전문가 인터뷰:Eckhart의 3D 프린팅, 자동화 및 Industry 4.0에 대한 적층 제조 애플리케이션 엔지니어 Robert Heath

인더스트리 4.0 시대에 더 큰 효율성과 제품 혁신은 제조업체의 핵심 우선 순위입니다. 3D 프린팅은 두 가지 모두를 제공하기 위해 활용되고 있는 기술 중 하나입니다.

3D 프린팅이 도움이 될 수 있는 한 가지 방법은 조립 프로세스를 가속화하고 생산 현장의 작업자에게 보다 안전한 작업 환경을 조성할 수 있는 인체공학적 도구 및 제조 보조 장치를 생산하는 것입니다.

Eckhart는 공장 자동화 장비의 설계, 엔지니어링 및 제조를 전문으로 하는 미국 기반 회사입니다. Industry 4.0의 최전선에서 이 회사는 로봇 공학 및 기타 자동화 솔루션과 함께 3D 프린팅을 채택하여 이를 수행했습니다.

이번 주 전문가 인터뷰에서는 Eckhart의 AM 애플리케이션 엔지니어인 Robert Heath와 3D 인쇄 도구의 이점, AM에 관한 교육의 필요성 및 장점에 대해 논의합니다. 자동화의.

에크하르트에 대해 간단히 말씀해 주시겠습니까?

Eckhart는 산업 자동화를 전문으로 하는 Industry 4.0 리더입니다. 우리는 무엇보다도 리프트 지원, 보안 도구 및 자율 가이드 차량을 만듭니다.

우리가 집중하는 대부분은 협동 로봇과 3D 프린팅입니다. 우리는 회사가 반복적인 작업을 자동화하고 작업자가 조립 라인에서 더 나은 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.

우리는 자동차 회사, 일부 중공업 및 농업 회사를 비롯한 광범위한 고객을 보유하고 있습니다. 존 디어와 캐터필라처럼.

고객이 귀하에게 오는 어려움은 무엇입니까?

산업별로 다를 수 있습니다. 그러나 많은 과제에는 인체 공학 또는 부품의 주기 시간과 품질 개선에 대한 근본적인 문제가 있습니다.

제가 가장 열심히 하는 것은 수공구용 인체 공학적 솔루션을 개발하는 것입니다. 그것이 바로 우리 회사에서 3D 프린팅에 중점을 둔 것입니다.

이 수공구의 대부분은 알루미늄으로 만들어졌기 때문에 여전히 무겁고 작업자가 반복적으로 들어 올리거나 손이 닿아야 하는 인체 공학적 한계에 맞습니다.

우리는 도구에서 더 많은 무게를 줄여 더 가볍고 작업자 친화적으로 만들 수 있는 상황에서 3D 인쇄를 구현해 왔습니다. 우리는 형상을 인쇄하여 도구를 보다 인체공학적으로 만들 수 있으므로 작업자에게 이전에 사용 가능했던 것보다 더 나은 도구를 제공할 수 있습니다.

3D 프린팅을 사내에 도입한 이유는 무엇이며 기술을 채택하는 과정은 어땠나요?

우리는 2017년에 프린터를 구입했습니다. 3D 프린터를 구입하기 전에 우리는 우리를 위해 3D 인쇄 부품에 상당한 양의 작업을 다른 회사에 아웃소싱했습니다.

AM 분야에 진출하고 고객과 함께 적층 제조를 더욱 촉진하기 위한 전략적 비즈니스 이동이자 비용 절감 조치였습니다. 사내에서 3D 프린팅을 사용하여 부품에 대한 비용과 품질 관리를 더 잘할 수 있습니다.

또한 회사로서 카탈로그에서 찾아볼 수 있는 어떤 것도 생산하지 않고 구입. 우리가 만드는 모든 것은 완전히 맞춤형입니다. 일회성 작업이 많기 때문에 3D 프린팅을 채택하는 것이 합리적이었습니다.

Eckhart가 자동화와 관련하여 개발 중인 솔루션에 대해 자세히 설명해 주시겠습니까?

자동차 회사와 많은 협력을 하고 있으므로 자동차를 예로 들어 보겠습니다. 작업 속도는 시간당 60개 정도이므로 작업자는 매분 새 차량을 받고 있습니다.

3D 프린팅으로 수행한 작업 중 하나는 러그 너트 스타터 도구를 개발한 것입니다. 이 도구는 작업자가 한 손으로 잡고 모든 러그 너트를 이 도구의 소켓에 삽입하는 데 사용됩니다. 그런 다음 작업자가 타이어에 장착하면 모든 러그 너트가 한 번에 작동됩니다.

완전한 로봇 솔루션은 아니지만 작업자가 더 이상 한 번에 하나의 러그 너트를 잡고 손가락으로 비틀어 모든 나사를 시작할 필요가 없기 때문에 프로세스를 더욱 자동화했습니다. 차량.

운전자들은 8시간 교대로 시간당 최대 60번까지 이 작업을 반복하고 있습니다. 여기에 5일을 곱하면 손가락으로 많이 꼬인 것입니다. 우리는 이 3D 프린팅 도구로 작업자의 몸에 가해지는 스트레스를 완화할 수 있었습니다.

우리는 또한 협동 로봇의 전체 영역을 운영합니다. 예를 들어, 금형에서 사출된 금속 부품을 꺼낼 때 주기 시간을 늘리려는 회사의 애플리케이션이 있었습니다.

그들이 겪고 있는 어려움 중 하나는 금속 사출 성형이기 때문에 부품이 엄청나게 뜨거웠다는 것입니다. 따라서 고려해야 할 안전 요소가 있습니다. 우리는 작업자가 부품을 다룰 필요 없이 부품을 꺼낼 수 있는 로봇 솔루션을 개발할 수 있었습니다.

또한 부품이 뜨거우므로 꺼낼 때 약간의 유연성이 있습니다. 금형. 그래서 특수 그립을 사용하여 부품을 고정할 수 있을 만큼만 잡아당겼지만 변형할 수 있을 정도는 아니었습니다.

그래서 로봇과 자동화를 통해 우리는 다이얼을 돌릴 수 있었습니다. 우리의 요구 사항에 해당 설정에서. 그리고 그 특정 로봇 설치의 부수적 이점 중 하나는 금형이 일반 작업자만큼 냉각되지 않기 때문에 부품 품질이 극적으로 향상되었다는 것입니다.

회사는 주기 시간을 늘릴 수 있었고 품질이 향상되었으며 이제는 프레스 앞에서 부품을 꺼내는 대신 더 많은 부가가치 작업을 수행할 수 있는 직원을 갖게 되었습니다. 하루 종일 기계. 이것이 모두 자동화 덕분입니다.

일반적으로 고객과 어떻게 협력하십니까?

우리가 추진하는 것 중 하나는 Eckhart의 대표 팀이 고객과 만나고 고객의 시설을 방문하는 워크샵을 갖는 것입니다.

저희는 이 도구나 솔루션을 사용하게 될 제조 엔지니어, 기술자 또는 운영자와 같은 고객의 설계자뿐만 아니라 작업 현장의 사람들을 만나고 싶습니다. 그런 다음 앉아서 첨가제가 무엇인지 살펴봅니다.

우리가 해야 할 질문 중 일부는 운영자가 직면하고 있는 문제가 무엇입니까? 고객이 얻고자 하는 것은 무엇입니까?

이 작은 팀에서 일하면서 우리는 각 고객과 함께 많은 기회를 식별할 수 있습니다. 그 후 우리는 고객과 협력하여 이러한 아이디어를 얼마든지 구현할 수 있는 전략을 개발합니다.

3D 프린팅으로 고객이 목표를 달성하도록 도운 사례를 공유할 수 있습니까?

고객을 위한 도구를 설계하고 설계 승인을 받을 때마다 내부적으로 고객의 제품을 사용하여 도구를 만들고 테스트합니다. 그런 다음 고객에게 작동 방식과 도구가 제품과 상호 작용하는 방식을 보여줍니다.

우리가 생산한 러그 너트 스타터 도구로 돌아가서 우리는 그것이 큰 성공이라고 생각합니다. 고객은 이 도구가 자신의 사용에 얼마나 도움이 될 것인지에 대해 매우 황홀해했습니다.

적층 제조에 대해 고객과 이야기할 때 고객이 기술에 대해 매우 잘 알고 있다는 사실을 알게 되었습니까? 아니면 교육도 많이 해야 하나요?

현재 역할이든 이전 역할이든 3D 프린터에 대한 지식이 풍부하고 사전 경험이 있는 고객도 있습니다.

그 외에도 훨씬 더 많은 교육이 필요한 고객도 많이 있습니다. 저는 종종 3D 프린팅과 그 기능에 대한 교육을 하고 있다고 말하고 싶습니다.

그 때까지 교육을 해야 할 때 고객 측에서는 효과가 있을지 확신이 서지 않기 때문에 약간의 저항과 떨림도 종종 있습니다. 전통적인 제조 방식에서는 효과가 있는 것을 고수하는 경향이 있습니다.

그래서 AM의 경우 적층 제조의 필요성이 아니라 전통적인 제조의 관점에서 생각하는 경향이 여전히 있다는 말씀이신가요?

예. 고객에게 첨가제 작업을 요청하면 다음 단계는 "이것이 우리가 여기서 제조하고 있는 부품이며 부품을 개선할 수 있는 방법입니다."라고 말하는 것입니다.

전통적인 제조 방법으로 설계된 부품을 선택하면 거의 항상 해당 부품을 전통적인 제조 방법으로 제조하는 것이 더 저렴할 것입니다.

하지만 동일한 부품을 가져와 3차원 적층 제조용으로 재설계하면 어느 쪽이 더 저렴할 것인지 알 수 있습니다. 오전 프로세스.

3D 프린팅의 채택을 가속화하기 위해 무엇을 더 해야 한다고 생각하십니까?

재료 및 실제 속성에 대한 교육이 더 필요합니다. "UHMW(초고분자량 폴리에틸렌)의 일부를 인쇄할 수 있습니까?"와 같은 질문을 많이 받습니다.

제 대답은 항상 "아니요, 할 수 없습니다. UHMW를 인쇄합니다. 하지만 비슷하게 만들 수 있습니다.”

그래서 제 가장 큰 문제는 아마도 재료에 대한 지식이 부족하거나 일부 재료에 대한 테스트가 부족하다는 것입니다.

우리는 Stratasys와 파트너십을 맺고 있으며 자주 협력하고 있습니다. 그들은 재료의 작동 방식과 프린터를 통해 처리되는 방식을 잘 아는 반면 우리는 부품 기능을 잘 알고 있습니다. 따라서 이는 우리 모두에게 좋은 파트너십입니다.

향후 몇 년 동안 적층 제조가 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

더 넓은 범위의 재료가 개발되고 있는 것을 봅니다. 우리는 기계를 통해 재료의 실제 가공을 훨씬 더 정교하게 할 수 있고 이미 가지고 있는 재료로 더 나아지고 있습니다.

업계에서는 PLA처럼 쉽지 않거나 "AM 친화적"이지 않은 다른 재료도 주목하고 있습니다.

저도 앞으로 몇 년 안에 기계 기능과 속도가 향상될 것이라고 생각합니다.

Eckhart의 다음 계획은 무엇입니까?

우리는 항상 AM으로 한계를 뛰어넘기 위해 노력하고 있습니다. 우리는 이 기술로 할 수 있는 다른 일에 대해 기존의 틀에서 벗어나 생각하고 있으며 사용하게 될 거라고 생각하지 못했던 애플리케이션에서 이 기술을 계속 사용하려고 노력하고 있습니다.

예를 들어, 최근에 완전히 3D로 인쇄된 리프트 보조 도구를 사용하여 고객 중 한 명을 위해 알루미늄 캐스트 하우징을 집어 들었고, 이것은 리프트 보조를 위한 몇 가지 더 많은 기회를 싹트기 시작했습니다.

이 점에 대해 매우 기쁘게 생각하며 적층 제조로 다른 복잡한 문제를 해결할 수 있기를 기대합니다.

Eckhart에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://www.eckhartusa.com/