적층 제조의 미래를 형성하는 5가지 트렌드 [2021]

2020년 AM 산업은 모두 힘든 시기를 겪고 생산에 다시 집중하게 되었습니다. AM의 지속적인 진화는 우리로 하여금 2021년이 업계를 위해 무엇을 준비하고 있는지 궁금해하게 만들었습니다.

AM의 미래 발전을 정의할 5가지 핵심 트렌드는 다음과 같습니다.

1. 추가 소프트웨어 혁신이 따라잡을 것입니다.

소프트웨어는 오랫동안 3D 프린팅 발전의 병목 현상이었습니다. 하드웨어 기능과 소프트웨어 지원 사이에는 격차가 있었는데, 이는 3D 프린팅이 생산 방법으로 성숙하기 시작하면서 더욱 분명해졌습니다.

소프트웨어는 주문, 부품 설계, 빌드 준비, 생산 계획 및 모니터링, 배송에서 AM 워크플로우의 모든 중요한 단계를 연결합니다. 그러나 최근까지 소프트웨어 솔루션은 3D 프린팅의 고유한 측면에 최적화되지 않았습니다.

그 결과 기업이 AM에 적합하지 않은 기술을 사용했기 때문에 많은 프로세스가 수동이거나 비효율적이었습니다.

지난 몇 년 동안 업계는 기존 격차를 좁히기 위해 노력했지만 여전히 개선의 여지가 있습니다.

2021년에도 진보는 계속될 것이며, 크고 작은 소프트웨어 회사는 적층 기술의 요구 사항을 충족하기 위해 소프트웨어 솔루션에 집중할 것입니다. 이러한 진화는 AM을 산업화로 이끄는 차세대 소프트웨어 도구에 연료를 공급할 것입니다.

2. 기계 연결에 대한 관심 증가

2021년에 진행될 것으로 예상되는 가장 큰 AM 트렌드 중 하나는 AM 솔루션(소프트웨어 및 하드웨어 모두)을 보다 쉽게 ​​통합하고 생산 현장과 연결할 수 있도록 하는 것입니다.

폐쇄형 또는 독점 AM 시스템은 오랫동안 AM 하드웨어 시장을 지배해 왔습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 기계 OEM이 제공하거나 승인한 재료 및 소프트웨어와 함께 작동하며 타사 솔루션과 쉽게 통합되지 않습니다.

폐쇄형 시스템 접근 방식은 프로세스 안정성을 보장하는 데 탁월할 수 있지만 종종 협업 및 연결을 제한하는 것으로 간주됩니다.

기업이 AM 운영을 강화함에 따라 기계와 소프트웨어를 생산 환경에 원활하게 연결할 수 있는 기능이 필요합니다. 연결성을 기반으로 하는 기술에 사일로 솔루션을 사용하는 것은 적층 제조를 위한 지름길입니다.

중요한 것은 하드웨어 제조업체가 점점 더 공장 현장과의 통합을 위해 개방된 시스템으로 초점을 옮기고 있다는 점입니다.

이러한 경향은 2020년에 이미 강력했습니다. 예를 들어, HP는 최근 HP AM 시스템을 당사의 추가 MES 소프트웨어와 통합할 수 있도록 하는 HP와의 협력을 발표했습니다.

트렌드를 뒷받침하는 또 다른 예는 3D 프린팅 산업의 주류인 Stratasys입니다. 12월에 회사는 역사적으로 폐쇄된 시스템에 대한 연결 기능의 확장을 발표했습니다.

이는 이제 Stratasys의 시스템을 타사 소프트웨어와 연결하는 것이 더 쉬워져 사용자가 선택한 소프트웨어 애플리케이션을 사용하여 적층 생산을 통합하고 관리할 수 있는 능력을 제공한다는 것을 의미합니다.

시스템 연결은 더 이상 AM 시설의 선택이 아닌 필수입니다. AM 업계 선수들이 이러한 요구를 인식하고 해결하기 시작하는 것을 보는 것은 더욱 고무적입니다.

추가 정보:3D 프린터 모니터링을 활용하여 적층 제조를 확장하려면 어떻게 해야 하나요?

3. AM과 AI의 지속적인 융합

인공 지능과 머신 러닝은 AM 성장의 필수적인 부분이 되고 있습니다. AM 가치 사슬의 거의 모든 부분은 재료 개발, 기계 설정, 부품 설계 및 워크플로 자동화에서 AI의 이점을 누릴 수 있습니다.

이것이 우리가 2021년에 AI와 AM 기술 간의 더 큰 통합을 보게 될 것으로 기대하는 이유입니다.

하드웨어 공간에서 AI는 AM 시스템과 결합되어 프로세스 제어 및 반복성을 향상시킬 것입니다. 예를 들어 Inkbit은 현재 폴리머 시스템에 통합된 AI 기반 비전 시스템을 개발하고 있습니다. 이 시스템은 각 3D 프린팅 레이어를 스캔하고 프린팅 과정에서 재료의 거동을 예측할 수 있습니다.

이미 AM의 주요 디지털 혁신으로 널리 인식되고 있는 제너레이티브 디자인은 AI와 머신 러닝의 이점도 크게 누릴 수 있습니다.

지금까지 제너레이티브 설계는 강도와 강성이 지배적인 하중 경로를 최적화하는 데 주로 사용되었습니다. 열 또는 진동 최적화 시나리오에서도 사용할 수 있습니다.

AI와 머신 러닝은 제너레이티브 디자인을 한 단계 끌어올려 AM 프로세스에 완전히 적응할 수 있는 새로운 디자인의 문을 열어줄 것입니다.

설계를 프로세스에 자동으로 적용하는 완전히 개발된 기능에서 몇 년이 걸릴 수 있지만 올해에는 주요 발전이 일어나 이 목표에 더 가까워질 것으로 기대합니다.

AI를 AM 산업 내에서 작동시킬 수 있는 또 다른 좋은 기회는 AI를 제조 실행 시스템과 통합하는 것입니다. 예를 들어 AMFG에서 인공 지능은 데이터 수집과 같은 수동 작업을 자동화하기 위해 추가 MES 소프트웨어를 강화합니다.

미래에는 기계 분석 기능을 적용하여 수집된 데이터를 분석하고 생산 운영을 개선할 수 있는 부분을 제안할 수 있습니다. 궁극적으로 주요 병목 현상이 있는 위치와 AM을 최대한 활용하기 위해 프로세스를 최적화하는 방법에 대한 더 큰 가시성을 제공합니다.

궁극적으로 더 스마트하고 자율적인 AM에 대한 필요성은 AM 하드웨어 및 소프트웨어 내의 AI 기능이 앞으로만 발전할 것임을 시사합니다.

4. AM은 분산 제조를 주도할 것입니다.

조직이 공급망의 미래 경쟁력을 확보하기 위해 비용을 낮추거나 제조 제품 간에 보다 유연하게 전환할 수 있는 새로운 공급망 모델 및 기술에 개방하고 있습니다.

더 큰 유연성과 민첩성에 대한 이러한 요구는 적층 제조를 기반으로 하는 분산되고 현지화된 제조를 야기할 것입니다.

AM은 복잡한 금속 또는 폴리머 모양을 만드는 데 필요한 단계 수를 크게 줄이고 리드 타임을 가속화하며 디지털 재고로의 전환을 촉진할 수 있습니다. 이러한 이점으로 인해 분산 제조 모델에 특히 매력적입니다.

우리는 2021년이 더 많은 기업이 AM을 사용한 분산 제조에 대해 진지하게 조사하기 시작하는 해가 될 것이라고 믿습니다. 이러한 추세는 HP의 최근 설문 조사에서 뒷받침되며, 기업의 59%가 현재 하이브리드 모델을 평가하고 있고 52%가 현지화된 디지털 제조를 고려하고 있다고 밝혔습니다.

5. 적층 MES의 차세대 성장 물결

AM과 같은 디지털 제조 기술을 채택하려면 궁극적으로 조직 전체에서 AM의 성장과 확장성을 지원할 수 있는 소프트웨어 기반이 필요합니다.

이것이 적층 제조를 위한 MES(제조 실행 시스템)에 대한 관심이 증가하는 이유입니다. MES 소프트웨어는 주문 관리, 생산 일정 및 모니터링과 같은 주요 프로세스를 자동화하여 AM 워크플로를 보다 쉽게 ​​관리할 수 있도록 설계되었습니다.

MES 프로젝트는 이점에 대한 입증된 기록을 가지고 있으며 이제 AM 채택과 함께 중요한 전략적 수준으로 간주됩니다.

그러나 이 수준에 도달하려면 AM의 고유한 요구 사항을 충족하도록 개발되어야 하는 적층 MES 소프트웨어의 수년 간의 발전이 필요했습니다.

오늘날의 MES 기능은 광범위하지만 여전히 새롭고 흥미진진한 개발이 눈앞에 있습니다. 머신 러닝과의 긴밀한 수렴, 하드웨어와의 고급 연결, 향상된 상호 운용성 - 이 모든 것이 오늘날 이미 작동 중이며 2021년 및 그 이후에 AM의 차세대 성장을 촉진할 준비를 하고 있습니다.

AM 트렌드의 물결을 탈 준비가 되셨습니까?