차세대 SLS 3D 프린팅 기술 도입: 초고속 성능 및 고성능 소재를 갖춘 Fuse 1+ 30W

Formlabs new SLS 3D printer: Fuse 1+ 30W

저희는 Formlabs에서 Fuse 1 선택적 레이저 소결 방식(SLS) 프린터를 출시하면서 3D 프린팅을 변화시킬 사실을 예상하고 있었습니다. 2020년부터 Formlabs는 어느 경쟁사보다 많은 수의 SLS 프린터를 판매했습니다. 2년이 지난 지금 저희는 수천 명의 사용자로부터 피드백을 받아 오면서 이전 세대 제품보다 최대 2배 더 빠른 인쇄 속도를 가진 고효율 Fuse 1+ 30W SLS 프린터를 출시했습니다. 그리고 이를 통해 Fuse 1의 놀라운 성공을 거듭하면서 지속적으로 발전시키고 있습니다. 

업그레이드된 시스템에는 새롭고 더 강력한 레이저와 더 빠른 스캔 속도, 향상된 분말 처리 성능 및 선택적 불활성 질소 환경을 함께 제공합니다. Fuse 1+ 30W를 사용하면 처리량이 향상되며 새로운 고성능 소재를 사용할 수 있으며 지금까지와는 비교할 수 없을 정도로 신속하게 부품을 공급할 수 있습니다. 

Fuse 1+ 30W printer - Webinar Product Demo
웨비나

신규 Fuse 1+ 30W를 사용한 고성능 부품의 신속한 SLS 생산

Fuse 1+ 30W, 최신 SLS 3D 프린터 및 신규 탄소 충전 nylon 11 소재를 사용하여 엔지니어와 제조업체가 고성능의 내구성있는 파트를 인하우스로 제작할 수 있는 방법을 확인하세요. Formlabs의 SLS 제품 관리자인 Chris Haid가 실시간 Q&A를 통해 최신 제품에 대해 소개하고 여러분의 질문에 답변해 드립니다.

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이전에는 수일이 걸리던 프로토타입 제작이 이제는 단 몇 시간 만에 완료됩니다.

단일 프로토타입을 프린팅 또는 최종 사용 생산을 위해 프린터를 지속적으로 사용할 시 향상된 속도는 모든 산업군에 동일하게 우선적으로 적용됩니다. 전반적인 인쇄 시간을 줄이기 위해 프린터의 핵심 엔진을 업그레이드하였습니다. 또한, Fuse 1+ 30W에는 더 새롭고 강력해진 레이저와 업데이트된 레이저 스캐닝 시스템이 장착되어 있습니다. 이 두 가지 주요 업데이트로 층간 인쇄를 가장 빠르고 효율적으로 할 수 있습니다. 

이제 사용자는 여러 버전의 디자인을 설계하고 업그레이드된 패킹 알고리즘을 사용하여 Fuse 1+ 30W를 통해 이러한 모든 디자인을 인쇄할 수 있으며 다음 날 바로 테스트 준비에 들어갈 수 있습니다. 오늘날 시장에 출시된 제품은 고도로 전문화되어 있으며 이젠 설계자 또는 설계팀에서 작은 컴포넌트까지 모두 고려하여 설계 디자인에 반영하고 있습니다. 작업해야 할 부품이나 프로젝트가 없을 시 프린터에 시간이 더 많이 소요되거나 부품이 서비스 제공업체로부터 도착하기까지 며칠을 기다려야 할 수도 있습니다. 그리고 결국 설계자는 반복적인 프로세스를 진행하기 전에 대기해야 하는 상황으로 이어집니다. 

이제 Fuse 1+ 30W의 더 빨라진 인쇄 속도로 인해 이러한 '다운 타임'이 하룻밤 정도로 줄어들게 되어 디자이너가 프로세스 효율성을 개선할 수 있습니다. 반복되는 실험 횟수가 많을수록 기능 테스트 및 피드백에 더 많은 시간이 소요되며 이를 통해 더 나은 제품과 더 빠른 ROI를 얻을 수 있습니다. 

프린트 소요 시간 사례: 자전거 안장

3D Printed Bike Seat
Fuse 1Fuse 1+ 30W
재료Nylon 12 PowderNylon 12 Powder
패킹 밀도9%9%
모델 재료0.35 kg0.35 kg
레이어21012101
프린트 시간18시간 22분14시간 1분-24.00%

최대 생산 처리량

원자재 부족, 외부 하청업체 비용 상승, 공장 폐쇄를 수년간 겪고 있는 제조업체는 공급망을 통제할 수 있는 방법을 찾아 나서고 있습니다. 최근에 부상한 소재 혁신 덕분에 3D 프린팅 제작 제품을 최종 사용제품으로 바로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 임시 옵션, 검증 단계 및 맞춤형 응용 프로그램에서 이상적으로 사용될 수 있게 되었습니다.

중소기업은 Fuse 1+ 30W 프린터를 사용하여 SLS를 인하우스로 도입하고 값비싼 외부 하청에 대한 의존도를 낮추고 생산 공급망의 지연과 변동성을 피할 수 있습니다. 이미 SLS 3D 프린팅을 활용하고 있는 대규모 제조업체의 경우에는 기존 SLS 시스템의 비용을 늘리지 않고도 3D 프린팅 작업을 분산할 수 있어 더 많은 엔지니어, 디자이너 및 기술자가 산업 품질 SLS에 접근할 수 있게 되었습니다. 이렇게 향상된 접근성을 통해 회사 내 전반적인 교체 부품, 고정 장치, 지그, 툴링 등에도 이를 적용할 수 있게 되었습니다. 

프린트 소요 시간 사례: 축이음쇠

Shaft Coupling
Fuse 1Fuse 1+ 30W
재료Nylon 12 PowderNylon 12 Powder
패킹 밀도58%58%제로 웨이스트 프린팅 작업
모델 재료3.96 kg3.96 kg
레이어26692669
프린트 시간66시간 19분32시간 59분-52.20%

우수한 기계적 특성 및 제로 웨이스트 프린팅 실현

고성능 소재 없이 생산용 3D 프린팅은 불가능기 때문에 Fuse 1+ 30W는 보다 고급화된 분말의 사용 가능성을 열어줄 두 가지 새로운 기능을 함께 통합하고 있습니다. 

새로운 옵션인 질소 공급 기능은 프린팅 과정에서 불활성 가스 환경을 생성하여 소결 환경에서 불필요한 산소를 제거해 줍니다. 이러한 불활성 환경에서 프린팅하면 부품 강도와 연성(ductility)이 높아지기 때문에 특히 자동차 또는 항공우주와 같은 혹독한 환경에 적용되는 최종 제품용 컴포넌트에 더 적합하게 사용이 가능합니다. 호환되는 질소 생성기는 쉽게 구입 가능하며 권장 모델은 영업팀 직원에게 문의하여 확인하십시오. 

또한 제어된 공기 덕분에 Nylon 11 Powder 및 Nylon 11 CF Powder는 소결되지 않은 파우더를 산화로부터 더 잘 보존하고 다음 프린팅 사이클에서 더 많은 파우더를 재사용할 수 있게 되어 더욱 효율적인 소결 공정이 가능합니다. 이는 파우더 재활용 가능성을 높여 주며, 포장 시 최적의 밀도 수치까지 함께 유지하면 프린팅 워크플로에서 제로 웨이스트를 실현할 수 있습니다. 불활성 가스 환경이 아닌 경우, Nylon 11 Powder 및 Nylon 11 CF Powder의 리프레시 비율은 50%입니다. 즉 새 카트리지를 채울 때 50%의 재활용 파우더와 50%의 새 파우더를 사용할 수 있습니다.질소 환경에서는 리프레시 비율이 모두 30%로 개선됩니다.

프린팅 환경에 따른 재생률

Nylon 11 PowderNylon 11 CF Powder
공기50%50%
불활성 가스30%30%

제로 웨이스트 프린팅 워크플로는 환경 지속 가능에 기여할 뿐만 아니라 일반적인 생산 상황에 있어서 소재에 쓰이는 모든 비용이 프린팅된 부품으로 바로 전환될 수 있습니다. 비용 절감, 환경 지속 가능성 및 고품질 부품이라는 특성이 이제 Fuse 1+ 30W로 인해 상호 통합됩니다.

업그레이드된 혼합 방식으로 새로워진 소재

Fuse 1+ 30W 는 탄소 섬유 강화 소재인 Nylon 11 CF Powder와 같은 신규 소재를 사용할 수 있도록 만들어 주는 업데이트된 하드웨어를 포함하고 있어 사용자가 견고하고 강하며 경량의 부품을 자체 생산할 수 있게 해줍니다.

Fuse 1+ 30W 는 탄소 섬유 강화 소재인 Nylon 11 CF Powder와 같은 신규 소재를 사용할 수 있도록 만들어 주는 업데이트된 하드웨어를 포함하고 있어 사용자가 견고하고 강하며 경량의 부품을 자체 생산할 수 있게 해줍니다.

Nylon 11 CF Powder와 같은 복합 소재는 분말 전체에 결합된 탄소 섬유에 대한 강도와 내구성이 높아지고 의 재료 물성을 강화합니다. 고급 재료에는 투여 공정에서 분말의 유동성에서 무결성을 유지할 수 있는 보다 정교한 분말 처리 시스템을 필요로 합니다.

Fuse 1+ 30W 엔지니어링 팀은 이러한 신소재를 좀 더 쉽게 처리할 수 있는 고급 솔루션을 설계했습니다. 분말 호퍼 내의 새로운 교반기를 통해 소재를 조형 공간으로 안정적이고 원활하게 전달하여 Nylon  11  CF Powder를 바로 사용할 수 있으며 나중에 고성능 소재로 활용할 수 있도록 가능성을 열어줍니다. Fuse 1+ 30W 프린터의 향상된 분말 관리 용량으로 항공 우주, 자동차, 의료 및 소비재 산업에 최종 사용이 되는 등 더욱더 광범위한 응용 분야에 적용될 것입니다. 

Nylon 11 CF 3d printed sample part
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낮은 부품당 비용과 빠른 ROI를 위한 엔드-투-엔드 솔루션

Formlabs SLS 3D printer and post-processing solution: Fuse 1+ 30W and Fuse Sift

Fuse 1+ 30W 프린터는 공간을 많이 차지하지 않는 설치 면적과 합리적인 가격으로 산업 품질의 솔루션을 제공하고 있기 때문에 중소기업 입장에서 SLS를 인하우스로 도입할 수 있을 뿐만 아니라 생산 규모를 확장할 수 있습니다. 진입 가격이 저렴한 것 외에도 낮은 부품당 비용, 더 빨라진 처리 시간, 간소화된 워크플로로 전체 제조 비용을 줄일 수 있습니다. 

낮은 재생률로 필요한 새 분말의 양을 줄여 프린터의 지속적으로 발생하는 소모품 비용을 낮춰 줍니다. 이렇게 지출은 낮추면서 반복 프로세스 및 생산 횟수가 증가되면 프린터의 더 빠른 ROI로 이어질 수 있습니다. 많은 타 제조업체의 이전 아웃소싱 비용과 비교할 때 Fuse 1 시리즈 프린터를 인하우스에 보유하면 몇 개월 이내에 투자한 금액을 회수할 수 있습니다. 

외부 하청업체에 아웃소싱하는 것과 비교할 때 SLS 부품를 인하우스에 보유할 시의 생산 비용을 살펴보았습니다. 상위 4개 대행업체에 파일을 보내고 SLS 부품을 요청한 후 가격과 배송 리드 타임의 평균을 구해보았습니다. 인하우스 인쇄 부품의 경우 시간당 노동 시간을 $17라고 가정했을 때 Fuse 1+ 30W 프린터와 Fuse Sift를 사용했습니다. 

프로토타입용 생산: 자동차 매니폴드

소재: Nylon 12 Powder
볼륨: 5 파트

3D Printed Automotive Manifold
Fuse 1+ 30W 자체제작대행업체 SLS
프린트 시간15시간 20분
냉각 + 체질 시간14시간 35분
총 시간 29시간 55분 영업일 기준 5~7일
재료비$31.00
인건비$14.11
총 비용$45.11$592.20
Part printed on the Fuse 1+ 30W in Nylon 12 Powder.

Fuse 1+ 30W에 Nylon 12 Powder를 사용하여 출력한 파트

Part printed on a traditional industrial powder-bed fusion 3D printing system with an entry price point 6-10x higher than that of the Fuse 1+ 30W.

Fuse 1+ 30W보다 6~10배이상 더 높은 진입 가격으로 기존 산업용 파우더 베드 퓨전 3D 프린팅 시스템을 통해 출력한 파트

최종 사용 제품용 생산: 자전거 페달

소재: Nylon 12 Powder
볼륨: 36 파트

3D Printed Bike Pedal
Fuse 1+ 30W 자체제작대행업체 SLS
프린트 시간13시간 52분
냉각 + 체질 시간16시간 52분
총 시간 3시간 11분 영업일 기준 7~10일
재료비$183.00
인건비$51.00
총 비용$233.00$1,431.36
Fuse 1+ 30W에 Nylon 12 Powder를 사용하여 출력한 파트

Fuse 1+ 30W에 Nylon 12 Powder를 사용하여 출력한 파트

Fuse 1+ 30W보다 6~10배이상 더 높은 진입 가격으로 기존 산업용 파우더 베드 퓨전 3D 프린팅 시스템을 통해 출력한 파트

Fuse 1+ 30W보다 6~10배이상 더 높은 진입 가격으로 기존 산업용 파우더 베드 퓨전 3D 프린팅 시스템을 통해 출력한 파트

프로토타입 제작 및 생산 실행 단계에서 Fuse 1+ 30W 프린터를 사용한 사내 3D 프린팅은 더 짧은 처리 시간 안에 고품질 부품을 제공할 수 있으며, 프로토타입을 위해 더 집중적인 반복 프로세스 및 생산을 위해 더 큰 처리량을 용이하게 처리합니다. 이전에는 아웃소싱을 했던 현재 Fuse 1 고객은 프로토타입을 제작하는 경우 3~4개월, 생산 실행의 경우 6~7개월 내에 프린터에 투자한 비용을 회수했다고 응답했습니다. 

Fuse 1+ 30W SLS 프린터는 능률적인 워크플로, 뛰어난 정확도 및 간편한 Fuse 1의 형식을 취하고 있어 속도 및 분말 처리 개선으로 처리량 확률을 높이는 등 이전 반복 프로세스의 성공을 기반으로 설계되었습니다.

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