Origin One이 3D 프린팅 생산 부품에 사용되는 이유

Origin One은 Stratasys의 새로운 레진 기반 3D 프린터입니다. 현재 사용 가능하며 전 세계적으로 제품을 배송하기 시작했습니다. Stratasys는 수지 생산 부품으로 인쇄하는 데 낯설지 않습니다. 그들의 Polyjet 기술은 수년 동안 매우 상세한 시각화 모델, 정확하고 전문화된 상점 보조 도구 및 의료 모델을 인쇄해 왔습니다. 그러나 이것은 Stratasys 포트폴리오에 추가된 최초의 통 기반 수지 시스템이며 사용 사례가 크게 다릅니다.

P3 기술은 생산 부품에 적합합니다.

Origin One은 Programmable Photopolymerization 기술 또는 P3로 구동됩니다. P3는 4K 프로젝터를 사용하여 각 주기에서 전체 레이어를 부분적으로 경화합니다. 그런 다음 부품은 UV 챔버에서 완전히 경화됩니다. 그것은 부품이 통 바닥에 달라붙는 것을 방지하는 독특한 공압 분리 메커니즘을 가지고 있습니다. 이것이 Origin One이 크고 뭉툭한 부품과 매우 상세하고 복잡한 부품 모두에서 탁월한 이유입니다. Stratasys는 다양한 고성능 수지를 제공하기 위해 DSM 및 Henkel과 같은 주요 소재 제조업체와 파트너 관계를 맺었습니다. Stratasys는 새로운 재료를 지속적으로 인증하고 있으며 연구 및 테스트를 위해 기계를 완전히 잠금 해제할 수 있는 Open Materials License를 사용할 수 있습니다.

산업 전반에 걸쳐 공급망 문제가 만연한 상황에서 기업은 끊임없이 변화하는 고객의 요구 사항을 충족할 수 있는 비용 효율적이고 민첩한 솔루션을 찾고 있습니다. Origin One은 다양한 재료로 생산 품질의 최종 사용 부품을 제공하고 사용자에게 프로세스를 완전히 제어할 수 있는 기계를 제공함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 유리한 위치에 있습니다. 더 많은 재료는 더 많은 응용 분야와 동일합니다. 그렇다면 기업에서는 이 강력한 기술을 어떻게 활용하고 있습니까?

원본 자료

현재 12개 이상의 자료가 출시 시 제공되며 더 많은 자료가 제공될 예정입니다. Origin One의 응용 프로그램은 거의 끝이 없어 보일 수 있습니다. 사용자는 정기적으로 이 기계를 활용하는 새롭고 독특한 방법을 찾고 있습니다. 기계적 특성 면에서 최고 성능의 재료 중 하나는 헨켈의 록타이트 브랜드의 3955입니다. 매우 높은 온도 저항(HDT> 300C)과 높은 강성을 가지며 항공 우주 산업의 까다로운 응용 분야에 대한 화염, 연기 및 독성 표준을 충족합니다. 이미 최종 사용 부품에 이 재료를 사용하고 있는 한 기업인 TE Connectivity를 살펴보겠습니다.

항공우주 애플리케이션

TE Connectivity는 열악한 환경을 위한 커넥터와 센서를 설계 및 제조합니다. 그들은 전기 자동차, 항공기, 디지털 공장 및 스마트 홈에 전원을 공급하는 솔루션을 제공하여 더 안전하고 지속 가능하며 생산적이며 연결된 미래를 만드는 데 전념하고 있습니다. 작년에 기존 항공 우주 고객 중 한 명이 헬리콥터용 커넥터와 홀더라는 간과하고 싶지 않은 요청을 가지고 그들에게 접근했습니다. 이 요청에는 커넥터가 이전에 설계 또는 생산된 적이 없었기 때문에 고유한 문제가 있었습니다. 생산 등급 보유자에 대한 일정 및 수량 요구 사항은 기존 제조 방법 및 개발 일정이 TE Connectivity와 해당 고객 모두에게 부적절하다는 것을 의미했습니다. 재료 선택은 또 다른 장애물이었습니다. FDM 3D 프린팅은 고열 및 난연 특성과 같은 필요한 기계적 특성을 제공할 수 있지만 +/- 0.002인치 정확도를 충족할 수 없습니다. 고객의 엄격한 요구 사항을 해결할 수 있는 솔루션은 Origin One뿐이었습니다.

오늘날 우리는 Stratasys의 하드웨어, 소프트웨어 및 재료가 실제로 결합되어 우리를 위한 생산 규모를 현실로 만들기 시작하는 것을 보고 있습니다. 우리는 이것이 TE Connectivity가 더 연결된 미래를 구축하기 위해 노력함에 따라 자동차에서 항공 우주, 가전 제품에 이르기까지 다양한 산업 분야의 세계 최고의 OEM을 위해 보다 민첩하고 비용 효율적인 파트너가 되도록 하는 데 도움이 된다고 믿습니다.

Mark Savage, TE Connectivity의 적층 제조 부문 선임 관리자

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의료용 부품 생산

Origin One이 충족할 수 있는 엄격한 요구 사항과 규정이 있는 또 다른 산업은 의료 산업입니다. 현재 검증된 워크플로를 사용하여 처리할 때 생체 적합성에 대한 ISO 10993-5 및 -10 표준을 충족할 수 있는 헨켈의 의료 재료 MED412 및 MED413이 있습니다. MED412는 적당히 유연하고 연성이 있으며 충격 강도가 크며 의료용 폴리프로필렌과 비교할 수 있습니다. MED413은 의료용 ABS와 가장 유사한 다목적 엔지니어링 소재입니다. 이러한 자료는 의료 기기 개발 내에서 많은 응용 프로그램의 잠금을 해제합니다.

Origin 재료의 조합을 사용하여 최종 사용 의료 기기를 이미 생산한 한 비즈니스는 제품 개발의 모든 측면을 처리하는 풀 서비스 제품 출시 기관인 Eventys Partners입니다. 다양한 제조 방법에 접근할 수 있기 때문에 회사에서 그들의 능력에 도전하는 요청을 하는 경우는 흔하지 않습니다. 머릿니 치료 장치의 선두주자인 FloSonix는 새로운 디자인의 머릿니 치료 장치로 Eventys에 접근했습니다. 처음에 Eventys는 당황했습니다. 이 휴대용 장치에는 미학적으로 보기 좋은 외관과 함께 생체 적합성 및 내열성 재료, 가벼운 디자인, 질감 있는 그립이 필요했습니다. FloSonix는 연간 200~300개의 장치를 요청했습니다. 문제는 부품 크기, 개수 및 설계 복잡성이 너무 비싸고 기존 제조 방법을 사용하여 달성하기 어렵다는 것이었습니다. 단순히 제품 자체를 설계하고 프로토타이핑하는 것은 엄청난 비용이 들 것입니다.

그래서 Eventys는 프로토타이핑 및 최종 사용 생산의 요구 사항을 충족하는 솔루션을 찾고 있었습니다. 팀은 단 한 대의 Origin One 프린터로 FloSonix 핸드헬드 장치를 구상에서 생산까지 진행할 수 있었고 FloSonix의 연간 필수 재고를 채우는 데 하나의 추가 프린터만 필요했습니다.

Origin One을 통해 우리는 변화하는 공급망에 적응할 수 있을 뿐만 아니라 단계적으로 개발을 계획할 수 있었습니다. 예를 들어, 우리는 종종 미래에 제품을 개선하고 싶지만 즉시는 그렇지 않습니다. 적층 제조를 사용하면 금형을 다시 자르거나, 도구를 다시 만들거나, 너무 오래된 재고를 폐기할 필요 없이 점진적으로 반복할 수 있습니다. 이를 통해 일반적으로 재설계 중에 위험에 처하게 되는 시간과 자본을 모두 절약할 수 있었습니다.

TJ Root, Eventys Partners의 수석 디자인 엔지니어

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스포츠 장비 응용 분야의 동결 환경에서 번창하는 생산 부품

Origin One을 사용하면 항공 우주 및 의료 분야에만 그치지 않습니다. 맞춤형 생산 품질의 3D 프린팅 부품의 가치를 인식한 또 다른 산업은 스포츠 장비입니다. 기술 개선은 스포츠 장비 세계에서 경쟁력을 유지하는 데 중요하지만 제조업체는 변화하는 고객 요구 사항을 따라잡기 위해 고군분투하고 있습니다.

Slicelab과 f=f 디자인 스튜디오는 Stratasys Origin One 및 Henkel Loctite 팀과 협력하여 스노우보드 바인딩의 필수적인 부분인 하이백을 재해석하는 도전에 착수했습니다. 하이백은 스노보드를 조종하는 데 도움이 되는 라이더의 낮은 종아리를 지지하는 스노보드 바인딩 부분입니다. 부품의 디자인이 좋을수록 라이더가 더 많이 제어할 수 있습니다. Origin One은 품질을 희생하지 않으면서 확장된 브리지와 가파른 돌출부를 인쇄할 수 있다는 점에서 분명한 선택이었습니다. 내부 격자 지지 구조는 사출 성형으로 달성할 수 없는 부품 전체에 가변적인 유연성을 허용했습니다.

Origin One 재료 팀은 Slicelab 및 f=f와 직접 협력하여 설계 반복 문제를 해결하고, 완벽한 인쇄를 보장하고, 영향력이 크고 유연하며 미학적인 재료를 선택했습니다. 그들은 뛰어난 충격 강도와 적당한 유연성을 가진 헨켈 록타이트의 IND 3172를 사용했습니다. 실제 테스트는 Slicelab의 설립자 중 한 명인 Diego Taccioli가 전날 인쇄한 하이백 중 하나를 스노우보드에 설치하고 콜로라도의 Breckenridge Resort 슬로프에 갔을 때였습니다. 그들은 원하는 대로 정확하게 수행했습니다.

적층 제조가 오늘날과 같은 위치에 있기 때문에 미래에는 더 적은 하드웨어 구성 요소 또는 크기 조정 기능을 제품에 내장해야 할 것으로 예측할 수 있습니다. 재료의 기계적 특성을 파라메트릭 소프트웨어에 연결할 수 있으므로 가벼운 라이딩을 하는 날이든 격렬한 파우더 날이든 상관없이 우리가 찾고 있는 성능의 모든 유형의 차이에 대한 지오메트리를 생성하기 위해 몇 가지 입력을 간단히 조정할 수 있습니다. .

Diego Taccioli, Slicelab의 공동 설립자

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추가 애플리케이션

위의 사례 연구는 오늘날 Origin One이 최종 사용 생산 부품에 어떻게 사용되고 있는지 보여주는 훌륭한 예이지만 응용 프로그램은 이 세 가지보다 훨씬 더 확장됩니다. 다음은 Stratasys의 Origin One에 인쇄된 다른 응용 프로그램의 몇 가지 예입니다.

F16 항공기 유압 케이블 클램프

미 공군 RSO의 첨단 제조 올림픽의 일환으로 설계되었습니다. 이 부품은 고온 및 저온, 진동, 가연성 및 화학 물질 노출을 견딜 수 있는 동시에 엄격한 정확도가 필요했습니다. Origin One에 인쇄된 이 디자인은 원본보다 강도는 2배, 무게는 5% 감소했습니다.

자료: 헨켈 3955

호흡기 어댑터

호흡기 장치 및 필수 생체 적합성 속성 내에서 공기 흐름을 돕는 데 사용됩니다. COVID-19로 인한 전 세계 인공호흡기 부족으로 인해 리드 타임이 짧은 중요한 생산 부품에 대한 수요가 높아졌습니다.

자료: 헨켈 MED413

PU 휠 몰드

다양한 이형제 및 우레탄 화학 물질과 호환되는 엘라스토머 폴리우레탄 휠용 금형은 금형 품질 저하 없이 1,500개 이상의 부품을 생산했습니다.

자료: 헨켈 IND403

자전거 핸들바 그립

충격 흡수, 유연성 및 완충 특성이 필요한 핸들바 그립은 내구성이 있고 자외선에 안정한 소재로 자전거를 타는 동안 발생하는 기계적 충격과 진동을 흡수합니다.

자료: 헨켈 IND402

The Bull Rider:생산 부품의 90%가 Origin One에서 3D 인쇄됩니다.

그리고 마지막으로 Origin One에서 지금까지 나온 것 중 개인적으로 가장 좋아하는 프로젝트 중 하나인 Bull Rider입니다. Loctite의 새로운 Stratasys Dura56 소재는 스쿠터 질량의 90% 이상이 3D 프린팅된 부품인 기능적이고 내구성이 뛰어난 킥 스쿠터를 만들기 위한 테스트를 거쳤습니다. Origin One 팀은 Slicelab과 협력하여 단 81일 만에 초기 브레인스토밍, 3번의 반복 작업을 거쳐 완성품을 성공적으로 만들었습니다. 모든 부품은 3대의 프린터를 사용하여 48시간 이내에 인쇄되었습니다.

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뛰어난 정확도 달성

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오리진 원