속도 향상: Form 3L과 Fuse 시리즈를 생산에 투입한 Foil Drive Surfs

포일링을 하면 서핑과는 달리 지속적인 패들링으로 인한 어깨 스트레스에서 어느 정도 자유로워지지만, 포일링도 서핑만큼 체력 소모가 큰 스포츠입니다. 라이더가 물 위에 올라와 떠 있을 수 있도록 속력을 내려면 공격적으로 패들링을 해야 합니다. 

오래된 어깨 부상을 극복한 마틴은 자신의 엔지니어링 기술을 활용해 한 단계 더 발전할 기회를 발견했습니다. 작지만 강력한 전기 추진 시스템을 설계하여 마스트헤드에 부착하자 보드를 물 밖으로 쉽게 들어올릴 만한 속력이 생성되었습니다. 마틴 대표는 “다음 단계로 나아가는 것은 당연한 일이었습니다. 저는 20년 동안 3D 프린팅을 해왔기 때문에 초기 프로토타입을 직접 만들 수 있었습니다. 처음에 제품 개발을 시작할 수 있었던 것은 제가 3D 프린팅을 다룰 수 있었기 때문이죠."라고 합니다. 

물 위에서 보낸 많은 시간과 더불어 반복적인 테스트를 거치자 이 디자인이 다른 포일러들로부터 주목을 받기 시작했습니다. 사람들은 마틴 대표에게 자체 추진 시스템을 요청하기 시작했고, 마틴은 다양한 디자인에 손대기 시작하면서 제조에 조금만 신경을 쓰면 실제 상용 제품을 만들 수 있다는 사실을 깨달았습니다.

운동량이 가장 중요한 포일링에서는 무게와 크기가 매우 중요합니다. 구성품이 너무 크거나 무거우면 프로펠러가 시스템을 물 밖으로 들어 올릴 수 있을 만큼 충분히 속도를 낼 수 없습니다. 디자인에서 성능과 크기의 균형을 완벽하게 맞추기 위해 여러 반복 단계를 거쳐야 했기 때문에 3D 프린팅을 선택한 것은 논리적으로 완벽했습니다. 마틴 대표는 FDM과 저가 SLA 장비를 수급하여 설계를 빠르게 반복할 수 있었습니다. 대표는 "개발하는 데 막대한 비용을 들이지 않고도 매우 복잡한 부품을 인하우스 방식으로 미량만 제조할 수 있습니다."라며 만족감을 드러냅니다. 

그러나 테스트 중에 좀 더 강력한 기계적 물성을 얻을 수 있는 3D 프린팅 솔루션을 찾아야 한다는 사실을 깨달았습니다. 프로펠러 날개가 물속을 들락날락하면서 3000rpm으로 회전하고, 전기 모터에서 발생하는 높은 마력과 토크를 처리해야 하기 때문에 프로펠러 날개에 걸리는 압력 해결은 특별한 도전 과제가 될 수 있습니다. 무게는 약 9g에 불과하지만 모든 힘을 감당하려면 블레이드가 아주 튼튼해야 했습니다. 마틴 대표는 "프로펠러 블레이드가 이러한 힘에 대처할 것을 기대한다는 것 자체가 잔인합니다."라며 어려움을 토로합니다.

블레이드를 금속으로 제작하려면 비용이 수만 달러까지 들고, 나중에 디자인을 변경할 수 있는 가능성에도 제한이 생깁니다. 마틴 대표는 “저 조그마한 프로펠러를 소량만 제조해야 했어요. 팔아도 될 정도의 가격에요. 3D 프린팅이 아니면 그렇게 할 수 있는 방법이 없습니다."라고 합니다. 

마틴은 몇 가지 레진 3D 프린터를 사용해 본 후 신뢰할 수 있는 재료 물성을 가진 일관된 재료를 일정 단위로 수급하는 데 어려움을 겪었습니다. 포일 드라이브와 같은 소규모 비즈니스에서는 일관성이 중요합니다. 재료 할당이 잘못되면 물속에서 부품 고장이 발생하고 누군가의 라이딩이 중단될 수 있기 때문입니다. 마틴 대표는 모든 제품의 보증 기준을 칼 같이 정해두었지만, 교체용 부품을 서비스하고 배송하는 데 드는 비용이 제품 원가보다 더 많이 들었습니다. "이러한 부품이 파손되는 것은 향후의 선택 사항이 아니었습니다." 마침내 Form 3+ SLA 프린터에서 유리로 채워진 Rigid 4000 Resin으로 디자인을 테스트할 수 있었고, 멜버른에 위치한 공급업체 씽랩(Thinglab)과 협력하여 부품을 테스트하고 결국 여러 대의 장비를 구매할 수 있었습니다.

Foil Drive 팀은 컨트롤러 브래킷과 같은 프로펠러 이외의 부품에 더 크고 저렴한 레진 프린터를 사용하고 있었습니다. 제품을 생산하여 전 세계로 배송한 후 일부 고객이 브래킷을 과도하게 조여 부러뜨리기 시작했습니다. 마틴 대표는 브라켓의 클램핑 동작과 반복적인 사용을 견딜 수 있는 Form 3L 및 Tough 2000 Resin을 생산에 투입하기로 했습니다. 대표는 “그 이후로는 단 한 번의 실패도 없었고, 장비에 투자한 것에는 그만한 가치가 있었습니다. 비싼 값을 하죠. Form 3L을 사용하면 기계를 설정하고 실행하기만 하면 됩니다."라며 만족스러워 합니다.

Form 3L은 신뢰성과 첨단 장비 특유의 장점을 보여주었지만, 고객 주문이 쏟아지기 시작하면서 Foil Drive는 더 멀리 내다보기 시작했습니다. 3D 프린팅의 민첩성을 유지하면서 더 많은 양을 생산하고 새로운 형상을 실험하기 위해서는 산업적 성능을 갖춘 무언가가 필요했습니다. 강력한 인하우스 SLS가 그 해답이었습니다.

Fuse 시리즈를 설치하자마자 본격적인 레이스에 돌입한 팀은 매주 100개의 부품으로 시작하여 200개, 그리고 지금은 두 번째 Fuse 1+ 30W 프린터로 매주 약 650개의 Nylon 12 Powder 부품을 생산하고 있습니다. Foil Drive는 스포츠의 인기가 폭발적으로 증가함에 따라 생산량을 고객 증가에 맞춰 조정할 수 있었습니다. 마틴 대표는 “Fuse 프린터 덕분에 진정한 물량과 확장성을 도입했습니다 연중무휴 24시간, 주 7일, 매일 작동하니까요.”라며 만족감을 드러냈습니다.

생산 물량이 그정도 된다면 이전 방식으로 제작한 성형 부품을 수급해 파트당 비용을 낮추려고 할 제조사가 많았겠지만 마틴은 지난 몇 년간 공급망에 문제가 생겼을 때 수평적으로 통합된 워크플로의 장점을 확인했습니다. 실리콘 칩이 심각하게 부족했을 때 Foil Drive 사는 공급업체를 교체해야 했고 칩을 고정하던 컨포넌트는 더 이상 정확하게 맞아 떨어지지 않았습니다. 일부 경쟁사들처럼 대량으로 성형된 컴포넌트를 사용했더라면 폐기물이 넘쳐났을 것입니다. 대신 마틴은 방향을 급격하게 틀어 재설계했고 컴포넌트를 하나도 버리지 않게 되었습니다.

포일링의 성공은 추진력에 달려 있습니다. 물 위에 떠서 이동할 때 속도가 필요한 것처럼 신제품을 시장에 출시할 때도 속도가 필요합니다. 3D 프린팅은 이 두 가지를 모두 해결할 수 있습니다. Rigid 4000 Resin 또는 Nylon 12 Powder와 같은 소재는 강도가 뛰어나 내구성이 좋은 최종 사용 장비를 쉽게 제작할 수 있습니다. 또한 Form 3+, Form 3L과 Fuse 시리즈 프린터는 생산 속도가 민첩하여 Foil Drive가 불과 3년 만에 수백만 달러 규모의 비즈니스로 성장하는 데 도움이 되었습니다. 

Formlabs SLA 및 SLS 프린터는 공급망을 수직적으로 통합하여 제조 민첩성을 향상시키거나 기존 툴링의 장애물을 해소하여 완전히 새로운 제품을 만드는 등 새로운 생산 방식을 열어줍니다. Formlabs 프린터를 사용한 생산에 대해 자세히 알아보려면 지금 바로 전문가에게 문의하세요.