전문가 인터뷰:Bosch가 역량 센터에서 3D 프린팅을 사용하는 방법에 대한 Jan Tremel

독일의 다국적 엔지니어링 및 기술 회사인 Bosch는 아마도 세계 최대의 자동차 부품 공급업체이자 산업 기술, 소비재, 에너지 및 건축 기술의 중요한 공급업체일 것입니다.

따라서 회사가 적층 제조(AM)에도 크게 관여하고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이 기술은 프로토타입 제작에 사용할 경우 신제품의 출시 시간을 단축하고 생산에 사용할 경우 특정 구성 요소를 주문형으로 더 빠르게 인쇄하여 공급망에 더 많은 유연성과 민첩성을 도입할 수 있습니다.

Bosch는 모든 회사 사업부에서 AM을 사용하고 3D 인쇄 전용 역량 센터도 보유하고 있습니다.

보쉬가 비즈니스 전반에 3D 프린팅을 적용하는 방법에 대해 자세히 알아보기 위해 오늘 Powertrain Solutions 사업부에 속한 3D 프린팅 역량 센터(CoC) 책임자인 Jan Tremel과 함께합니다. .

Jan과 함께 우리는 AM이 Bosch에 어떤 이점을 제공하는지, 사내 3D 프린팅 도입의 어려움, 자동차 산업에서 3D 프린팅의 현재 상태와 미래를 발견합니다.

경력과 AM에 참여하게 된 경위를 말씀해 주시겠습니까?

저는 RepRap 운동이 주목받기 시작한 2006년과 2007년 사이에 처음 참여했습니다.

저는 이 기술에 매료되어 대학에서 제 첫 3D 프린터를 직접 만들었습니다.

보쉬에서는 작은 3D 프린터를 사용할 수 있다면 얼마나 더 단순해질까 생각했습니다. 이 아이디어는 몇 가지 제안을 하도록 영감을 주었고 결국 역량 센터를 만들었습니다.

이 시점에서 Bosch는 플라스틱과 금속 모두에 대해 이 기술을 통합해야 우리가 시장에 제공하는 연소 엔진 부품에 대한 지속적인 개발에 사용할 수 있음을 인식했습니다. .

저는 현재 Powertrain Solutions 사업부에 있습니다. 매년 Bosch 총 수익의 거의 1/4을 차지하며 Bosch 전체 직원의 약 4분의 1을 통합합니다. 여기에서 우리는 가솔린 및 디젤용 고압 펌프, 인젝터 및 기타 유압 시스템과 같은 심각한 프로젝트에서 3D 프린팅을 구현하려고 합니다.

귀하는 현재 3D 프린팅 역량 센터를 이끌고 있습니다. 그곳에서 하고 있는 일과 기술을 어떻게 적용하고 있는지 말씀해 주시겠습니까?

보쉬에는 여러 역량 센터가 있습니다.

개요를 제공하기 위해 Bosch는 4개의 주요 지점으로 나뉩니다. 이는 보안 카메라, 대형 경기장용 마이크 등과 같은 기술을 구축하기 위한 한 지점이 있음을 의미합니다.

또 다른 부서에서는 오븐에서 세탁기에 이르기까지 소비재를 책임지고 있습니다.

다음에는 중공업용 특수 기계를 전문으로 하는 산업 기술 부서가 있습니다.

마지막으로 제 부서는 자동차 분야인 Powertrain Solutions입니다. 내가 설명한 모든 부서에는 제품 라인에 AM을 구현하는 책임이 있는 자체 팀이 있습니다.

내 부서에서는 내 업무의 50%를 신제품 엔지니어링에 할애하고 있습니다. 즉, 신제품에 3D 인쇄 구성 요소를 사용하여 제품 개발 부서의 동료를 지원합니다.

이를 위해서는 3D 프린팅으로 가능해진 복잡한 디자인의 이점을 누릴 수 있는 혁신적이고 새로운 애플리케이션을 만들어야 합니다.

반면에 저는 우리의 모든 제조 공장과도 협력하고 있습니다. . 즉, 조립 라인과 제조 현장에서 직접 일하는 사람들을 지원하거나 교육하여 그들이 일상 업무에서 AM을 사용할 수 있도록 합니다.

한 가지 예를 들겠습니다. 유지 관리 팀에는 하루 종일 생산 라인을 유지하고 가동하는 작업이 있습니다. 그리고 예를 들어 로봇에 부착하여 고장난 부품을 교체하고 가동 중지 시간을 방지할 수 있는 그리퍼 교체가 필요합니다.

그래서 저는 그들과 함께 워크샵을 조직하여 표준 재료와 간단한 3D 프린터로 장비의 교체 부품을 만들 수 있습니다.

또한, 내부적으로 비용을 절감하기 위해 기존 설계를 3D 인쇄 부품으로 교체할 수 있는 것과 같은 비용 절감 시나리오를 적극적으로 목표로 삼고 있습니다. 예를 들어 개선할 수 있는 테스트 장치가 많이 있습니다. 3D 프린팅을 사용하면 스테이션 자체의 주기 시간을 개선할 수 있으므로 전체 라인의 성능을 개선할 수 있습니다. 이는 비용을 절감하고 폐기물을 줄이는 데 도움이 됩니다.

3D 프린팅은 자동차 산업에 어떤 가치를 제공합니까?

AM은 이미 잘 정립된 프로세스 포트폴리오에 또 다른 유용한 프로세스를 추가합니다. 자동차에서는 밀링 및 터닝과 같은 공정을 사용하여 부품을 코팅하고 플라스틱 사출 성형을 할 수 있습니다. 이러한 과정은 모두 잘 알려져 있습니다.

그러나 이러한 모든 프로세스에는 설계 유연성과 반복 능력과 관련하여 특정 제한이 있습니다.

자동차 산업에서 생산 주기가 점점 짧아지고 있습니다. 즉, 부품과 설계를 매우 빠르게 테스트해야 합니다. 이와 관련하여 표준 프로세스는 매우 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

예를 들어보겠습니다. 복잡한 플라스틱 부품을 위한 성형 도구가 필요한 경우 생산하는 데 최대 12주에서 14주 또는 그 이상이 소요될 수 있습니다. 그리고 AM을 사용하면 훨씬 더 빠른 시간(아마도 2~4주)에 동일한 결과를 생성할 수 있습니다.

즉, 3D 프린팅으로 부품을 3회 이상 반복할 수 있는 반면 사출 성형에서는 부품을 개선하는 데 사용할 수 있는 부품이 단 한 번뿐입니다. 이러한 방식으로 AM은 구성 요소를 개선할 수 있는 훨씬 더 짧은 반복 주기를 가능하게 합니다.

이것은 3D 프린팅이 도움이 될 수 있는 한 분야일 뿐입니다.

시리즈 생산 측면에서 AM은 지금보다 훨씬 더 많은 자동차를 커스터마이징하는 데 사용될 것으로 기대합니다. 좌석이나 핸들과 같은 대량 생산 부품을 3D 프린팅하는 것은 의미가 없습니다.

하지만 오늘날의 고급차나 스포츠카처럼 생산량이 적은 경우 AM을 사용하면 이러한 자동차의 특수 부품을 기존 기술로 생산하는 것보다 더 경제적으로 생산할 수 있습니다. .

우선 매우 독점적인 자동차 라인과 생산되는 매우 제한된 부품 세트에서 이를 볼 것입니다.

AM 프로세스가 점점 더 빨라지고 개선됨에 따라 결국 AM 생산량이 수백 부품에서 수천 부품으로 확장되는 것을 보게 될 것입니다.

연속 생산으로의 전환을 가속화하기 위해 AM이 여전히 극복해야 할 과제가 있습니까?

장벽이 많습니다.

하나는 물질적 한계입니다. 자동차 응용 분야에 적합한 금속 및 플라스틱 소재를 갖추기까지는 업계가 가야 할 길이 아직 멉니다. 예를 들어, 일부 부품에는 매우 높은 압력을 견딜 수 있는 고품질 강철이 필요합니다.

게다가 현대 자동차를 보면 유리 섬유로 채워진 부품이 많이 있습니다. 현재 시장에서 구할 수 없거나 기존 공정에서 사용하는 재료보다 훨씬 더 비싼 플라스틱 재료.

예를 들어 연소 모터 근처에 플라스틱 부품이 있다고 가정해 보겠습니다. 이 부품은 매우 높은 온도 요구 사항이 있으며 일반적으로 유리 섬유로 채워진 폴리아미드로 만들어집니다. AM 재료는 오늘날 우리가 전통적인 플라스틱에서 볼 수 있는 것과 같은 방식과 특성으로 이 부품을 만들 수 없습니다.

가공된 재료와 적층 가공된 재료는 완전히 다른 특성을 가집니다. 재료를 층별로 녹이면 표준 재료로 사용하는 것과는 다른 내부 미세 구조가 생성되기 때문입니다.

또 다른 장벽은 정확성과 반복성의 부족입니다. AM 시스템이 매번 정확한 치수로 다른 프린터에서 동일한 부품을 인쇄할 수 있도록 하기 위해 AM 시스템이 여전히 개선되어야 합니다.

매우 작은 구멍과 매우 엄격한 공차가 3D 프린터가 생산하는 과제이기도 합니다.

마지막으로, AM에는 수동 프로세스가 많이 있습니다. 업계에서 더 많은 자동화를 도입하려고 노력하고 있음을 인정하지만, 예를 들어 금속 3D 프린팅에서 분말 제거와 같은 수동 프로세스가 많기 때문에 기술이 매우 비용 집약적입니다.

생산성은 AM 채택과 관련하여 자동차 산업에서 중요한 요소입니다.

향후 5년 동안 자동차 산업에서 AM이 어떻게 진화할 것으로 보십니까?

자동차 산업은 일반적으로 제품의 수명이 긴 의료 또는 항공 우주 분야와 비교하여 애플리케이션에 대한 접근 방식이 다릅니다. 비행기의 경우 20년 이상.

자동차 생산의 가격대도 더 낮고 매우 엄격한 가격 계산을 해야 합니다. 이것은 AM이 확실한 비용 이점이 있는 경우에만 사용된다는 것을 의미합니다.

AM이 향후 몇 년 동안 중요한 자동차 부품에 사용될 것이라고 말하는 것은 매우 조심스럽습니다. 분명히 제품 개발을 위한 가속기 역할을 계속할 것입니다.

자동차 산업에서 적층 제조가 대량 생산에 사용되는 것을 보기까지는 아직 오랜 시간이 걸립니다.

사람들에게 3D 프린팅의 가치를 확신시키는 것이 어렵습니까? 아니면 사람들이 기술 채택에 대해 매우 수용적이라고 생각하십니까?

매우 의존적입니다. 시작했을 때 우리는 3D 프린팅이 세계에서 가장 위대한 것 중 하나라는 것을 모든 사람에게 확신시키기 위해 상당히 선교적인 접근 방식을 취했습니다.

오늘날 우리는 생산에 실제로 차이를 만드는 프로젝트에 더 중점을 둡니다. 추가로 수행할 수 있는 모든 작업이 이 기술로 수행되어야 하는 것은 아닙니다. 우리는 3D 프린팅의 이점을 누릴 수 있는 응용 프로그램을 매우 면밀히 살펴보고 있습니다.

내가 입사한 지 4년 동안 우리는 많은 사람들이 이미 집에 프린터를 가지고 있는 것을 보았습니다. 그래서 사생활은 물론 직장에서도 3D 프린터를 사용하여 새로운 일을 할 수 있는 기회를 제공합니다.

흥미로운 업계 동향이 있습니까?

흥미로운 질문입니다.

저는 약속을 진정으로 지킬 수 있는 스타트업에 관심이 많습니다. 명확하게 개발되지 않은 프로세스를 중심으로 비즈니스 모델을 만들려는 신생 기업을 많이 봤습니다.

하지만 실제로 작동하는 새로운 프로세스에 매료되었습니다. 플라스틱 및 금속 분야에서 AM에 대해 진정으로 진지하게 생각하고 있는 대규모 제조업체의 흥미로운 개발을 많이 볼 수 있습니다.

이전에는 손에 부품이 있으면 사람들이 기뻐했고, 3D 인쇄된 것이라고 말할 수 있었습니다. 오늘날 사람들은 인쇄된 재료의 특성이 충족되도록 모든 기술적인 세부 사항에 훨씬 더 관심을 갖습니다.

내가 좋아하는 것은 시장이 점점 전문화되고 있다는 것입니다. 이는 필라멘트의 경우에도 기계적 인장 응력뿐만 아니라 안전 데이터 시트를 포함하는 검증된 기술 데이터를 얻을 수 있음을 의미합니다. 따라서 일상 업무에서 3D 프린팅을 훨씬 더 쉽게 사용할 수 있습니다.

2020년은 AM과 관련하여 Bosch의 Powertrain Solutions 사업부에 어떤 의미가 있습니까?

향후 12개월은 내부적으로 비용 절감 및 제조 프로세스 개선에 중점을 둘 것입니다.

Powertrain 솔루션에서 3D 프린팅의 가용성을 높이기 위해 노력할 것입니다. 이것은 우리 직원들이 소규모 시리즈에서 중간 시리즈 생산에 AM을 사용할 가능성이 더 많다는 것을 의미합니다.