마크포지드 3D프린터 활용사례 : 전자부품 제조 시 '비용절감 및 효율성 제고'

안녕하세요! (주)제이엔텍입니다.

해당 게시물에서는 마크포지드의 'X7 3D프린터'의 활용사례를 소개합니다.

자동화 기술 분야의 세계적인 선도 기업인 FESTO가 마크포지드(Markforged) 3D 프린터를 활용하여

샤른하우젠 기술 공장의 전자 부품 제조를 어떻게 개선하였는지 알아보세요! (비용절감 / 효율성제고)

 회사소개

FESTO는 전자 부품 제조를 위해 마크포지드 3D 프린터를 사용하고 있습니다. 60개국 이상에 2만명 이상의 직원을 보유한 FESTO는 자동화 기술 분야의 세계적인 선도 기업입니다. FESTO는 혁신적인 제품, 탁월한 품질, 그리고 복잡한 자동화 기술 및 기술 교육에 대한 솔루션 제공을 대표합니다. 샤른하우젠 기술 공장은 밸브, 밸브 터미널, 전자 장치 분야에서 FESTO의 선도적인 공장입니다.

 도전 과제 (직면한 문제점)

• 개별 운영 장비에 대한 높은 수요

독일 남부 샤른하우젠에 있는 FESTO 기술공장은 2014년부터 밸브, 밸브 터미널, 전자 부품 생산을 선도하는 공장입니다. 제조 시설에 들어서면 생산 장비의 방대한 규모와 고도로 최적화된 자동화 프로세스를 운영하고 있습니다.

첨단 기계 및 시스템을 사용하려면 예상치 못한 가동 중단을 최소화하고 생산 효율성을 유지하기 위해 예비 부품, 개별 부품 및 설비 등 다양한 개별 운영 자원이 필요합니다. FESTO는 고품질 예비 부품과 설비를 사용함으로써 높은 생산 품질과 고객 만족을 보장합니다.

• ESD 규격(요건)에 부합해야함

운영 장비 설계 책임자인 슈테판 펜트와 그의 팀은 기본적인 3D 프린팅을 넘어서는 솔루션을 원했습니다. 목표는 다양한 장비 운영에 따른 높은 비용과 작업에 따른 부하를 최소화하는 것이었습니다. 그들은 공정상 안전하고 반복 가능한 방식으로 기계적으로 복원력이 있는 부품을 생산할 수 있는 실제 제조 시스템을 찾고 있었습니다.

특히, 이전에는 외부에서 기계로 가공하거나 제조해야 했기 때문에 리드 타임이 길었던 플라스틱과 알루미늄으로 만든 부품을 대체하는 데 중점을 두었습니다. 또한, 이 시스템은 전자 제품 제조에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하기 위해 ESD 규격 부품을 안정적으로 생산할 수 있어야 했습니다.

FESTO는 이전에 3D 프린팅을 자사 워크플로에 통합하려고 시도했지만, ESD 요건으로 인해 실패했습니다. 시중에 3D 프린터는 많지만 업계 표준을 안정적으로 충족하는 제품은 극소수에 불과하기 때문입니다. 하지만 마크포지드 제품은 문제가 되지 않았습니다.

• 단일 소스의 산업용 3D 프린팅

FESTO는 마크포지드의 적층 제조 기계를 박람회에서 접하게 되었습니다. 마크포지드의 연속 섬유 강화 기술을 사용함으로써 기계적 강도 문제가 빠르게 해결되었습니다. 연속 탄소 섬유를 사용하면 알루미늄보다 더 높은 강도를 달성할 수도 있습니다.

마크포지드는 소프트웨어, 하드웨어, 그리고 소재가 서로 긴밀하게 연동되도록 설계합니다. 이 생태계의 모든 부분은 특수 목적에 맞춰 설계되어 최고의 신뢰성과 공정 안전성을 제공합니다. 그 중 마크포지드의 Onyx ESD 소재는 정전 분산성이 뛰어나며, 정전 방지 특성과 관련하여 EMS 산업의 요구 사항을 충족합니다.

이들은 마크포지드 Onyx Pro와 Markforged X7은 24시간 내내 고정구와 템플릿을 제작하고 있습니다. Onyx Pro는 데스크톱 머신이자 연속 유리섬유 강화 부품 생산에 적합한 만능 장비입니다. Markforged X7은 연속 탄소 섬유, 유리섬유, 그리고 케블라를 부품에 삽입하여 기계적으로 강한 부품을 생산합니다. 또한, X7은 Onyx ESD 소재로 전자 제품 생산용 부품을 프린팅 할 수 있습니다.

3D프린터를 도입한지 9개월이 지난 오늘, 3D프린팅 작업소는 이미 몇 주 전부터 예약이 꽉 차 있습니다. 팀원들의 학습 곡선은 기하급수적으로 증가하고 있습니다.

제조 기계는 회사 내 여러 직원이 운영합니다. 적층 제조 방식으로 제조된 부품은 크고 작음에 관계없이 생산 현장 곳곳에서 찾아볼 수 있습니다. 여기에는 센서 홀더, 하우징, 핸들, 클램핑 및 고정 장치, 공구, 템플릿 또는 예비 부품 등이 포함됩니다.

FESTO는 이미 200개가 넘는 다양한 구성품을 적층 제조했는데, 이런 구성품은 그렇지 않았다면 엄청난 비용을 들여 밀링하거나 주문해야 했을 것입니다. 공유 데이터베이스는 다가올 프린팅 작업, 비용 및 절감에 대한 개요를 제공하고 작업이 효율적으로 처리되도록 보장합니다. 이제 3D 프린팅은 FESTO팀에서 확립된 기술이 되었습니다.

9개월 만에 8만 유로 이상 절약 주문 데이터베이스 분석 결과, 프린팅된 구성 요소로 인한 절감 효과도 나타났습니다. 다양한 부서의 수요가 크게 증가함에 따라 장비 설계 부서 팀은 9개월 만에 약 8만 유로를 절감할 수 있었습니다.

실제 사례: 휴대용 ESD 스캐너 홀더

비용 절감을 보여주는 예로는 휴대용 스캐너용 간단한 3단 홀더가 있습니다. 계획된 기계 생산으로 10개 제작 비용은 약 4,000유로로 추산되었습니다. 3D 프린팅을 사용하면 Onyx ESD 소재로 만든 홀더의 비용은 인건비 200유로를 제외하고 단 385.88유로에 불과합니다.

전체적으로 기계 생산에 비해 3,414.12유로를 절약할 수 있었습니다. 3D 프린팅은 적절한 곳에 활용되면 모든 회사에 엄청난 부가가치를 제공합니다.

디지털 포지

FESTO에서 3D프린팅된 구성품을 살펴보면 각 구성품에 일련번호 또는 구성품 식별자가 있다는 것을 금방 알 수 있습니다. 조립품의 구성 요소나 부품이 손상되거나 마모된 경우 교체 부품을 다시 프린팅할 수 있습니다. Markforged의 Eiger 동적 적층 제조 소프트웨어를 사용하면 전 세계 모든 생산 현장에서 모든 부품을 주문에 따라 제조할 수 있습니다. 선택된 직원만 데이터를 폐기할 수 있습니다.

 미래

앞으로도 3D 프린터의 현재 가동률은 유지될 예정입니다. 가동률이 계속 증가할 경우, 포트폴리오 확장을 검토할 예정입니다. 또한, 새로운 Markforged FX20 산업용 3D 프린터의 잠재력을 현재 평가하여 생산에 사용할 수 있는지 여부를 결정하고 있습니다. (FX20은 마크포지드 제품 중 '가장 큰 대형 출력물 제작이 가능한 3D프린터' 입니다) 생산 용량이 늘어나고 더 큰 부품을 생산할 수 있는 능력을 갖춘 FX20은 FESTO의 또 다른 성공 사례가 될 수 있습니다.