으로 인력이 필요하기 때문에 처음에는 작업 흐름을 구축하는 데 어려움을 겪었습니다." 현재 프로세스를 표준화하고 안정적인 워크플로를 구축했습니다. 후처리와 염색을 모두 사내에서 완료할 수 있는 시스템을 구축함으로써 외주에 의존하지 않는 민첩한 생산을 실현했습니다.

AXIS는 Fuse 1+ 30W 3D 프린터를 추가로 도입하여 수요를 충족하기 위해 매일 프린팅이 필요한 인기 제품에 단일 프린터를 전담할 계획입니다. "저희는 프린터 수를 더 늘리고 최대 용량으로 가동하고 싶습니다. 이렇게까지 왔으니 앞으로도 데이터를 적용하여 이 산업에서 제품 개발을 성공적으로 선도할 수 있기를 바랍니다.”라고 이리에 대표는 말합니다.

애프터마켓 부품 산업에서 3D 프린터 활용 가능성에 대해 이리에 대표는 "근본적으로 달라진 것은 없지만 3D 프린터 도입으로 개발과 생산 속도가 크게 빨라질 것"이라고 전망했습니다.

Fuse 시리즈를 사용하면 AXIS는 금형 없이도 설계 자유도와 개발 속도를 달성하여 정밀하고 강력한 파트를 비용 효율적으로 제작할 수 있습니다. Fuse 시리즈를 자세히 알아보려면 영업팀에 문의해 주세요.