SLS 3D 프린팅을 이용한 기계 및 운송 장치용 맞춤형 제어 시스템

독일에 본사를 둔 IBL Hydronic은 건설, 도시, 농업 및 임업, 기타 특수 기계 및 차량을 위한 맞춤형 전자, 유압 및 소프트웨어 솔루션을 제공합니다.

Fuse 1 SLS 3D 프린터를 갖춘 IBL Hydronic은 매우 짧은 시간 내에 기능적인 프로토타입을 제작하고 복잡한 유압 최종 사용 컴포넌트를 인하우스에서 생산할 수 있습니다.

이 인터뷰에서는 IBL Hydronic의 3D 프린팅 기술 제품 디자이너인 Tom Heindl이 SLS 3D 프린팅이 제어 솔루션의 혁신을 촉진하는 방법과 그 결과 워크플로를 최적화하고 가속화하는 방법에 대해 이야기합니다.

IBL Hydronic은 건설 차량, 농업 및 임업 기계, 지자체 차량 등 다양한 산업 기계를 위한 제어 시스템을 개발 및 제조하는 기업입니다. 이 틈새 시장에서 이 회사는 제어 컴포넌트를 위한 하드웨어와 해당 맞춤형 소프트웨어를 모두 제공합니다.

"우리는 혁신적인 유압 및 전자 솔루션을 개발합니다. 당사의 포트폴리오는 간단한 제어 블록부터 고급 사용자 인터페이스가 포함된 바로 연결 가능한 디바이스 제어까지 다양합니다."라고 하인들은 설명합니다.

개별 고객의 요청에 신속하게 대응하기 위해 IBL은 주로 컴포넌트를 인하우스에서 생산하며, 여기서 3D 프린팅이 핵심적인 역할을 합니다.

과거 몇 가지 작업을 통해 기존 생산 공정의 구조적, 설계적 한계에 도달했다는 사실이 입증된 후 IBL은 3D 프린팅 솔루션을 점점 더 고려하기 시작했습니다. 처음에는 외부 3D 프린팅 서비스 제공업체를 통해 이러한 작업을 수행했지만, 수요가 너무 많아 2019년에는 처음으로 인하우스 3D 프린터에 투자했습니다.

"3D 프린트를 사용하면 레이어 라인과 같은 광학적 특징이 보이지 않고 디자인 자유도를 극대화할 수 있다는 점이 항상 매우 중요했습니다. 다른 3D 프린팅 기술에서 초기 품질 문제를 겪은 후, 우리는 Fuse 1 SLS 3D 프린터를 사용하기로 결정했습니다."라고 Heindl은 말합니다.

하인들은 지지 구조가 필요 없다는 점을 SLS 3D 프린트 기술의 가장 큰 장점으로 보고 Fuse 1에 나일론 분말을 사용하여 프린팅합니다. 이 프로세스는 다른 방식으로는 실현할 수 없었을 가치 있는 새로운 프로젝트를 위한 점점 더 많은 문을 열었습니다. Heindl과 그의 팀에게 프린터의 간편한 취급은 또한 가능한 한 많은 동료들이 프린터로 작업할 수 있는 옵션을 제공하여 개발 및 생산 프로세스를 최적화할 수 있도록 지원하는 핵심 요소입니다.

"SLS 3D 프린터가 있다는 것은 더 이상 CNC 밀링, 터닝, 가공과 같은 제조 방법을 사용할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 덕분에 시간과 비용은 물론 공간도 많이 절약할 수 있습니다."라고 Heindl은 말합니다.

IBL은 2019년부터 증가하는 수요를 충족하기 위해 3D 프린팅 사업을 꾸준히 확장하고 있습니다.

인하우스에 Fuse 1을 도입함으로써 얻은 가장 큰 장점은 유연성이며, 이를 통해 Heindl과 그의 팀은 완전히 새로운 차원의 고객 집중력을 발휘할 수 있게 되었습니다.

IBL은 농기계 생산업체나 지자체 차량 제조업체를 위한 제어 장치를 개발할 때 기성 컴포넌트를 거의 활용하지 않습니다. 대신 각 고객의 개별 과제와 요구 사항에 초점을 맞추고 인하우스 SLS 3D 프린터를 사용하여 구체적인 솔루션을 개발합니다.

이는 감산 방식이나 사출 성형 공정을 사용하는 경쟁업체의 제품과 차별화되는 틈새 시장에서의 고유한 판매 포인트입니다. 사출 성형은 또한 높은 비용과 복잡성을 수반하기 때문에 소량 생산의 경우 회사 입장에서는 수익성이 떨어집니다.

"이 업계의 제조업체는 일반적으로 차량과 장비를 소량 생산하기 때문에 100~250개의 파트로 많은 제품을 일괄 생산합니다. 비정기적인 작업과 소량 생산에만 사용되는 인하우스 생산 기계에 대규모로 투자하는 것은 우리에게는 전혀 문제가 되지 않습니다."라고 Heindl은 설명합니다.

빠른 배송과 3D 프린터를 최대로 사용할 수 있는 기능 덕분에 인하우스 Fuse 1 SLS 프린터의 투자 수익률은 긍정적입니다. 또한 향상된 제조 역량을 통해 새로운 고객을 확보할 수 있게 되었습니다.

IBL Hydronic이 최근 진행한 프로젝트에는 특정 기계에 맞춰야 하는 농기계 제조업체를 위한 제어판 개발이 포함되었습니다. 이 프로젝트는 기록적인 시간 내에 완료되었습니다. 단 한 달의 개발 끝에 제어 모듈이 완성되어 고객에게 선보일 수 있었습니다.

하우징의 컴포넌트를 SLS 3D 프린트로 출력한 후 조립하고 가죽 팔걸이 패드를 끼워맞췄습니다. 기능뿐만 아니라 시각적으로도 매력적인 디자인을 만들기 위해 팀은 디자인 과정에서 3D 모델 표면에 텍스처를 추가했습니다. 그런 다음 SLS 3D 프린트로 제작한 컴포넌트를 매끄럽게 다듬고 염료 배스를 사용하여 색을 입혔습니다. 그 결과 가죽과 같은 표면 질감이 특징인 SLS 3D 프린트로 완전히 제조된 최종 사용 컴포넌트로 구성된 어셈블리가 외관을 향상하고 전체 디자인을 완성합니다.

IBL의 팀은 적층 제조가 제공할 수 있는 완전한 디자인과 기능적 자유를 활용하기 위해 SLS 및 SLA 3D 프린팅 기술을 모두 활용합니다.

예를 들어, 흰색 및 주황색 버튼과 같은 작은 파트는 반투명 및 투명 컴포넌트를 3D 프린팅할 수 있는 몇 안되는 3D 프린팅 기술 중 하나인 SLA 3D 프린터로 제작되었습니다. 예를 들어, 이 제어 모듈에서는 시스템 오류 발생 시 키에서 깜박이는 경고 신호를 발산하는 기능을 소프트웨어에 통합할 수 있습니다.

적층 제조가 제공하는 속도와 유연성은 새로운 제어 모듈을 위한 IBL의 제품 개발 프로세스의 기본입니다. 논의 및 기획 단계에서 외부 제조 서비스 제공업체와 협력할 때 발생하는 긴 리드 타임을 인하우스 3D 프린트를 통해 크게 단축하고 고객에게 더 빠르게 결과물을 제공할 수 있습니다.

또한 기존 제조 방법을 사용할 때보다 훨씬 쉽고 빠르게 설계 변경을 구현할 수 있습니다.

"3D 프린트를 사용하면 완전히 반대 방향으로 빠르게 작업할 수도 있습니다. 툴링이나 기계 조정 없이 CAD 파일을 변경하고 프린트할 수 있는 속도는 CNC 가공과 같은 다른 제조 방식과 비교할 수 없을 정도로 빠릅니다."라고 Heindl은 말합니다.

Heindl과 그의 팀은 지금까지 얻은 경험을 바탕으로 향후 새로운 소재, 제조 역량, 디자인 가능성으로 확장할 계획을 세우고 있습니다. 이 3D 프린트로 제작한 제어판과 같은 프로젝트는 새로운 접근 방식의 토대를 마련하고 향후 프로젝트의 지평을 넓혔습니다.