3D 프린팅이 소비재 산업에 도움이 되는 5가지 방법(2021년 업데이트)

또한 실제 기술의 예
그것을 알고 계셨습니까 소비재 기업의 76% 은(는) 이미 3D 프린팅을 사용하고 있습니까?

소비재 회사는 보다 고객 중심적인 서비스와 제품을 비용 효율적으로 제공하기 위해 3D 프린팅에 뛰어들고 있습니다.

소비자 브랜드에서 3D 프린팅을 점점 더 많이 채택함에 따라 우리는 기술의 이점에 대해 자세히 알아보고 오늘날 6개 소비재 부문에서 3D 프린팅을 사용하는 방법을 살펴봅니다.

소비재 기업을 위한 3D 프린팅의 5가지 이점

1. 가속화된 개발 주기

3D 프린팅을 사용하면 CNC와 같은 기존 제조 기술보다 훨씬 빠르게 프로토타입을 생산할 수 있습니다.

일례로 3D 프린팅은 소비자 포장 회사인 Toly가 개발 시간을 몇 달에서 며칠로 단축하는 데 도움이 되었습니다. 3D 프린팅 이전에 프로토타입에 사용했던 CNC의 경우 설계에서 프로토타입까지의 시간이 최대 3주가 소요될 수 있었습니다. 그런 다음 회사에서 세 번 이상 반복하기를 원할 경우 시간이 얼마나 걸릴지 상상해 보십시오.

3D 프린팅은 설계 개념을 평가하고 변경하는 프로세스를 가속화하여 Toly가 하룻밤 사이에 프로토타입을 만들고 다음날 테스트할 수 있도록 합니다.

소비자 브랜드가 디자인 검증 단계의 일부로 채택하는 기술 중 하나는 다중 재료 3D 인쇄입니다. 이 기술을 사용하면 다양한 질감과 색상으로 프로토타입을 만들어 최종 제품의 모양과 느낌을 복제할 수 있습니다.

2. 설계 유연성 향상

3D 프린팅을 통해 기업은 기존 공정으로 제조할 수 없는 복잡한 형상을 만들 때 설계 자유도를 극대화할 수 있습니다.

복잡한 기능을 생산할 수 있는 능력은 이미 격자 구조가 통합된 신발 중창이나 자전거 부품과 같이 강도와 내구성에 최적화된 혁신적인 제품으로 이어졌습니다.

3. 맞춤설정

맞춤형 헤드폰에서 맞춤형 신발에 이르기까지 맞춤화는 모든 사람의 입에서 나오는 용어입니다.

그러나 과대 광고에도 불구하고 맞춤화는 소비재용 3D 프린팅의 주요 이점 중 하나로 남아 있습니다.

3D 프린팅은 개별 사양에 따라 값비싼 툴링 변경이 필요하지 않기 때문에 새로운 맞춤형 가능성을 창출합니다.

3D 프린팅은 설계 데이터가 별도의 도구 없이 3D 프린터로 전송되기 때문에 제조사에서 사용하는 도구는 기계 자체뿐이다.

이는 또한 사용자 지정과 관련된 복잡성으로 인해 추가 비용이 발생하지 않음을 의미합니다. 3D 프린터는 단순한 것보다 복잡한 모양을 제조하는 데 더 이상 시간, 에너지 또는 재료가 필요하지 않으며, 도구가 필요 없다는 것은 다양한 디자인을 인쇄하는 데 추가 생산 비용이 필요하지 않다는 것을 의미합니다.

4. 도구 제조

도구 및 사출 금형 생산도 3D 프린팅의 이점을 누릴 수 있습니다. EY가 조사한 소비재 기업의 39%는 3D 인쇄 도구를 사용하여 기존 제조 방식을 개선하는 것의 가치를 보고 있습니다.

예를 들어, Unilever는 사출 성형 도구에 3D 프린팅을 사용하여 기능 및 소비자 테스트를 위한 최종 재료의 프로토타입 부품을 생산합니다. 금형 기술을 사용함으로써 회사는 프로토타입의 리드 타임을 40% 단축할 수 있습니다.

또 다른 예로, Estée Lauder Companies(ELC)는 영국의 Whitman 제조 시설에서 최신 3D 프린팅 기술을 사용하여 제조를 현대화하고 있습니다. 이곳에서는 많은 고급 스킨케어 브랜드와 Jo Malone London 향수를 생산하고 있습니다.

예를 들어, 조 말론 런던의 30ml 향수 병을 생산할 때 새로운 3D 프린팅 지그는 병의 라벨 정렬을 위한 품질 보증 도구로 사용되어 시간과 비용을 절약합니다.

이 기술의 사용 덕분에 회사는 수천 달러가 아닌 부품당 몇 달러로 몇 주 또는 몇 달이 아닌 몇 시간 만에 새로운 기계 부품을 설계하고 테스트할 수도 있습니다.

5. 지속 가능성

3D 프린팅 공정은 기존의 절삭 가공 방식과 달리 부품을 생산하기 위해 재료 층을 추가하는 방식으로 작동합니다. 이 프로세스 덕분에 3D 프린팅은 재료 낭비를 크게 줄여 제조 프로세스를 보다 지속 가능하게 만들 수 있습니다.

>>자세히 알아보기 3D 프린팅의 지속 가능성

Nike는 폐기물 감소의 가능성을 보여주었습니다. FlyKnit 신발에 3D 프린팅을 사용함으로써 회사는 기존의 재단법에 비해 폐기물을 최대 60%까지 줄일 수 있었습니다.

2020년 소비재 부문에서 3D 프린팅을 사용하는 방법

신발

신발 산업의 3D 프린팅 기회는 엄청납니다. 이 부문은 향후 10년 이내에 가장 큰 3D 프린팅 소비자 제품 부문이 될 수 있습니다.

주요 신발 브랜드는 고객에게 새로운 경험을 제공하려는 열망에 힘입어 이미 신발용 3D 프린팅의 범위를 탐색하고 있습니다.

오늘날 소비자 환경의 현실은 소비자가 개인화된 경험을 원한다는 것입니다.

이에 대한 대응으로 많은 신발 회사는 고객이 제한된 색상 선택을 제공함으로써 제한된 양의 맞춤화로 신발을 주문할 수 있도록 합니다.

반면에 3D 프린팅은 착용자에게 특별히 맞춤화된 신발을 만들 수 있는 능력 덕분에 기업이 새로운 차원의 맞춤화를 실현할 수 있도록 합니다.

실제로 이러한 접근 방식의 한 예는 Dr. Scholl의 맞춤형 3D 인쇄 신발 인서트입니다.

기술 회사 Wiivv와의 파트너십을 통해 Dr. Scholl's는 고객의 발을 정확하게 스캔하는 맞춤형 앱을 제공합니다. 성공적인 스캔을 위해 고객은 다양한 각도에서 발 사진을 몇 장 찍어야 합니다.

그러면 앱 내의 스캐닝 기술이 각 발의 400개 매핑 지점을 기반으로 맞춤형 깔창을 생성합니다. 5분도 채 걸리지 않는 이 과정을 통해 각 고객에게 맞는 맞춤 인서트를 설계할 수 있습니다.

3D 디자인이 생성된 후 맞춤형 깔창이 3D 프린팅되어 14일 이내에 $99에 고객의 집 앞까지 배달됩니다. 또한 소비자는 앱을 사용하여 3D 프린팅된 깔창에 개인 취향에 맞는 다양한 디자인을 추가할 수 있습니다.

개인화 된 깔창 외에도 Adidas, Nike, New Balance와 같은 회사는 3D 인쇄가 중창 및 신발 갑피 제조에 도움이 될 수 있는 방법을 모색하고 있습니다.

이러한 진전에도 불구하고 신발 3D 프린팅 수익은 전 세계 신발 시장 수익의 1% 미만을 차지합니다.

이는 신발 산업의 집중적이고 높은 생산성 요구 사항을 수용할 수 있는 확장성이 현재 기술에 부족하기 때문에 신발에 3D 프린팅을 사용하는 것이 여전히 제한적이라는 것을 의미합니다.

그렇긴 하지만 디지털 제조의 트렌드와 개인화된 경험에 대한 수요는 신발 브랜드가 3D 프린팅 기회를 더욱 탐색하고 기술을 대규모로 적용하는 방법을 찾도록 계속해서 압박할 것입니다.

장신구 및 액세서리

SmarTech Analysis에 따르면 AM용 귀금속의 가치는 2028년까지 전 세계적으로 18억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이를 염두에 두고 보석, 액세서리 및 장식 개체는 소비재 산업에서 3D 프린팅의 가장 성공적인 응용 분야 중 일부일 수 있습니다.

이러한 부문 내에서 3D 프린팅은 직접 및 간접 제조 응용 프로그램 모두에 사용할 수 있습니다. 간접 제조에는 3D 프린팅을 사용하여 왁스 주형을 만든 다음 왁스 주조에 사용하는 것이 포함됩니다. 이 프로세스는 손으로 모델을 조각하는 것과 관련된 시간, 에너지 및 높은 비용을 절약합니다.

예를 들어 맞춤형 반지를 전문으로 하는 캐나다 보석 회사인 Vowsmith는 왁스 몰드 생산을 위해 3D 프린터를 통합하여 생산 및 배송 시간을 50% 단축할 수 있었습니다. 이 회사는 한 장의 인쇄물로 35~40개의 맞춤형 링 패턴을 생산할 수 있으며 즉시 주조할 수 있습니다.

귀금속을 처리할 수 있는 3D 프린팅 시스템의 수는 여전히 제한적이지만 귀금속을 사용한 직접 3D 프린팅도 가능합니다.

오스트리아 보석 회사 BOLTENSTERN은 다이렉트 3D 프린팅을 사용하여 팔찌, 귀걸이, 목걸이, 커프스 단추와 같은 보석을 생산했습니다.

BOLTENSTERN은 귀금속 분말 공급업체인 COOKSONGOLD와 협력하여 금속 분말 기반 AM 기술을 사용하여 'Embrace' 주얼리 컬렉션을 제작했습니다. 주얼리 제조업체에 따르면 이것은 금과 백금으로 직접 3D 프린팅된 최초의 상업용 컬렉션입니다.

안경

3D 프린팅은 안경 디자이너에게 새로운 룩을 창조하는 데 있어 더 많은 자유를 줍니다. 디자이너는 기존 기술로는 어렵고 많은 경우 경제적으로 불가능한 새로운 모양과 질감을 실험할 수 있습니다.

동시에 이 기술을 통해 안경 브랜드는 안경테 디자인과 관련하여 고객에게 더 많은 옵션을 제공할 수 있습니다. 옵션에는 다양한 모양, 색상 및 질감이 포함될 수 있습니다.

벨기에의 고급 안경 제조업체인 Hoet Design Studio는 3D 프린팅의 도움으로 안경 컬렉션을 개발한 회사 중 하나입니다.

Hoet Couture 컬렉션은 레이저 용융 기술을 사용하여 생산된 5가지 모델을 특징으로 합니다. 유리 프레임의 앞부분은 티타늄으로 만들어졌으며 3D 프린팅 이외의 다른 기술로는 만들 수 없는 메쉬와 같은 기하학적 구조를 가지고 있습니다.

많은 기업들이 안경 3D 프린팅을 개척하고 있지만, 이 기술은 아직 양산할 준비가 되지 않았으며 대부분 소량의 제품을 제조하는 데 사용됩니다. 그러나 소량의 배치로도 안경 브랜드는 차별화하고 맞춤형 3D 인쇄 안경테와 같이 아직 개발되지 않은 새로운 길을 개척할 수 있습니다.

자전거 제조

3D 프린팅은 자전거 생산에 다양한 고유한 이점을 제공하므로 소수의 전문 자전거 제조업체가 이미 3D 프린팅 구성 요소를 제품에 통합하고 있습니다.

일부 회사는 3D 프린팅을 사용하여 전통적으로 값비싼 탄소 섬유 및 티타늄 자전거의 비용을 낮추는 반면, 다른 회사는 자전거 성능을 높이기 위해 새로운 모양을 실험하고 있습니다.

예를 들어, 영국의 자전거 제조 회사인 Empire Cycles는 3D 프린터 제조업체인 Renishaw와 협력하여 토폴로지에 최적화된 티타늄 자전거 프레임을 만들었습니다. Renishaw는 원래보다 33% 더 가벼운 새로운 프레임 디자인을 개발했습니다.

가벼운 자전거는 자전거 타는 사람에게 다양한 이점을 제공합니다. 첫째, 사이클리스트가 더 빠른 속도에 도달하고 오르막을 더 쉽게 탈 수 있습니다. 둘째, 더 가벼운 자전거는 라이더의 움직임에 더 민감하게 반응합니다. 이는 경쟁적인 사이클리스트에게 주요 이점을 제공합니다.

그리고 우리가 자전거 산업 내에서 대량 생산을 위한 3D 프린팅을 보는 것과는 거리가 멀지만 더 많은 브랜드가 결국 3D 프린팅의 대세에 뛰어들어 수익과 고객 경험에 가치를 더할 것이라는 점은 분명합니다.

미용 및 화장품

3D 프린팅은 뷰티 산업에도 진출하고 있습니다. 프랑스 패션 기업 샤넬은 2018년 세계 최초의 3D 프린팅 마스카라 브러시를 출시하며 3D 프린팅의 잠재력을 입증한 기업 중 하나입니다.

레볼루션 볼륨 마스카라 브러시는 레이저 빔을 사용하여 폴리아미드 파우더 층을 융합하는 기술인 SLS를 사용하여 만들어졌습니다.

3D 프린팅으로 브러시 디자인이 최적화되었습니다. 예를 들어 거칠고 알갱이 질감이 마스카라의 속눈썹 밀착력을 높여줍니다.

3D 프린팅은 화장품 산업에 새로운 기술일 수 있지만 샤넬과 같은 선구자들은 이 기술이 화장품 제조 방식을 어떻게 변화시킬 수 있는지 보여줍니다.

가전제품

3D 인쇄 전자 제품은 아직 초기 단계이지만 맞춤형 전자 인클로저, USB 스틱 케이스 및 키보드는 이미 현실입니다. 3D 프린팅은 복잡한 모양과 다양한 색상, 그래픽 및 크기를 사용할 수 있는 맞춤형 터치로 전자 인클로저를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

네덜란드 회사인 Moogue는 이미 이 분야에서 성공을 거두었습니다. Moogue는 온라인 구성기를 제공하여 고객이 다양한 색상, 이미지 및 패턴 중에서 선택하여 3D 인쇄 전화 케이스를 사용자 정의할 수 있도록 합니다.

소비재 산업의 3D 프린팅 과제

소비재 제조업체는 3D 프린팅의 이점을 점점 더 인식하고 있지만 기술을 구현하는 데 여전히 어려움이 있습니다.

확실히 소비재 산업 내에서 3D 프린팅의 채택률은 특히 항공 우주 및 의료와 같은 선구적인 산업과 비교할 때 상대적으로 낮습니다.

대부분의 소비재 회사에서 3D 프린팅 생산 라인을 구현하는 것은 적어도 현재로서는 경제적으로 실행 가능하지 않습니다. 예를 들어, 3D 프린팅의 생산량은 현재 기존 제조 방식으로 달성한 생산량과 경쟁할 수 없습니다.

그러나 Carbon의 Digital Light Synthesis, 금속 바인더 분사 및 HP의 Multi Jet Fusion과 같은 기술이 모두 생산 속도와 생산량의 한계를 뛰어넘어 상업적으로 확장 가능한 생산 시스템은 가능성의 영역 내에 있을 수 있습니다.

3D 프린팅으로 경쟁 우위 구축

3D 프린팅의 확장성이 높아짐에 따라 3D 프린팅을 시험하는 소비재 회사가 더 많아질 것입니다. 이렇게 하면 기술을 최대한 활용할 수 있는 응용 프로그램과 제품을 식별하는 데 도움이 되어 기업에서 이를 생산 워크플로에 도입할 수 있습니다.

그러나 생산에 3D 프린팅을 성공적으로 채택하려면 소비재 회사에서 MES 소프트웨어와 같은 솔루션을 통합하여 워크플로를 처음부터 끝까지 관리해야 합니다.

3D 프린팅과 같은 디지털 프로세스에는 여러 사이트에 흩어져 있는 경우에도 더 많은 주문을 처리하고 작업에 대한 가시성을 제공할 수 있는 디지털 도구가 필요합니다.

전체적으로 3D 프린팅은 선구적인 디자인에서 대량 맞춤화에 이르기까지 소비재 부문의 새로운 트렌드를 형성하는 핵심 기술 중 하나가 될 것입니다. 기업이 이러한 트렌드를 주도하고 경쟁 우위를 확보하기 위해 행동해야 할 때입니다.