적층 제조: 3D 프린팅이 생산 비용을 절감하고 효율성을 높이는 방법

개요

지난 5년간 3D 프린팅은 극적으로 진화했습니다. 오늘날 프린터는 널리 보급되고 비용 효율적이며, 비즈니스 팀도 기술에 점점 더 능숙해지고 있습니다. 3D 프린팅은 진정한 제조 분야로 자리 잡았으며 헤드라인을 장식하고 있습니다.

올해 첫 3D 프린팅 주택이 매물로 나왔고, 수많은 소비재 외에도 3D 프린팅 제품이 재생에너지부터 의료까지 다양한 분야에 필수적이 되었습니다. 관심이 최종 부품 애플리케이션에 집중되는 경우가 많지만, 진정한 가치는 종종 생산 현장에 있습니다. 바로 도구와 공정을 최적화하여 비용을 절감하는 것입니다.

작게 생각하여 크게 절약하기

적층 제조는 복잡한 최종 부품 생산에서 빛을 발하지만, 가장 즉각적인 이득은 기존 제조 단계를 개선하는 데서 자주 나옵니다. 잘 설계된 3D 프린트 부품은 전체 제품을 재설계하지 않고도 비용 절감과 효율성 향상을 가져올 수 있습니다.

복잡한 기존 생산 라인에 몰입한 팀에게 이는 놀랍지만 반가운 안도감입니다. 라인에는 수만 개의 그리퍼, 브라켓, 기타 부품이 있으며, 각각이 적층 최적화의 잠재적 후보입니다. AM은 기존 제조를 대체하는 것이 아니라 향상시키는 것을 목표로 하며, 사출 성형, 조립, 병입 작업의 비용을 절감하면서 추가 이점을 제공합니다.

볼보에서 지그 비용 절반 절감 (추가 이점 포함)

예를 들어 Volvo Car Gent를 들 수 있습니다. 볼보 연간 자동차 생산의 절반이 이곳에서 이루어지며, 시간당 약 57대가 라인을 떠납니다. 속도가 중요하지만, 세 가지 차종과 각 차종 내 여러 모델이 같은 라인을 공유하므로 정밀도도同样 중요합니다.

각 자동차에는 로고, 모델 번호, 기타 마킹과 같은 고유한 브랜딩이 필요하며, 이는 페인트 손상 없이 신속하게 적용되어야 합니다. 과거에는 다양한 번거로운 접착 지그로 달성했는데, 이들은 무겁고 섬세하며 비쌌습니다. 게다가 지그가 고장 나면 새 지그가 도착하는 데 6주가 걸렸습니다.

이러한 생산 라인 도구는 적층 솔루션의 최적 후보입니다. 핵심은 지그가 완전히 3D 프린트될 필요는 없다는 점입니다. 하이브리드 접근이 종종 최고의 비용 성능을 제공합니다.

Materialise 팀은 지그를 재검토하여 기성품과 3D 프린트 부품의 조합으로 제작할 수 있음을 발견했습니다. 프레임에는 표준 카본 튜빙을 사용(가볍고 내구성 있으며 쉽게 구매 가능)하고, 3D 프린트 연결점, 패드, 버퍼를 추가했습니다. 각 요소를 가장 적합한 소재로 제작하여 전체적으로 48% 더 저렴한 지그를 만들었습니다.

비용 절감은 다양한 형태로 옵니다

하이브리드 지그가 볼보의 속도와 정밀도를 개선했지만, 이점은 초기 비용 절감을 넘어섰습니다. 새 지그는 약 2/3 더 가벼워 작업자 안전을 향상시키고 실수 가능성을 줄였습니다. 리드 타임 단축으로 다운타임 위험이 낮아지고 현장 예비 지그 보유 필요성이 감소했습니다. 따라서 더 저렴한 도구가 품질, 안전, 공급망 전반에 걸쳐 절감을 가져왔습니다.

더 장기적인 이점

볼보의 지그가 직접적인 비용 개선을 보여주지만, 적층 제조는 지속적인 가치도 창출할 수 있습니다. 2017년 Signify(당시 Philips Lighting)는 Materialise에 3D 프린팅으로 조립 라인 부품 고장률을 줄일 수 있는지 문의했습니다. 협업으로 재설계된 램프 홀더 브래킷과 흡입 그리퍼가 4년간 단 한 번의 파손 없이 지속적으로 작동하여 연간 약 89,000유로를 절약했습니다.

이 예는 진정한 비용 동인이 부품 가격이 아니라 제거되는 유지보수임을 보여줍니다. 4년간 Signify는 손바닥만 한 작은 부품 한 쌍으로 250,000유로 이상을 절약했습니다.

혁신을 통한 비용 절감

최종 제품을 위한 3D 프린팅의 경계를 넓히는 것은 필수적이지만, 가장 즉각적인 기회는 전 세계 기존 생산 라인을 개선하는 데 있습니다. 이 라인들에는 오늘 재설계하여 비용과 풋프린트를 낮출 수 있는 소박한 부품들이 가득합니다.

Volvo Car Gent의 경험은 단일 구성 요소(더 가볍고 저렴한 지그)가 전체 생산 마인드셋을 변화시켜 내부에서부터 지속적인 개선 문화와 절감을 이끌어낼 수 있음을 보여줍니다.