마크포지드 활용사례 : 3D 프린터(3D프린팅) 도입에 따른 7가지 장점

J&Tek Corp.
5월 30일
4분 분량

해당 게시물에서는 이탈리아의 TMG Impianti 회사의 마크포지드 도입사례를 소개합니다.

3D 프린터(3D프린팅) 도입에 따른 7가지 장점을 확인해보세요!

3D 프린팅의 7가지 주요 장점 / 맞춤형 자동화 솔루션

고객

TMG Impianti

TMG Impianti는 이탈리아 베네토에 본사를 둔 회사로 다양한 분야를 위한 맞춤형 자동화 솔루션 최종 라인 제품을 45년 이상 설계 및 제조해 왔습니다.

최종 라인 기계를 사용하면 완제품을 팔레트나 상자에 집어 올려 놓아 창고에서 더 쉽게 옮기고 쌓을 수 있도록 해줍니다. 이전에는 수동으로 수행되었던 이 작업을 자동화함으로써 제품 취급 및 포장 프로세스를 상당히 가속화할 수 있습니다.

TMG의 장비는 취급할 제품의 특성에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. TMG는 다양한 분야의 자동화를 담당해 왔기 때문에 다양한 산업의 구체적인 요구 사항과 필요 사항을 면밀히 파악할 수 있었습니다.

도전 과제 (직면한 문제점)

고객의 요구 사항을 충족시키기 위해 짧은 리드타임 내에 맞춤형 부품을 제공합니다.

점점 더 짧은 기간 안에 처리해야 할 제품의 종류가 다양해짐에 따라 TMG는 다양한 솔루션을 찾아야 할 필요성에 직면하게 되었습니다.

“저희는 주문 생산 방식을 고수하고 있으며, 고객의 요구를 충족하기 위해 설계 프로세스를 변경하고 새로운 생산 방식을 모색해야

했습니다 저희는 업계 내 여러 다국적 기업의 공식 공급 파트너로서, 기존 방식으로는 더 이상 대응할 수 없는 요청이 있었습니다.

주로 유연성과 신속성이 요구되었기 때문입니다."

"우리는 45년의 역사와 1,000개의 설비를 보유하고 있습니다. 우리의 설비는 평균 수명이 20~25년되는 내구성 있는 자산입니다.

우리는 설계하고 프로그래밍하며, 이 모든 것을 사내에서 처리합니다."

"취급해야 할 대상의 다양성이 매우 크기 때문에 최단 시간 내에 맞춤형 기계 부품을 제공할 수 있는 능력은 필수가 되었습니다 ."

라고 TMG Impianti의 운영 이사 겸 COO인 Andrea Dolzan은 말합니다. 따라서 TMG는 최종 사용 부품의 프로토타입 제작 시간

과 실제 생산 시간을 모두 단축해야 했습니다.

"또한 코로나19 기간 동안 공급망의 예측 불가능한 타이밍을 고려할 때 기계 예비 부품에 대한 수요부분이 특히 중요했습니다.

TMG는 또한 다음과 같은 요구 사항을 충족해야 했습니다.

• 매우 복잡한 형상을 설계하고 제조할 수 있어야 합니다.

• 여러 부품으로 구성된 요소를 단순화해야 합니다.

• 자동화 성능을 향상시키기 위해 이동 부품의 무게를 줄여야 합니다.

해결책

Markforged의 연속 섬유 강화 기술 3D 프린팅

이러한 요구 사항에 따라 TMG는 기존 제조와 함께 3D 프린팅 기술 사용을 고려하였습니다. 2019년에 새로운 제조 기술인

적층 제조(3d 프린팅) 세계로의 여정을 시작했습니다.

2020년 초, TMG는 최초의 3D 프린팅 프로토타입을 제작하고 테스트했습니다. 하반기부터는 자동화 공장에 3D 프린팅 부품

을 최종 사용 부품으로 설치하기 시작했습니다.

2021년에는 3D 프린팅 도입을 결정하고, CFR (연속 섬유 강화)필라멘트 프린팅 기술을 탑재한 Markforged의 X7 프린터를

선택했습니다. Markforged X7 프린터의 강점은 탄소 섬유, 케블라, 유리 섬유 및 고온 유리 섬유로 강화된 부품을 프린팅 할

수 있다는 것입니다. 이러한 섬유를 사용하면 알루미늄만큼 강하면서도 훨씬 가벼운 부품을 얻을 수 있습니다.

3D 프린팅 도입을 통해 얻은 수많은 이점을 바탕으로, TMG는 2023년 적층 제조(AM) 분야의 생산 잠재력을 더욱 확대하기로

결정했습니다. 사내에 3D 프린팅 전용 공간을 새롭게 마련하고, 이탈리아 최초로 Markforged의 새로운 FX20 프린터를 도입

했습니다.

FX20은 CFR (연속 섬유 강화) 기술을 탑재한 가장 강력하고 빠르며 정교한 프린터입니다. TMG는 크고 내구성 있는 부품을

생산할 수 있는 FX20 프린터를 통해 시제품에서 최종 사용 부품으로 더욱 빠르게 이동하고, 공장에서 금속 또는 알루미늄 부품

을 더 가벼운 플라스틱 부품으로 교체하는 '금속 대체'의 한계를 뛰어넘고 있습니다.

이 새로운 프린터 도입은 최종 부품 생산량을 크게 늘리고 프린터를 24시간 가동하는 새롭고 더큰 프로젝트의 일환입니다. 대

형 부품을 인쇄할 수 있는 능력을 바탕으로 TMG는 단일 부품뿐만아니라 장비의 여러 구성 요소도 재설계할 계획입니다.

TMG가 MARKFORGED를 선택한 이유

선발 및 교육 지원

돌잔은 "Markforged 는 적합한 기술 선택을 도와주고, 3D 프린팅으로 제작된 부품의 효과를 파악하기 위한 테스트를 수행하는데 도움을 주었습니다." 라고 말합니다.

"프린터 설치 후, Markforged는 적층 설계(Design for Additive)에 대한 일련의 과정을 제공하고 3D 프린팅에 최적화된

부품을 재설계하는 방법을 알려주었습니다. 임시 설계 덕분에 자재 낮비, 리드 타임, 부품 생산 비용을 더욱 줄일 수 있었습니

다. 고객 요청에 대한 대응 속도를 향상시킨 덕분에 매우 중요한 주문을 수주할 수 있었습니다."라고 그는 말합니다.

3D 프린팅 도입의 7가지 이점

TMG에 적층 제조가 도입된 이래로 프린터 활용과 성과의 균형은 매우 긍정적입니다.

1. 생산성 극대화

X7 프린터는 단 1년 만에 1,450개의 부품을 제작하고 6,500시간 동안 프린팅했습니다. 이는 연간 가용 시간의 75%에 해당합니다.TMG는 3D 프린터를 연속 부품 생산에 활용한 진정한 사례입니다.

2. 프로토타입에서 최종 파트까지

3D 프린팅을 프로토타입 제작에 활용한다는 초기 아이디어에서 프로토타입을 생산에 직접 활용하는 것으로 전환하는 과정은 매우 빠르게 이루어졌습니다.

3. 생산 시간 단축(-80%)

병을 손으로 그리고 골판지로 프로토타입을 제작하며 정확한 답을 얻지 못했던 과거에서, 3D 프린팅 부품을 몇 분 안에 테스트하고 검증이 완료되면 바로 생산에 투입할 수 있게 되었습니다. 회사에 3D 프린터가 도입되면서 생산 시간이 크게 단축되었습니다. 많은 부품의 제작 시간이 80%나 단축되었습니다.

4. 외부 공급업체로부터의 독립성

3D 프린팅을 통해 TMG는 최근 몇 년 동안 긴 리드 타임과 원자재 조달, 특정 기계 구성품 공급업체의 부족 또는 납품 지연과 관련된 어려움을 극복할 수 있었습니다. 예를 들어, 시중에 없는 풀리를설계한 다음 적층 제조를 사용하여 사내에서 프린팅하고 생산했습니다.

5. 복잡한 형상을 관리하는 옵션

제품의 높은 가변성으로 인해 기존 기술로는 적절한 그립을 보장하는 메커니즘을 구현할 수 없었습니다. 3D 프린팅은 훨씬 더 다재다능한 것으로 입증되어 TMG가 복잡한 형상을 만들고 가장 효과적인 솔루션을 찾을 수 있었습니다.

6. 여러 부품을 조립해야 하는 필요성 감소

TMG는 외부 공급업체로부터 수급하여 다른 기계 가공으로 조립한 4/5개의 별도 부품으로 구성되었던 기존 부품을 일체된 형태로 성형된 부품으로 교체했습니다.복잡한 부품을 단일 요소로 재설계함으로써 다음과 같은 이점이 있습니다. 복잡한 부품을 단일 요소로 재설계하면 다음이 가능합니다.

- 관리해야 할 바코드 감소

- 인력 절감을 통해 조립 작업 제거

- 물류 부서의 모든 프로세스 간소화

7. 무게 및 에너지 소비 감소

매우 강력하면서도 가벼운 프린팅 재료 덕분에 그리퍼 장비의 무게를 30~50% 줄일 수 있었습니다.또한 생산성을 유지하면서 설치 전력을 절감할 수 있었습니다.

결과