엔드 이펙터 3D 프린팅으로 비용, 무게, 시간 절약하는 이유

엔드 이펙터(End-of-arm tools)는 모든 자동화 생산 라인에 필수적입니다. 코로나19로 인한 침체에도 불구하고 산업 자동화 시장은 2026년까지 2,967억 달러 규모로 성장할 전망입니다. 로봇이 자동차 부품을 조립하든, 소비재를 포장하든, 정밀 용접을 수행하든 신뢰할 수 있는 그리퍼나 툴은 필수적입니다.

업계의 저항, 그러나 3D 프린팅이 답이다

많은 제조사가 여전히 툴 제작에 3D 프린팅 도입을 망설입니다. 하지만 맞춤형 경량 부품이 목표라면 적층 제조가 가장 효율적인 방법인 경우가 많습니다.

• 선반 가공 가능한 부품을 밀링하는 것은 비용 효율적이지 않습니다.
• 단순 압출 다이로 제작 가능한 부품에 사출 성형은 과잉 투자입니다.
• 기하학적으로 반드시 필요한 경우가 아니라면, 판금 벤딩보다 3D 프린팅이 느리지 않습니다.

수천 개의 밀링 알루미늄 부품과 체결재로 엔드 이펙터를 제작하는 것은, 단일 3D 프린팅 부품으로 동일한 기능을 더 짧은 시간과 낮은 비용으로 구현할 수 있을 때 낭비입니다.

더 가벼운 엔드 이펙터

알루미늄은 경제성과 가공성으로 인기가 높지만, 밀도 2.7g/cm³로 엔드 이펙터를 무겁게 만듭니다. ULTEM(PEI)은 밀도 1.27g/cm³로 알루미늄의 절반 미만입니다.

두꺼운 외부 쉘을 출력하고 내부를 40~60% 밀도로 인필하면 소재 사용량, 무게, 출력 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

더 빠른 작업 속도

가벼운 툴은 동일한 페이로드로 로봇이 더 빠르게 움직일 수 있게 하여, 일일 처리량을 직접적으로 높입니다. 많은 경우 이 운영 속도 향상이 가장 즉각적인 ROI입니다.

로봇 암 비용 절감

로봇 시스템은 기본 하드웨어만 약 1만 달러부터 시작하며, 소프트웨어와 통합 비용이 추가됩니다. 총비용은 암이 이동해야 하는 질량과 도달 범위에 밀접하게 연관됩니다.

처음부터 3D 프린팅을 고려해 설계하면 툴 무게를 5파운드에서 1파운드로 줄일 수 있습니다. 이 중량 절감으로 더 작고 저렴한 로봇을 선택할 수 있어 구매 가격의 상당 부분을 절감합니다.

어셈블리 통합

기존 엔드 이펙터는 보통 다중 부품 어셈블리로, 각 부품마다 조달, 가공, 조립이 필요합니다. 3D 프린팅은 툴 형상을 근본부터 재고하게 하여 불필요한 부품을 제거하고 제작을 간소화합니다.

예를 들어 Genesis는 진공 라인을 통합하고 부품 수를 수십 개에서 단일 프린팅 부품으로 줄여 툴을 재설계했습니다. 그 결과 더 견고한 툴과 17일 단축된 제조 기간을 달성했습니다.

Genesis 사례 연구 다운로드를 통해 이러한 절감 효과를 확인하세요.

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