예비 부품 3D 프린팅이 자동차, 기관차 및 항공 산업을 혁신하는 방법

상업 여행 및 차량 제조는 산업체만큼 무겁고 공장 집약적입니다. 가장 작은 자동차라도 수많은 구성 요소가 포함된 거대한 작업이므로 거대한 비행기나 기관차는 신경쓰지 마십시오. 이러한 차량은 무기한으로 장기간(때로는 수십 년) 작동하도록 되어 있습니다.

이것은 또한 이러한 차량과 그 구성 요소 중 많은 부분이 수년에 걸쳐 손상되어 승객에게 막대한 마모를 초래한다는 것을 의미합니다. 이전에 제조업체는 시트 커버 또는 핸드레일 및 손잡이의 플라스틱 구성 요소와 같은 단일 부품을 생산할 수 있는 멀리 떨어진 공장에 의존했습니다. 이는 종종 긴 대기 시간, 운송 비용 및 공급 측 가격 폭등을 초래합니다. 이제 3D 프린팅은 이 문제에 대해 훨씬 더 경제적인 솔루션을 제공하고 있습니다.

전반적으로 저렴하고 다기능 제조

그림 1 Angel Trains를 통한 이미지

파손될 수 있는 구성 요소가 많은 대형 차량의 경우 미 공군에서 영국의 철도 회사에 이르기까지 다양한 조직에서 3D 프린팅이 실행 가능한 솔루션임을 찾고 있습니다. 부품은 플라스틱을 사용하여 생산하는 것이 더 저렴하여 쉽게 사용자 정의할 수 있습니다.

이것은 특히 수년 동안 생산이 중단된 비행기와 기차에 속한 구성 요소에 해당됩니다. 특정 부품의 재고를 유지 관리하는 데 비용이 너무 많이 들 수 있으므로 공급업체는 해당 부품 제공을 중단할 수 있습니다. 이것은 드물게 주문되는 구성 요소의 경우에 특히 그렇습니다. 고객은 종종 이러한 부품의 대량 재고를 저장하거나 제3자 제조업체와 계약을 맺습니다. 그러나 적층 제조는 이 모델을 빠르게 파괴하고 있습니다.

생산 시설을 찾고 그러한 구성 요소의 사본을 검색하는 것은 매우 어렵지만 3D 프린터는 시작하기 위해 모델만 있으면 됩니다. 이것들은 스캔하거나 아주 쉽게 처음부터 다시 만들 수 있습니다. 또 다른 장점은 다양한 섹션을 더 가볍게 만들어 부품을 개선할 수 있고 많은 전통적인 제조 형태보다 적은 재료를 사용할 수 있다는 것입니다.

이 생산 모드에는 종종 사용자 정의 및 개선이 수반됩니다. Angel Trains 및 다양한 영국 철도 회사의 경우 3D 프린팅을 사용하여 제조업체가 기차 구성 요소에 점자 메시지를 입력하여 시각 장애인 승객이 지침을 읽을 수 있도록 했습니다. 이러한 종류의 개선 사항을 통해 기업은 이러한 메시지를 개인화하거나 필요할 때 저렴하고 쉽게 변경할 수 있습니다.

영국 철도 회사는 손잡이 하나만으로 3D 프린팅을 통해 비용을 평소 15,000파운드에서 크게 절감하는 동시에 생산 시간을 2개월 반에서 약 3주로 단축했습니다. 당국은 또한 3D 프린팅을 위한 적층 제조 및 설계를 사용하여 부품당 50%의 비용 절감을 궁극적으로 달성할 수 있을 것으로 예측했습니다.

무엇보다도 3D 프린팅은 모델이 작동할 수 있는 한 다양한 유형의 구성 요소를 생산할 수도 있습니다. 그들은 좌석 및 승객 트레이용 부품뿐만 아니라 일반적으로 별도의 기계 및 시설에서 가져와야 하는 엔지니어링 구성 요소를 위한 작은 부품도 생산할 수 있었습니다. 이러한 다기능 측면을 통해 기업은 단일 장치와 저렴한 재료로 적합하다고 판단되는 다양한 부품과 도구를 생산할 수 있습니다.

주문형 제작

그림 2 Bentley 송풍기

3D 프린팅의 주요 기능 중 하나는 부품 제조업체나 유통업체가 아니라 전용 시설 없이 회사에 적합한 시간 규모로 생산할 수 있다는 것입니다. 이러한 이유로 만료된 지 오래 된 부품을 제조하는 것은 자동차 리노베이션 세계에 막대한 영향을 미칩니다. Porsche와 같은 회사는 이러한 측면을 활용하여 예비 부품 생산 비용을 절감하고 있지만 주문형 생산은 단기 클래식 자동차 생산의 생존 가능성도 되살리고 있습니다.

예를 들어 Bentley는 3D 프린팅을 사용하여 전쟁 전 경주용 자동차의 첫 번째 연속이 될 클래식 라인의 이전 모델을 완전히 재창조하고 있습니다. 그렇게 함으로써 회사는 고전적인 1929년 Bentley 4½리터 "Blower" 자동차의 12가지 예를 생산할 것입니다. Blowers는 현재 수집가들 사이에서 가장 선호되는 Bentley 중 하나이며 자동차 애호가들에게 큰 매력을 선사합니다.

유사한 이니셔티브를 통해 리노베이터는 전 세계의 오래된 자동차를 수리하고 클래식 부품을 충실하게 재현하여 한때 재생산이 불가능하다고 생각했던 자동차에 활력을 불어넣었습니다. 3D 스캐닝, 모델링 및 기타 기술의 발전으로 이 작업이 더 쉬워졌습니다.

현지화된 제조

이 모든 것의 가장 중요한 점은 3D 프린팅을 통해 이러한 모든 구성 요소의 사내 제조, 설계 및 개선이 가능하다는 것입니다. 다른 모든 이점 외에도 프로토타이핑 및 테스트 속도가 빨라지고 원하는 시설에 현지화됩니다. 이는 항공기 제조업체에게 큰 도움이 되었습니다.

2019년에 미 공군은 최근 첫 3D 프린팅 부품을 인증했는데, 이는 우연히 그들의 비행기 중 하나의 변기 덮개였습니다. 항공기 함대의 많은 단위가 10년 이상 된 것을 고려할 때 USAF는 처리 시간과 변소 덮개와 같은 예비 부품 제조 비용을 획기적으로 줄이기 위해 3D 인쇄로 전환하고 있습니다. 이는 이러한 항공기 중 상당수가 생산이 중단되고 예비 부품 배송이 1년 이상 걸릴 수 있기 때문에 특히 유용합니다.

3D 프린팅을 사용하면 부품을 제공하기 위해 공급업체를 기다릴 필요가 없을 뿐만 아니라 자체 시설에서 이러한 부품을 생산합니다. 특히 미 공군의 경우 항공기 평균연령이 28세다. 이러한 부품을 만든 많은 공장이 사라졌고 기존 부품의 배송 및 생산 시간은 최대 1년이 될 수 있습니다.

항공 산업은 어떤 경우에는 항공기 개조 서비스가 이러한 종류의 구성 요소를 찾기 위해 폐 비행기를 샅샅이 뒤지는 예비 부품 때문에 심각한 곤경에 처할 수 있습니다. 그러나 3D 프린팅의 도움으로 이러한 부품의 획득 시간이 1년에서 2일로 단축되었습니다. 이러한 부품은 이제 광범위한 테스트를 거쳐 사내에서 생산됩니다. USAF는 앞으로도 계속 3D 프린팅을 다른 제품에 적용할 것입니다.