전문가 인터뷰:3D 프린팅으로 성공을 달성한 Graphite Additive Manufacturing의 Jonathan Warbrick

생산을 향한 추진력이 계속됨에 따라 AM 서비스 사무소의 환경은 빠르게 변화하고 있습니다. 그 어느 때보다 서비스 부서는 민첩해야 하고 끊임없이 변화하는 산업에 적응할 수 있어야 합니다.

Graphite Additive Manufacturing은 산업용 3D 프린팅 솔루션을 제공하는 영국 기반 AM 서비스 제공업체입니다. 영국 포뮬러 원 및 모터스포츠 세계와 긴밀한 관계를 맺고 있는 Graphite의 솔루션에는 생산 부품, 도구, 개념 모델 및 프로토타입이 포함됩니다.

우리는 Graphite의 비즈니스 개발 관리자인 Jonathan Warbrick과 대화하여 게임에서 앞서기 위해 관리하는 방법, AM의 기회 및 오늘날 서비스 부서로 성공하기 위해 필요한 사항에 대해 논의합니다.

그래파이트의 사명은 무엇입니까?

Graphite의 목표는 고객이 프로토타이핑에서 모든 방법에 이르기까지 적층 제조를 사용하여 최상의 솔루션을 찾도록 돕는 것입니다. 생산. 여기에는 어떤 기술과 재료가 응용 프로그램에 가장 적합한지 이해하는 데 도움이 포함됩니다. 우리는 우리 자신의 재료도 생산한다는 점에서 다른 많은 서비스 부서와 다릅니다.

Kevin Lambourne 전무이사, Red Bull Racing에서 일하는 동안 영국 서비스 사무소에서 그가 관리하고 있는 고급, 최상위 프로젝트를 실제로 지원하는 데 필요한 기술 지식을 얻을 수 없다는 것을 알게 되었습니다.

이러한 경험의 결과 Kevin은 2012년 Graphite를 설립하여 그 공백을 채우고 디자이너와 엔지니어가 선택하는 적층 제조 서비스 부서가 되었으며 다음부터 고객에게 동급 최고의 기술 지원을 제공합니다. 프로토타이핑에서 생산까지.

영국은 모터스포츠의 혁신 측면에서 세계를 선도하고 있으며 적층 제조가 핵심적인 역할을 했습니다. 그래서 초기에 우리의 주요 산업 초점은 포뮬러 원과 모터스포츠였습니다.

그 이후로 우리는 우리가 가진 지식을 더 넓은 시장으로 다양화하고 활용하기 위한 조치를 취했습니다.

<블록 인용>

최근 몇 년 동안 우리의 큰 성과는 자동차, 해양, 항공 우주 및 국방과 같은 산업 분야의 애플리케이션이었습니다. 우리는 여전히 포뮬러 원 필드와 모터스포츠 내에서 많은 일을 하고 있습니다. 이는 우리의 유산입니다. 그러나 우리는 또한 중소 규모 생산 운영을 제조하는 다양한 분야에 공급합니다.

오늘날 서비스 사무소를 운영하는 것은 어떤가요?

우리에게 있어 사업은 정말 긍정적이었고 작년에 높은 ​​성적으로 마감했습니다. 우리는 지난 3년 동안 약 20%의 지속 가능한 성장을 이룩했으며 올해에도 20-25%의 성장을 보게 될 것입니다.

올해 이맘때처럼 도전 과제는 재설정하고 공격하려는 시장을 이해하는 동시에 기존 고객과의 관계를 강화하는 것입니다.

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최근 성장의 원동력 중 하나는 프로토타입 제작에서 생산 단계로의 전환이며 앞으로도 계속될 것입니다.

모터 스포츠 내에서 우리는 볼륨이 상당히 적고 리드 타임이 매우 짧다는 것을 발견하는 경향이 있습니다.

지속 가능한 사업 계획을 수립하고 앞으로 성장한다는 측면에서 우리는 Formula One 및 모터스포츠 고객을 위한 훌륭한 솔루션이 있음을 알고 있습니다.

우리의 핵심은 긴급하게 필요한 프로젝트의 빠른 처리와 안정적인 소량 생산에서 중간 규모의 생산 실행 사이에서 정말 좋은 균형을 유지하는 것입니다. 이에 익스프레스 서비스와 이코노미 서비스를 도입했습니다.

이번 전환에는 품질 표준, 반복성, 검사, 추적성 및 백오피스 시스템 개선과 같은 여러 가지 문제가 수반됩니다.

이러한 전환은 우리가 해왔던 일입니다. 지난해 9월 신규 채용부터 대규모 시설 이전까지 적극적으로 대응하고 있다. 따라서 성장할 수 있는 여지가 있습니다. 정말 좋습니다.

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최근 몇 년 동안 우리가 직면한 또 다른 문제는 일부 낮은 가치 주문을 관리하기 위한 자동화가 부족하다는 것입니다. 작업 일정을 잡는 데 많은 시간이 소요되었습니다. 워크플로 자동화 소프트웨어는 우리의 비즈니스에 큰 도움이 되어 워크플로를 훨씬 능률적이고 자동화할 수 있게 해주었습니다.

많은 서비스 부서의 경우 모든 사람에게 모든 것이 되고 싶은 유혹이 있습니다. 다양한 재료와 기술이 존재하기 때문에 특정 분야를 전문화하고 전달하는 것이 더 중요합니다.

우리가 누리는 성장이 지속 가능하도록 매우 조심해야 합니다. 이는 우리가 고객의 현재 요구 사항과 6~12개월 후에 갖게 될 요구 사항 모두에 맞춰 투자를 한다는 것을 의미합니다.

특정 기술에 대한 투자 여부를 어떻게 판단하십니까?

고객에게 이러한 새로운 기술과 재료를 소개하고 특정 기술의 한계와 기능을 이해하고 이에 대한 수요가 있음을 확신하는 것이 중요합니다.

우리에게 이것은 진정한 데이터 중심적이라는 의미입니다. 우리는 각각의 새로운 기술을 이해하려고 노력하고 이해하며, 점프하기 전에 할 수 있는 것과 할 수 없는 것을 이해하기 위해 테스트 부품을 인쇄합니다.

그래서 결국 고객과 가까이 있어야 합니다. 새로운 기술이 나올 때 도입하고 SLS, SLA, MJF 또는 FDM이든 간에 기계에 큰 투자를 하기 전에 실제로 수요가 있는지 확인합니다.

예를 들어, 우리는 지난 2년 동안 고객에게 HP의 Multi Jet Fusion 기술을 소개하여 고객이 해당 기술의 한계와 기능을 완전히 이해할 수 있도록 했습니다.

적층 제조 산업의 현재 상태를 어떻게 설명하시겠습니까?

업계는 비용 효율적인 제조 솔루션을 제공하기까지 아직 갈 길이 멉니다. 하지만 빠르게 변화하고 있습니다.

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특히 금속 및 고성능 플라스틱 측면에서 더 많은 생산 솔루션을 제공할 수 있는 여지가 많습니다.

그 좋은 예가 영국의 슈퍼카 제조업체입니다. 이 차량의 보닛 아래, 운전실 내 부품 중 많은 부분이 현재 3D 인쇄되고 있습니다. 우리 고객 중 한 명은 적층 제조를 사용하여 무게를 줄이고 성능을 개선하지만 인쇄물의 품질이 가장 중요합니다.

이 기술이 프로토타이핑에 더 적합하다고 여겨졌기 때문에 통풍구 및 앞유리 주변과 같은 단순한 부품은 이전에는 인쇄되지 않았을 것입니다. 이제 그들은 정말 고급 시장에서 자주 사용되는 애플리케이션이 되었습니다.

이것은 주로 볼륨이 정확하기 때문입니다. 우리는 특정 모델의 수백 부분에 대해 이야기하고 있습니다. 수천 개의 부품이 필요한 경우 사출 성형과 같은 기존 기술을 사용하여 제조하는 더 저렴한 방법이 있습니다. 그러나 소량의 경우 3D 프린팅이 더 비용 효율적일 것입니다.

적층 제조가 사출 성형 대안의 기계적 특성을 모방하고 비용이 많이 드는 고급 재료를 제공할 수 있게 된 것은 아주 최근의 일입니다. -중소 규모 생산 실행을 위한 효과적인 솔루션입니다.

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또한 비용을 절감할 수 있는 엄청난 범위가 있으며 시간이 지나면 반드시 이루어질 것입니다. 예를 들어, SLS와 MJF는 전통적인 사출 성형 및 기타 형태의 제조와 경쟁할 수 있는 적절한 가격대를 보장하는 두 가지 기술임이 입증되었습니다.

마지막으로, 업계에서는 부품의 후처리 및 마무리를 개선하고 이를 보다 자동화되고 비용 효율적으로 만들어야 합니다.

필요한 많은 후처리는 매우 수동 작업입니다. 우리는 여전히 부품을 수동으로 청소, 샌딩 및 블라스팅하는 작업장에서 많은 시간을 보냅니다. 시간과 비용을 절약하기 위해 가능한 한 많은 후처리를 자동화해야 합니다.

기업들은 사내에서 더 많은 3D 프린팅을 하기 시작했습니다. 그것이 서비스 사무소 시장에 어떤 영향을 미칠 것이라고 생각하십니까?

특히 자동차와 같은 산업에서 사출 성형 및 기타 형태의 제조와 같은 기술에서 일어난 일과 매우 유사할 것입니다. 본질적으로 자동차 OEM은 아무 것도 제조하지 않고 대규모 생산 라인에서 부품을 조립합니다.

적층 제조와 같은 새로운 기술을 사용하는 기업은 이를 자체적으로 확보하여 최고의 혜택과 비용 절감. 하지만 그렇다고 해서 모든 부품을 사내에서 만들어야 한다는 의미는 아닙니다.

현재 기계를 구매하고 고급화하려는 진정한 추진력이 있습니다. 시간이 지나면 자동차에 사용되는 거의 모든 다른 기술과 마찬가지로 다시 사라질 것입니다. 그들은 부품을 아웃소싱하고 제시간에 배송되도록 할 것입니다.

궁극적으로는 균형이 있을 것입니다. 폭스바겐을 예로 들어보자. 그들은 제조 공정을 지원하기 위해 작업장에서 부품을 인쇄하는 다수의 FDM 기계를 보유하고 있습니다. 하지만 여전히 엄청난 양의 인쇄 부품을 다른 서비스 부서에 아웃소싱하고 있습니다.

<블록 인용>

이제 모든 AM 생산을 사내로 가져오고 싶은 유혹이 있지만 회사에서 인력, 작업장 공간 및 비용 측면에서 의미가 있는 생산 수요를 충족시키기 위해 앞으로 많은 수의 기계가 필요하다는 것을 깨닫고 변화할 것입니다. 결국에는 항상 좋은 서비스 기관의 지원이 필요합니다.

Graphite는 자체 재료 개발에 어떤 접근 방식을 취했습니까?

그것은 우리가 주로 영국 포뮬러 원 팀에 봉사했던 초창기에서 비롯되었습니다.

3D 프린팅을 사용하게 된 동기는 트랙을 한 바퀴 도는 시간을 1초도 단축할 수 있는 자동차에 장착할 가장 강하고, 가장 강하고, 가장 가벼운 부품을 만들 수 있다는 가능성이었습니다.

우리는 시장에 무엇이 있는지 살펴보고 탄소 충전 SLS 나일론을 개발했습니다.

본질적으로 우리는 나일론 PA12 베이스로 짧은 가닥으로 탄소 섬유를 채웁니다. 가닥이 너무 길면 부품을 통해 섬유가 튀어나와 있는 것을 볼 수 있습니다. 기계적 특성은 우수하지만 부품은 보기 흉합니다. 그러나 탄소 섬유 가닥을 너무 짧게 사용하면 기계적 특성이 손상됩니다.

강성과 강도를 추가하기 위해 나일론 소재로 채우는 최적의 섬유 길이를 개발했습니다. 당사의 재료는 일반 PA12 또는 PA11에서 일반적으로 기대하는 것보다 훨씬 더 나은 기계적 특성을 가지고 있습니다. 훨씬 더 나은 강성, 강도 및 파단 신율이 있습니다.

초기에는 탄소 충전 나일론 SLS만 작업했습니다. 시장의 피드백은 환상적이었고 포뮬러 원과 모터스포츠 세계에서 꼭 필요한 소재가 되었습니다.

강성, 강도 외에도 고객들은 자연스러운 짙은 회색, 검은색 외관을 높이 평가합니다. 재료. 바로 사용할 수 있는 엔지니어링 등급 플라스틱처럼 보입니다. 기존 SLS 나일론처럼 염색할 필요가 없습니다.

하지만 강성, 강도 및 우수한 기계적 특성이 반드시 필요하지 않은 고객도 있었습니다. 그들이 원하는 것은 정말 가벼운 나일론 유형이었습니다. 그래서 우리는 흑연으로 채워진 나일론 SLS를 개발하기 시작했습니다. 여전히 재료 내부에 탄소 섬유 밀도가 있으며 일부 기계적 특성을 추가하고 부품이 기계에서 직접적으로 자연스럽게 짙은 회색/검정색으로 보이도록 흑연 먼지로 채우고 있습니다.

지금 판매하고 있습니다. 탄소 SLS보다 흑연 SLS가 3~4배 더 많습니다. Carbon SLS는 여전히 Formula One 팀과 레이싱 세계에서 가장 많이 사용되는 소재입니다. 그러나 해양 및 자동차와 같은 산업은 보다 비용 효율적인 생산 솔루션을 찾고 있습니다. 흑연 SLS는 아마도 탄소보다 약 30% 더 비용 효율적입니다.

우리는 또한 경쟁에서 한 발 앞서 나갈 수 있도록 새롭고 혁신적인 재료를 고안하기 위해 여러 경량 폴리머에 대해 작업했습니다.

우리는 현재 탄소보다 훨씬 가벼운 새로운 초경량 SLS 소재를 연구하고 있습니다. 하이브리드 및 전기 자동차의 성능을 개선하려는 이러한 노력과 함께 무게를 줄이는 것이 우리와 함께 일하는 많은 설계자와 엔지니어에게 중요한 고려 사항이 되었습니다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해 적층 제조 솔루션을 계속 제공하고자 합니다.

복합 재료는 어떻습니까?

현재 복합 툴링 시장에는 많은 작업이 있습니다. 그리고 다시, 그것은 부품을 더 가볍고 더 효율적으로 만들기 위한 드라이브에 대해 내가 말한 것으로 돌아갑니다.

금속으로 만들어진 많은 부품이 이제 탄소 섬유로 만들어진 것으로 간주되고 있습니다. 그래서 우리는 복합 재료 산업을 지원하기 위해 여러 재료와 기술을 의도적으로 실행하고 있습니다.

여기에는 3D 프린팅 용해성 및 추출 맨드릴, 세라믹 SLA 몰드, 고온 FDM 재료, 지그 및 고정 장치가 포함됩니다. 우리는 복합 재료 시장이 적층 제조에 자연스럽게 적합하다고 보고 많은 기술 협력 파트너십을 구축했습니다.

오늘날 AM 서비스 사무소의 환경을 어떻게 설명하시겠습니까?

현재 다양한 유형의 서비스 사무소가 있습니다. 그러나 3D 프린팅의 진입 장벽이 너무 낮기 때문에 데스크탑 FDM 기계 몇 대에 몇 천 파운드를 쓸 수 있고 갑자기 서비스 사무소가 생깁니다.

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하지만 전반적으로 업계에 좋은 일이라고 생각합니다. 경쟁은 개발과 혁신을 주도하므로 업계를 발전시키는 열쇠입니다.

아주 잘 설립된 우수한 부서가 있습니다. 그러나 Graphite AM이 하는 일을 하는 부서는 거의 없습니다. 우리는 기술 지식과 자체 SLS 분말 생산 ​​측면에서 영국에서 독보적입니다.

앞으로 앞으로 몇 년 동안 많은 인수 합병이 있을 것이라고 생각합니다. 주로 항공 우주 부문에서 연료를 공급받습니다. 재료 소싱에서 생산까지 AM 프로세스를 잠그는 것은 비행 승인 부품의 핵심입니다. 이것은 향후 몇 년 동안 업계 내에서 많은 움직임으로 이어질 것입니다.

틈새를 개척하고 계속해서 제공할 수 있는 국의 미래는 매우 밝습니다.

운이 좋았던 성공 사례를 공유할 수 있습니까?

최근 사례 연구 중 하나는 대형 자동차 부품 공급업체인 Nifco의 사례입니다. 전기화를 추진하고 기존의 가솔린 ​​및 디젤 연소 엔진에서 멀어짐에 따라 전기 부스트 시스템의 무게를 줄이고 효율성을 개선해야 할 필요성이 현재 매우 만연해 있습니다.

그래서 우리는 경량 엔진 브래킷에 대해 Nifco와 협력 - 전통적으로 알루미늄으로 가공된 부품. 우리는 R&D 팀과 협력하여 Graphite SLS로 인쇄할 수 있는 보다 비용 효율적이고 가벼운 부품을 생산했습니다. 동종 최초의 3D 인쇄 엔진 마운트이며 피드백이 매우 좋습니다.

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또 다른 회사는 세계에서 가장 열악한 환경에서 작동하는 UAV 및 환경 센서를 생산하는 회사인 FT Technologies와 있습니다. 그들은 환경 센서가 UAV 시장을 겨냥한 만큼 매우 가볍고 내구성이 뛰어난 소재를 원했습니다.

프로세스는 약 1년 전에 시작되었습니다. 우리는 몇 가지 컨셉 디자인으로 시작하여 많은 프로토타입을 제작했습니다. 3D 프린팅의 장점은 디자인을 수정하고 부품을 개발하여 기존 방식보다 훨씬 빠르게 제품을 출시할 수 있다는 것입니다.

몇 번의 디자인 회의와 원본 파일에 대한 몇 가지 변경을 거친 후 구성 요소는 작년 9월에 출시되었습니다. 그 부품은 이제 생산으로 옮겨졌고 처음 100개는 시장을 측정하기 위해 보내졌습니다. 피드백은 환상적이었고 생산 단계까지 프로토타이핑을 위해 3D 프린팅을 사용한 좋은 예였습니다.

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