전문가 인터뷰:세계 최초의 3D 인쇄 탄소 섬유 자전거 프레임 생산에 대한 Arevo 공동 설립자 Wiener Mondesir

실리콘 밸리에 본사를 둔 회사인 Arevo는 세계 최초의 3D 인쇄 탄소 섬유 자전거 프레임이라고 불리는 것을 공개한 후 2018년 헤드라인을 장식했습니다. 이 사용 사례는 로봇 공학과 소프트웨어를 결합하여 경량의 맞춤형 복합 부품을 생산하는 Arevo의 독점 복합 3D 프린팅 기술의 고유한 기능을 보여주었습니다.

그 이후로 Arevo는 자전거 제조업체인 Franco Bicycles와 협력하여 새로운 브랜드의 eBikes를 위한 3D 인쇄 탄소 섬유 유니바디 프레임을 제공했습니다.

이번 주, Arevo의 공동 설립자이자 최고 기술 책임자인 Wiener Mondesir와 함께 Arevo의 독점 기술, 복합 3D 프린팅의 이점 및 복합 제조의 미래에 대해 이야기하게 된 것을 기쁘게 생각합니다.

Arevo에 대해 간단히 말씀해 주시겠습니까?

Arevo의 목표는 복합 부품을 대규모로 제조할 수 있도록 하는 것입니다. 우리는 로봇, 재료 및 소프트웨어를 결합하여 이를 수행합니다.

복합 산업 전반에 걸쳐 복합 부품 제조는 매우 큰 기회를 나타냅니다. 탄소 섬유는 일부 금속보다 강하고 가벼우므로 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

그러나 여러 가지 이유로 복합 재료 제조의 채택이 억제되어 기회가 해결되지 않고 있습니다. 그 이유 중 하나는 비효율적인 제조 프로세스 때문입니다.

복합체 제조는 현재 매우 노동, 자원 및 자본 집약적이므로 대량으로 확장할 수 없습니다. 복합재 제조를 실제로 활용할 수 있었던 산업은 항공우주 및 고급 자동차 산업과 같이 비즈니스 사례를 감당할 수 있는 산업이었습니다.

또한 부적절한 소프트웨어와 비효율적인 시뮬레이션으로 인해 설계 주기가 길어집니다. 종종 간과되는 또 다른 이유는 다른 산업의 복합 재료에 대한 이해 부족입니다.

Arevo는 이러한 모든 문제를 해결하고 있습니다. 우리는 합성물의 디지털화라고 부르는 것을 사용하여 합성물 제조를 재고하고 있습니다.

우리는 지식 격차를 없애는 소프트웨어를 개발하여 이 문제를 해결하기로 결정했습니다.

3D 모델로 시작하면 당사 소프트웨어가 분석을 수행하고 최적의 최종 방향, 적절한 양의 재료를 제시하고 당사의 제조 기술을 사용하여 부품을 제조하기 위한 지침을 생성합니다.

거미줄을 예로 들어보겠습니다. 거미줄을 보면 목적에 맞는 적절한 양의 재료가 있는 3D 구조입니다.

섬유 또는 거미줄의 경우 실크는 적절한 양의 재료만 사용하고 필요한 위치에 완벽하게 배치됩니다. 복합 부품을 3D 프린팅하는 최적화된 방법을 생각해낼 때 영감을 얻습니다.

복합소재를 대규모로 제조할 수 있도록 하는 것이 기업으로서 우리의 사명입니다.

합성 3D 프린팅의 이점은 무엇입니까?

탄소 섬유 복합 재료는 중량 대비 강도가 뛰어나 매우 강하면서도 가벼운 소재를 제공합니다.

3D 프린팅의 트렌드를 살펴보면, 자연적으로 조밀하고 무거운 금속을 경량화하기 위해 격자 구조를 사용하는 다양한 기술이 많이 있습니다.

하지만 처음부터 탄소 섬유와 같은 가볍고 강한 재료로 시작하면 훨씬 빨리 최종 결과에 도달할 수 있습니다. 따라서 복합 재료는 금속 격자 구조 유형의 제품보다 특정 응용 분야에 훨씬 더 적합합니다. 보기는 좋지만 반드시 목적에 부합하지는 않습니다.

탄소 섬유의 합병증은 이방성, 한 방향으로 강하다는 뜻이다. 그렇기 때문에 특별한 도구 없이는 다루기가 조금 더 어렵습니다.

Arevo에서는 디자이너를 위한 도구 세트를 개발했으므로 탄소 섬유 복합 재료로 제조하기 위해 박사 학위가 필요하지 않습니다. 당사 소프트웨어가 이를 처리합니다.

탄소 섬유 3D 인쇄 자전거 프레임이 공개되었을 때 널리 알려졌습니다. 디자인에서 생산까지 자전거 프레임을 만드는 과정은 무엇입니까?

그 특정 응용 프로그램은 기술로 가능한 것을 보여주기 위한 방법으로 시작되었습니다.

자전거 프레임은 접근이 매우 쉽지만 모양이 매우 복잡하고 하중, 비틀림 및 무게를 견디는 능력이 필요한 대형 구조입니다. 따라서 우리 기술을 입증하기에 완벽한 애플리케이션이었습니다.

한 걸음 뒤로 물러나서 오늘날의 전통적인 복합 자전거를 보면 설계를 거쳐 프로토타이핑 반복을 거쳐 생산에 이르는 모든 과정을 거칩니다. 그 과정이 1년 가까이 걸립니다.

게다가, 전통적인 합성 자전거는 매우 수동적인 공정을 사용하여 제조됩니다. 프레임은 20개에서 30개 부품으로 함께 결합되며 최대 40명이 각 프레임을 만집니다. 이것은 매우 노동 집약적인 프로세스이며 결국 확장할 필요가 없는 매우 높은 비용의 제품으로 귀결됩니다.

디자인도 너무 비슷해서 커스터마이징을 많이 못해요.

우리의 기술로 이 프로세스를 거의 1년에서 불과 며칠로 단축했습니다. Arevo의 소프트웨어는 CAD 설계를 취하고 설계자가 제안한 프레임에 등방성 생성 설계를 수행합니다. 또한 방향을 최적화하고 예측 분석을 수행합니다.

다음 단계는 당사 제조 시설에서 이루어집니다. 우리는 로봇 및 증착 기술을 활용하여 주문형 맞춤형 자전거 프레임을 생산할 수 있는 제조 시설을 캘리포니아에 건설했습니다.

우리가 자전거를 출시했을 때 모든 대형 자전거 제조업체는 기술이 제공하는 디자인의 자유에 관심이 있었기 때문에 접근했습니다.

아레보 자전거 프레임의 디자인을 보면 사실 기존의 자전거 디자인에서 한 발짝 물러나 있다. 예를 들어 시트 스테이가 없으며 기존 자전거와 매우 다르게 보입니다.

Arevo의 자전거는 3D 공간에서 최적의 방향으로 지향된 매우 강한 탄소 섬유로 만든 유니바디 자전거입니다. 우리는 매우 견고하고 가벼운 일체형 구조의 디자인을 달성할 수 있습니다.

우리는 소프트웨어 도구를 사용하여 자전거의 실제 승차감을 조정할 수 있습니다. 우리는 자전거의 특정 영역에서 강성을 조정할 수 있으며 원할 경우 요청 시 더욱 탄력 있는 승차감을 제공할 수 있습니다. 전통적인 자전거를 사용하면 본질적으로 항상 동일한 프레임을 계속해서 만들려고 합니다.

반면에 3D 인쇄 프레임은 새로운 자전거를 시장에 출시하는 매우 긴 프로세스에 익숙한 업계에 새로운 비즈니스 모델을 열어줍니다. 오늘날에는 연간 약 백만 개의 합성 프레임이 만들어집니다. 이제 우리 기술을 사용하여 주문형으로 매우 맞춤화된 프레임을 도입할 수 있습니다.

우리의 목표는 이 기능을 활용하는 새로운 애플리케이션을 계속해서 만드는 것입니다.

생산에 대한 맞춤형 접근 방식이 확장 가능한 비즈니스 모델입니까?

자전거와 관련하여 사용자 정의에는 큰 가치가 있습니다. 모든 사람은 독특합니다. 프레임에 맞게 설계, 설정 또는 조정된 자전거를 타지 않을 때 더 피곤해집니다. 따라서 자전거는 실제로 커스터마이징의 가치를 보여주는 좋은 차량입니다.

마이크로 모빌리티와 매우 편리한 차량으로 돌아다닐 수 있는 능력에 대한 전반적인 추세가 있습니다. 바이크가 그것을 상징합니다. 많은 다른 국가에서 대중 교통의 지배적인 형태입니다.

형태와 기능에 대한 커스터마이징이 필요할 때 매스마켓 방식으로는 할 수 없습니다. 그러나 우리의 기술을 통해 소비자는 프레임을 디자인할 수 있고 우리 소프트웨어는 그들이 디자인한 프레임이 구조적으로 건전하다는 것을 보장할 수 있습니다.

그 다음 그들은 그것을 우리의 3D 프린팅 셀로 보내 필요에 따라 자전거를 만들 수 있습니다. 따라서 개념에서 생산까지의 프로세스가 매우 단순화됩니다.

귀사의 기술로 어떤 다른 애플리케이션을 구상하고 계십니까?

오늘은 자전거 및 이동성 애플리케이션에 중점을 두고 있습니다. 이것은 우리가 제공하는 가치 제안을 활용할 수 있는 응용 프로그램으로, 매우 가볍고 높은 강도 대 중량 비율 및 맞춤형 제품입니다.

산업 전반에 걸쳐 볼 때 성능 향상이 정말 중요합니다. 스포츠 부문은 물론 자동차, 에너지 및 항공우주 산업에서도

경량, 고성능 및 높은 사용자 정의가 필요한 다양한 응용 프로그램을 작업하고 있습니다. 그리고 이것이 우리의 기술이 사용될 수 있는 핵심 영역입니다.

로봇이 귀사의 기술에 어떻게 적용됩니까?

3D 프린팅을 살펴보면 대부분의 3D 프린팅은 레이어 기반이며 레이어는 X 및 Y 평면에 증착됩니다. 그 과정으로 만들어진 부품의 특성을 보면 Z 방향으로 고통받는 경향이 있습니다.

우리는 완전 관절식 6축 로봇을 사용하여 탄소 섬유를 X, Y 및 Z 방향으로 증착합니다. Z 방향으로 누울 수 있기 때문에 다른 레이어 기반 기술을 괴롭히는 Z 강도 문제를 제거했습니다. 이것이 당사 증착 기술의 고유한 기능 중 하나입니다. 로봇 공학은 거기에서 큰 역할을 합니다.

두 번째 측면은 인쇄할 수 있는 부품의 규모입니다. 오늘날 대부분의 시스템은 특정 빌드 범위로 분류되어 특정 크기의 부품만 만들 수 있습니다. 특정 크기를 초과하면 더 큰 구조를 만들기 위해 부품을 하위 어셈블리로 잘라야 합니다.

저희 로봇은 우주 항공 부품을 만들기 위해 갠트리에 로봇을 배치할 수 있기 때문에 무한한 제작 범위 기능을 제공합니다. 동시에 같은 로봇이 자전거를 만들 수 있습니다. 우리 로봇의 도달 범위는 4미터 높이입니다. 기본적으로 큰 인쇄 봉투를 제공한다는 점에서 확장성이 매우 뛰어납니다.

합성 3D 프린팅 시장의 현황을 어떻게 설명하시겠습니까? 기술이 얼마나 발전했습니까?

복합소재 산업은 꽤 오랫동안 첨가물을 사용해 왔습니다. 형상의 복잡성은 곡률이 매우 작은 부품과 같이 금형에 맞출 수 있는 것으로 매우 제한적이었습니다. 또한 레이어는 일반적으로 수동으로 배치되므로 복잡성이 상당히 제한된 부품이 생성됩니다.

그래서 합성 3D 프린팅은 한동안 존재해 왔습니다. 그러나 이제는 광섬유 배치를 자동화하는 자동화된 로봇 공학 또는 메카트로닉스 시스템과 같은 것들이 더 복잡한 형상을 가능하게 합니다.

다양한 유형의 수지 시스템에서 다양한 사용 사례를 대상으로 하는 것에 이르기까지 복합재 제조 자동화에 대해 다양한 접근 방식을 취하는 회사가 많이 있습니다.

그것은 매우 유용합니다.

전반적으로 복합 3D 프린팅 부문은 건전한 상태라고 생각하며 Arevo가 주도권을 잡고 있습니다.

일반적인 3D 인쇄 또는 복합 3D 인쇄와 같이 업계가 직면한 과제는 무엇입니까?

가장 큰 문제는 첨가제로 가능한 것을 탐색할 수 있는 소프트웨어 도구의 부족에서 비롯된다고 생각합니다. 당신은 전통적인 제조 기술을 보는 마인드를 가지고 있고 우리는 전통적인 제조 기술을 교육 받았습니다.

사람들은 종종 전통적인 방식으로 만든 부품으로 시작하여 그 부품에 가산제를 강제로 맞추기를 원하지만, 항상 일치하지는 않습니다.

하지만 고유성과 복잡성 측면에서 금속이든 합성물이든 폴리머 기반이든 첨가제로 할 수 있는 일을 실제로 활용하려면 해당 프로세스를 안내하고 디자이너에게 정보를 제공하는 도구가 필요합니다. 및 엔지니어.

향후 5년 동안 업계가 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

매우 고무적입니다. Arevo는 창립 이래로 항상 생산 부품에 집중해 왔습니다.

오늘날 업계 전반을 살펴보면 모두가 생산 부품에 대해 이야기하고 있다는 사실이 정말 고무적입니다. 그것이 공통된 주제입니다.

앞으로 업계에서도 품질과 확장성에 대해 이야기하기 시작할 것으로 기대합니다. 제품을 만들기 시작하면 대규모로 반복적으로 생산하는 것이 업계의 핵심 초점이 될 것입니다.

부품 및 공정의 품질을 보장하는 것은 현재 적층 제조의 큰 화두입니다. 이에 대한 Arevo의 접근 방식은 무엇입니까?

Arevo가 달성할 수 있었던 주요 혁신 중 하나는 레이저 기반 증착 프로세스입니다.

또한 현장 검사를 수행할 수 있는 기계 학습 알고리즘을 사용합니다. 우리는 센서 제품군을 보유하고 있으며 제조되는 부품에 대한 현장 검사를 수행할 수 있습니다.

이를 통해 공극이 1% 미만인 매우 균일한 인쇄물을 얻을 수 있습니다. 부품의 단면을 볼 수 있으며 현미경으로 가져오면 매우 균질한 인쇄물을 관찰할 수 있습니다.

이는 항공 우주와 같이 매우 까다로운 응용 분야에 갈 때 매우 고품질의 부품을 의미합니다. 폐쇄 루프 모니터링과 결합된 이 현장 품질 관리를 통해 반복 가능하고 예측 가능한 품질을 얻을 수 있습니다.

Arevo의 향후 12개월은 어떻게 됩니까?

앞으로 12개월 동안 우리는 제조 실행에 집중할 것입니다. 자전거를 출시한 이후로 실제로 충족할 수 있는 것보다 더 많은 수요가 있습니다. 내년 목표는 계속해서 새로운 애플리케이션을 출시하는 것이지만 주로 현재 수요를 충족할 수 있도록 용량을 확장하는 것입니다.

Arevo에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://arevo.com/