[구텐베르크 활용사례] 상품개발 센터 내 '신속한 시제품 제작 및 아이디어 실현'

안녕하세요! (주)제이엔텍입니다.

해당 게시물에서는 GUTENBERG(구텐베르크) 3D프린터를 통해

 내부적으로 신속한 프로토타입 제작에 성공하고, 아이디어를 실현한 사례를 소개합니다.

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일본정공주식회사(NSK) 신영역상품개발센터

세계 톱클래스 베어링 제조사인 일본정공주식회사(이하 NSK)는확고한 기술력을 바탕으로 현재, 로보틱스를 비롯한 신사업영역 상품 개발을 가속화하고 있습니다. 이번에는 상품 개발을 담당하는 기술개발본부 신영역 상품개발 센터 소속 '난바 류자부'씨와 해당 팀을 취재하여, 단순한 시제품 도구로서가 아닌 업무를 전진시키는 무기로서 3D 프린터를 어떻게 활용하고 있는지 알아보았습니다.

구텐베르크 G-ZERO L1로 3D프린팅 된 타이어

속도와 확실성이 요구되는 제품화의 최전선

신영역 상품개발 센터에서는 메카트로닉스와 고정밀 가공 노하우를 활용하면서, 새로운 영역을 개척할 수 있는 상품으로 개발하기 위해 다양한 업무가 이루어지고 있습니다. 완성품을 만들기 위한 시제품 사이클은 물론, 전시용 모형(mock), 요소별 원리 검토, 시험 및 조립을 위한 지그 등 제품 그 자체 외에도 수많은 제조 활동이 이루어지는 현장입니다.

상품을 구성하는 요소 부품은 구매품이나 가공품을 외부에서 조달하여 필요를 충족하는 경우가 대부분이지만, 조달 프로세스에는 견적 확인,-사내 구매 신청-발주 후 리드타임 등 팀 외부 사정으로 시간이 소요되기 쉽습니다. 사내 절차와 거래처 납기를 포함하면 한 달 정도 걸리는 경우도 있다고 난바 씨는 말합니다. 짧은 기간 내에 결과를 내야 하는 상황에서 이러한 병목을 해소하는 것은 당장 시급한 과제입니다. 이에 NSK에서는 용도에 따라 타 기종도 병용하면서, G-Zero L1을 여기저기 쓰는 장비가 아닌 결정적 순간의 무기로 투입하는 운용 체계를 구축하고 있었습니다.

액티브 캐스트 PalGo 바닥타입과 데모기

센터의 3D 프린터 활용

센터 내에서도 난바 씨가 속한 팀은 주로 로봇의 하부 구동부와 같은 컴포넌트 제품을 상품화하는 미션을 맡고 있습니다. 최근 차동기구를 활용한 액티브 캐스터 PalGo의 시장 투입을 위해 활발히 활동 중입니다.

난바 씨는 이 팀에서 기계 설계와 실기 평가를 담당하며 전기·제어 전문 인력을 포함한 다른 멤버들과 협업하고 있습니다. 그룹은 약 10명 규모이며, 절반 이상이 3D CAD를 다룰 수 있는 체제를 갖추고 있습니다. 기계 담당은 설계 업무뿐 아니라 시제품 제작과 설계 타당성 검증을 위한 지그 제작도 수행한다. 시제품은 완성품이 아니기 때문에 부품 간 장착 방식이나기준점(원점)이 자주 변경됩니다.

그렇기 때문에 현장에서는 현재 시제품에 맞는 형상을 그때 그때 단시간에 준비해야 합니다. 이러한 업무에서 G-ZERO L1이 효과를 발휘하는 이유는단순히 출력할 수 있기 때문이 아니라,기준 설정 등 준비 과정에서 필요한 일정 수준의정밀도와 재현성을 바탕으로 망설임 없이 사용할 수 있다는 점에 있다고 합니다.

(좌)액티브 캐스터 PalGo 고하중타이어의 디지인 목업

(우)바닥타입과 전시용의 받침 (사진에서 노란색 구조물)

제품화를 가속화시키는 부품 시제작

제품화 단계에서는 돌발적인 요구가 발생합니다. 전기계 부품 고정판은 대표적인 사례로, 오늘 필요하다, 내일까지 맞추고 싶다는 식으로

요청이 들어옵니다. 이때 3D 프린팅이 효과적인 이유는 단순히 출력 속도가 빠르기 때문만이 아닙니다. 수정과 재작업을 포함한 의사결정을 현실적인 시간 범위 안에 할 수 있기 때문입니다.

예를들어, 전기 담당이 갑자기 [이걸 고정하는 판이 필요하다.], [고정 구멍은 여기다.] 등 갑자기 요청을 할 때 G-ZERO L1 덕분에 바로 대응할 수 있게되었습니다. 정말 2~3시간이면 완성되는 경우에는 요청을 바로 수행할 수 있으며 한 번 만들어보고 안 되면 바로 다시 만들면 되니, 되돌림 리스크도 작습니다.

상품 개발을 담당하는 기술개발본부 신영역 상품개발 센터 소속 '난바 류자부'

액티브 캐스터 PalGo 고하중 버젼의 타이어 목업

빠르게 아이디어 형상화 가능

일상적인 엔지니어링 업무 속에서 아이디어를 즉시 형상화하여 문제를 가시화할 수 있다는 점도 3D 프린터의 장점이다. 기존에는 여러 아이디어가 있어도 납기와 비용 등을 고려해 가장 성공 가능성이 높은 한 가지 안을 선택해 진행하는 경우가 많았다. 그러나 3D 프린터는 납기와 비용 문제를 동시에 해결함으로써 모든 아이디어를 빠르고 간편하게 시험해볼 수 있다.

이를 통해 예상하지 못한 문제점이나 눈에 잘 보이지 않던 과제를 즉시 가시화할 수 있게 되었으며, 실패를 통해 빠르게 개선할 수 있게 되었습니다. 시제품을 제작할 때도 3가지 아이디어를 모두 출력해 실제로 시험해 평가할 수 있었습니다. 실제로 시험해보니 보이는 과제를 바로 도출할 수 있었고 더 개선된 형태를 다시 출력했습니다. 이러한 과정을 단시간+저비용으로 수행할 수 있었던 것은 3D 프린터 덕분입니다. 다른 공법이라면 비용과 납기 때문에 망설였을 부분도 3D 프린터를 통해 보다 여유롭게 테스트를 진행하며 품질 향상 엔지니어의 창의성을 높이고 있습니다.

L1의 강점

NSK는 L1 3D프린터를 조립이 필요하지 않은 작업, 정밀도가 요구되는 작업, 안정적으로 마무리해야 하는 작업에 활용합니다. 타사 제품은 베드 온도 분포가 균일하지 않아 출력이 실패하는 경우도 있으나, L1은 정밀도나 원스톱 출력의 용이성 측면에서 훌륭합니다. 또한 재료의 열화를 방지하고 최적의 상태를 유지 시켜주는 제습 유닛을 본체에 탑재 완료어 있어, 필라멘트의 보존 환경과 상태를 일정하게 유지해, 안정된 출력을 유지합니다.

구텐베르크 G-ZERO L1

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