플릿에서 확인한 태산 같은 확장성: 블랙 다이아몬드의 Form 4

블랙 다이아몬드의 디자인팀은 자사의 제품이 초보 등반가에게는 편안함을 선사 하고 전문가에게는 신기록을 달성하는 데 도움이 된다는 점을 확신할 수 있어야 합니다. 이런 점에 집중하려고 한다면 광범위한 테스트 작업을 거칠 수 밖에 없고 어떤 제품은 수백만 번의 테스트를 거치기도 합니다. 그렇게 테스트하는 데 필요한 수량을 처리하려면 3D 프린팅 랩을 24시간 가동해야 합니다. 테츨 씨는 “SLA 프린터도 SLS 프린터도 보유하고 있고 매일 가동합니다.”라고 설명합니다. “제가 해야할 일은 파트를 익일에 전달해 주겠다는 약속 뿐이죠.” 

테츨 씨는 여러 개의 팀에서 밀려들어 오는 레진과 분말 3D 프린팅 파트 요청을 Formlabs의 온라인 프린트 관리 시스템인 Dashboard로 관리합니다. 지금까지는 기능 테스트용 파트를 대부분 Fuse 시리즈에 전송하여 Nylon 12 Powder로 프린팅하는 것으로 강도와 내구성을 얻어왔지만 Form 4를 이용하니 많은 파트에서 소재를 레진으로 바꿀만한 장점을 확인했습니다. “Fuse를 도입한 이래로 매일 가동해 왔습니다. 그렇지만 Form 4를 도입하고 나서는 다시 레진을 사용하게 되었죠. 파트를 요청해 온 당일에 전달할 수 있으니까요.”

초기 프로토타입이나 최종 사용 기능 테스트용 프린트물이라 할지라도 당일에 전해주면 디자인팀은 엄청나게 앞서 나갈 수 있습니다. 테츨 씨는 “디자인 검토용으로 정말 훌륭합니다. 프린팅하는 날 따로, 테스트 하거나 반복 설계하는 날 따로 소비하는 대신 한 번에 할 수 있은까요."라며 만족감을 드러냈습니다.

사용자가 초보 등반가이거나 노련한 클라이머라도 마찬가지로 도전 앞에서는 장비가 과연 적합할지를 걱정하기 보다는 눈 앞에 트레일이나 암벽에 집중해야 합니다. 이 기어를 디자인할 때도 이런 기준을 동일하게 적용하여 테츨 씨와 동료는 최고급 장비 디자인에 필요한 인간 공학적 디자인, 소재 선택, 피로 시험 외 기타 다양한 요소에 집중했습니다. 이들은 프린트 실패가 있을지 없을지, 또는 프린트물의 공차가 범위에서 벗어날지를 두고 걱정할 필요가 없었습니다. Form 4를 이용하면 장비를 설치하는 날부터 제품에만 집중할 수 있기 때문입니다. 테츨 씨는 “지금까지 플러그만 꽂으면 거의 다 설정이 끝난 것과 같았어요. 네트워크에 연결하자마자, 익숙한 Formlabs 에코시스템에 파트를 업로드하고, 버튼을 누르면, 파트를 손에 쥐게 되는 거죠”라고 설명합니다. 

장비를 구성하는 데서 워크플로에 통합하기까지, Form 4에서는 모든 과정이 간단했습니다. 테츨 씨는 “꽤 직관적이었습니다. 기본적으로 상자에서 꺼낸다음 수평을 맞추면, 바로 작동했거든요. 전에 사용했던 다른 Formlabs 시스템들처럼 접근하기가 쉬웠어요.”라며 만족감을 드러냈습니다.

Form 4는 여전히 사용하기 편하고 안정적이어서 파트 전송을 결정하기가 무엇보다 쉽습니다. 테츨 씨는 “99% 확률로 프린트에 성공할 것을 알 수 있었습니다. 그리고 나머지 1%의 실패조차 제 힘으로 해결할 수 있죠. 프린터가 작동을 멈춰도 당일에 다시 작동시킬 수 있으니까요. 이런 안정성은 정말이지 아주 훌륭합니다.”라며 Form 4의 성능을 설명합니다. 

블랙 다이아몬드사의 기어처럼 고도의 기술을 요하는 제품을 개발하는 과정에는 다양한 소재의 물성과 광범위한 시험을 폭 넓게 다뤄야 합니다. 최근에 진행한 경량 트래킹 폴 제품 디자인 사이클에는 Form 4와 신규 Grey Resin V5를 테스트에 투입했습니다. 

이전에는 트레킹 폴에 들어가는 해당 컴포넌트를 Nylon 12 Powder로 Fuse에서 프린팅했습니다. 테츨 씨는 “기능 테스트에 대체로 나일론을 사용하지만, 이 고정구는 Form 4에서 프린팅했습니다. 왜냐면 몇 시간 안에 디자인을 몇 가지나 시도해 볼 수 있었기 때문이죠.”라며 회상했습니다. 

처음에는 SLA 레진이 트레킹 폴이 거쳐야 할 광범위한 압력과 마찰 시험을 견딜 수 있을지 미심쩍었지만 폴 메커니즘 위의 Grey Resin V5 버튼은 매 사이클 마다 35 파운드의 압력을 가해… 백만 사이클 이상을 견뎌냈고 그 이상이었습니다. 테츨 씨는 “이전 버전보다 더 튼튼했습니다. 헬멧에서는 Form 3를 사용할 때보다 더 선명한 디테일을 확인했고요.”라며 설명했습니다. 

대령 헬멧 프로토타입에서는 그런 디테일이 중요하므로 데스크톱과 벤치톱 프린터인 Form 4와 Form 3L에서 프린팅합니다. “지금까지 표면 마감 상태가 아주 훌륭했습니다. Form 4에서 Grey Resin과 Clear Resin로 프린팅한 파트를 받은 인하우스 팀들이 하나같이 놀라움을 금치 못 했죠.”

속도, 소재의 다양성, 표면 품질을 갖추게된 블랙 다이아몬드의 디자인 팀은 프로토타입을 빠르게 제작하면서도 매 단계를 더 정밀하게 제어할 수 있게 되었습니다. 테츨 씨는 “처음에는 단지 헬멧 프로토타입을 제작하겠다는 목적으로 Form 3L을 구매했습니다. 심지어 처음 몇 달은 ‘헬멧 프린터’라고까지 불렀죠. 그렇지만 빌드 볼륨이 중요한 프로젝트라면 다른 프로젝트에도 얼마든지 이용할 수 있다는 것을 깨달았습니다.”라며 회상했습니다.

불과 몇 년 전 블랙 다이아몬트의 담당 부서에서는 경쟁력 있고 수준 높은 기술을 요하는 제품 카테고리를 인하우스 방식으로 개발하기 위해 몇 가지 조치를 취했습니다. 그것은 신발이었습니다. 부서에서는 사내에서 구두를 수선하던 수선공을 초빙했고 헬멧용으로 Form 3L을 구매했을 때 기회를 포착했습니다. 테츨 씨는 “풀 사이즈 미드솔을 제작하면서 디테일과 표면 마감을 살릴 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 풋웨어 팀은 미드솔 디자인을 아주 미세하게 변형하여 엄청나게 많은 수량을 뽑아냈고 인하우스 방식으로 대형 포맷을 처리할 수 있는 역량을 갖추는 것이 풋웨어 개발에서는 꽤 중요합니다.”라고 설명합니다. 

처음에는 그저 ‘헬멧 프린터’로 시작했지만 Form 3L은 재빨리 다목적 도구로 탈바꿈했고 부서 주변에서는 다양한 프로젝트를 몇 가지 해결할 수 있었습니다. 아이스 툴 프로젝트의 마지막 단계에서는 Form 3L가 있어서 풀 사이즈 프로토타입을 제작할 수 있었고 조립된 프로토타입이 공중에서 분해될 걱정 없이 그립감과 매달린 상태를 테스트할 수 있었습니다. 디자인 버전을 4년간 개발해 온 후 대형 포맷 레진 3D 프린팅을 인하우스 방식으로 제작하여 최종 반복 설계 단계를 빠르게 진행할 수 있었습니다.

테츨 씨는 “아이스 툴에는 온종일 의지해야 하지만 점점 그립감이 약해질 수 있습니다. 3D 프린팅으로 그립감과 매달림에 대한 대략적인 아이디어를 얻는 것이 정말 중요합니다.”라고 설명합니다.

파트의 사용감에 대한 특정 피드백 또한 소재에 달려 있습니다. 테츨 씨는 파트 대부분을 Grey Resin으로 프린팅하지만 다분할 우레탄 금형 제작에는 Clear Resin을 사용합니다. 테츨 씨는 “Form 3L과 Clear Resin을 금형 제작 플랫폼으로 사용해 왔습니다. 특히 꽤 여러 부분으로 분할된 금형을 만드는 데 주효했죠. Clear Resin은 프린팅이 정말 잘 되고 금형 캐비티에 맞아 떨어지는 우레탄을 시각적을 확인할 수 있는 점이 좋습니다.”라며 만족스러워 합니다. Clear Resin 금형은 세척과 후경화를 거치고 우레탄 금형 이형제를 스프레이한 후 15분을 설정해 두고 사출 성형에 투입됩니다. 인하우스 3D 프린팅 금형을 이용하면 기능이 전부 구현된 프로토타입을 우레탄 같이 유연한 소재로 제작할 수 있습니다. 제작한 프로토타입은 아웃소싱을 거치지 않고도 UV 차단성을 갖출 수 있습니다. 

대형 포맷 3D 프린팅 역량을 인하우스로 도입하기 전에는 금형과 헬맷 같은 대형 포맷 프로토타입을 외주 제작하려면 비용이 많이 들고 디자인 과정에 리드 타임이 추가로 소요됩니다. 그렇지만 지금은 헬멧, 풋웨어 미드솔, 금형을 제작하는 워크플로를 더 정밀하게 제어하고 비용 절감과 리드타임 단축 효과를 그 어느 때보다 크게 누리고 있습니다. 

대형 포맷 3D 프린팅에 더하여 테츨 씨의 팀이 인하우스로 도입한 것은 SLS 3D 프린팅입니다. 레진 프린트물로 설계를 검토한 후 현장 기능 테스트를 위해 내구성이 더 뛰어난 최종 생산 재료를 사용했습니다. 

테츨 씨는 지금까지 MJF 프린터를 사용한 3D 프린팅 서비스 업체에 파트를 보내 프린팅했지만 비용이 너무 가파르게 상승했습니다. 테츨 씨는 “동일한 소재를 사용한 동일한 공정이었기 대문에 인하우스 방식으로 해결하는 것이 합리적이었습니다. 작업 속도는 빨라지고 비용을 절약할 수 있었죠. 정확하게 필요했던 것을 제작할 수 있었고 파트 대부분을 80% 저렴하게 제작할 수 있었습니다.”라며 회상했습니다. 

이런 현장 테스트 프로토타입은 강한 충격과 거친 사용을 견딜 수 있는 것이 중요합니다. Nylon 12 Powder의 강도와 내구성 덕분에 블랙 다이아몬드 팀은 원하는 환경에서 프로토타입을 사용해 볼 수 있었습니다. 그곳은 다름아닌 산악 지대의 야외 환경입니다. 캐나다 에드몬드에서 열렸던 2023년 빙벽 등반 세계 선수권 대회(Ice Climbing World Championships)에서는 한 출전자가 Fuse 1+ 30W에서 Nylon 12 Powder로 프린팅한 그립이 달린 아이스 툴을 사용했습니다. 어느 시점에서 도구는 얼음 아래로 80피트나 떨어졌지만 균열이나 손상 없이 충격에서 살아 남았습니다. 테츨 씨는 “우리는 스키에 들어가는 기능적인 컴포넌트가 필요했고, 상당한 하중을 반복적으로 견뎌야 하는 낙하 시험기용 내부 컴포넌트를 만들었습니다. 결국에는 고강도 3D 프린팅 파트를 인하우스 방식으로 제작할 수 있게 되었습니다.” 라고 설명했습니다. 

Fuse 1+ 30W가 풋웨어 개발 비용을 낮추는 데 도움이 되었습니다. 이들의 인하우스 구두 수선공은 신발이나 부츠의 형태를 유지하는 데 나일론을 선반으로 가공하여 제작한 대령 라스트를 사용합니다. 이전에는 외주 서비스에 이런 파트를 맡겨서 배송받았지만 Fuse 1+ 30W에서 Nylon 12 Powder를 프린팅하자 비용을 $2,000에서 단 $65로 아낄 수 있었고 리드타임은 줄어들었습니다. “Fuse는 새롭게 풋웨어 프로젝트를 진행하면서 나일론으로 했던 작업을 확장하는 데 도움이 되었습니다.”

Fuse 1+ 30W를 매일 15%~20% 패킹 밀도로 실행하는 것을 감안할 때, SLS 3D 프린팅 은 블랙 다이아몬드가 풋웨어 개발을 확장하고 기능 테스트 역량을 증진할 때 효과적이면서도 비용 효율적인 방법이었습니다. 

수백 개의 제품과 결코 줄어들 것 같지 않은 프린팅 대기열을 보면 테츨 씨에게는 3D 프린터의 안정성, 속도, 일관된 품질이 무엇보다 중요합니다. 블랙 다이아몬드는 Formlabs 프린터에 계속해서 투자하여 Form 2, Form 3, Form 3+, Form 3L과 Fuse, 이제 Form 4용 워크플로를 만들었습니다. 산지를 찾는 다양한 수준의 등반가가 레저를 위해 신뢰하는 장비를 제작하려면 디자인팀 자신도 믿을 수 있는 도구를 생산해야 합니다. 속도나 소재가 다양해도 이러한 안정성은 타협할 수 없지만 테츨 씨는 Form 4용 워크플로가 지금껏 익숙하게 사용해 온 시스템과 동일하다는 것을 발견했습니다.

Form 4의 속도 덕분에 블랙 다이아몬트의 디자인팀은 가장 좋아하는 일에 최대한 많은 시간을 할애할 수 있습니다. 그것은 와사치 산에서 업계를 선도하는 자사의 제품을 테스트는 일이며 동시에 프린트물을 기다리는 시간은 최대한 절감하는 것입니다.