대량 생산 혁신: 3D 프린팅의 핵심 이점

3D 프린팅은 시제품과 실제 제품을 만드는 훌륭한 공정이며, 생산에서 효율성과 효능의 기본 호출 방법을 형성했습니다. 그리고 3D 프린팅은 대량 생산에 신속 시제품 제작 공정을 사용하는 경향이 있는 세계에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

따라서 3D 프린팅 대량 생산 적용, 그 이점, 다양한 응용 분야에 대해 아는 것이 중요합니다. 이 문서는 3D 프린팅을 사용한 대량 생산에 대해 알아야 할 모든 것을 소개합니다.

대량 생산에 3D 프린팅 사용의 이점

3D 프린팅은 대량 생산에 사용되는 훌륭한 기술로, 이 방법의 이점을 아는 것에서 시작됩니다. 아래는 3D 프린팅을 더 나은 선택으로 만드는 이유들입니다.

· 신속 툴링으로 시장 출시 시간 단축

제조 세계는 경쟁이 치열하며, 시장에 도달하는 데 걸리는 시간은 비즈니스 성공의 큰 결정 요인이 될 수 있습니다. 이는 선택된 제조 공정이 짧은 시간 내에 많은 제품을 제공할 수 있어야 함을 의미합니다. 생산 및 납품 시간 증가는 비즈니스 제품의 시장 가용성을 개선하고 경쟁에서 우위를 제공합니다.

신속 시제품 제작에 사용되는 제조 공정 중에서 3D 프린팅은 결함을 확인하기 위한 필요한 시제품을 생산하고 실제 제품 측면에서도 제공할 수 있습니다. 3D 프린팅 대량 생산은 제품 자체 제작뿐만 아니라 다른 제조 공정을 도울 수 있는 개체 제작에도 있습니다. 예를 들어 제조업체는 이 공정을 사용하여 3D 프린트 사출 금형을 만들 수 있으며, 이는 대량 생산 사출 성형을 돕습니다.

· 만드는 것을 빠르게 변경할 수 있는 유연성

생산 3D 프린팅에서 제조업체는 오류나 변경 필요가 있을 때 만드는 것을 쉽게 변경할 수 있습니다. 이 특성은 3D 프린팅 배치 생산에서 중요합니다. 제조업체가 시제품을 만들어 결함을 확인하고, 부품 기능을 분석하며, 작업 중인 시제품 유형에 따라 다른 일을 할 수 있게 해주기 때문입니다. 결과적으로 설계자가 오류를 감지하면 쉽게 변경할 수 있습니다.

· 제품 맞춤화 능력

성능과 미학은 성장하는 비즈니스의 기본 요구 사항입니다. 성능은 제품 품질 측면이고, 미학은 고객을 끌어당기기 위함입니다. 둘 다 제품 맞춤화에 의존합니다. 최근 사용되는 다양한 신속 시제품 제작 공정 중에서 생산 3D 프린팅이 맞춤화에 가장 적합합니다.

주문에 따라 생산을 지연하거나 늘릴 수 있습니다. 새로운 유형의 제품에 대한 수요가 있다면 3D 프린팅 생산 부품의 설계 변경을 요구할 수도 있습니다. 3D 프린팅에 사용 가능한 다양한 소재 유형도 맞춤화를 매우 쉽게 만듭니다.

대량 생산 부품을 위한 3D 프린팅 소재

3D 프린팅에는 세 가지 소재 범주가 있습니다. 각 범주는 고유한 특징과 속성을 가진 다양한 소재로 구성되어 다른 제품에 적합합니다. 아래는 사용할 수 있는 일반적인 소재들입니다.

플라스틱 폴리머

플라스틱은 볼륨 3D 프린팅에 사용되는 가장 일반적인 소재입니다. 이를 통해 3D 프린트 장난감, 가정용 고정구, 책상 용품, 꽃병 등을 만들 수 있습니다. 단단함, 유연성, 매끄러움, 색상 옵션 같은 특징으로 3D 생산 부품에서의 사용이 더욱 향상됩니다. 사용할 수 있는 일반적인 플라스틱 폴리머 유형 목록이 있습니다.

· 폴리락트산(PLA)

폴리락트산/PLA는 천연 제품으로 만든 친환경 플라스틱으로 생분해성으로 알려져 있습니다. 부드럽고 단단한 두 가지 형태로 발생하며 강도를 보여줍니다. 단단한 PLA가 경도, 강도, 내구성으로 인해 대량 생산에서 더 일반적인 유형입니다.

· 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)

ABS 소재 또는 레고 플라스틱은 강도, 단단함, 유연성으로 알려진 플라스틱 폴리머입니다. ABS는 많은 색상을 가지며 티커, 장난감, 장신구, 꽃병 제작을 위한 일반적인 생산 3D 프린팅 소재입니다.

3D 프린트 필라멘트가 필요하고 PLA vs ABS 소재 선택으로 고민이라면 우리 웹사이트의 기사를 확인하세요.

· 폴리카보네이트(PC)

폴리카보네이트/PC는 고온에서 노즐 설계된 3D 프린터에 적합한 플라스틱 폴리머입니다. 높은 강도, 강인성, 절연 특성, 내열성 및 내충격성으로 대량 생산에서 일반적입니다. 이 소재는 전기 및 통신 제품 제작에 적합합니다.

· 폴리아미드(나일론)

폴리아미드 또는 나일론은 강도, 유연성, 프린트된 제품에서 높은 수준의 디테일을 허용하기 때문에 인기 있는 볼륨 3D 프린팅 소재입니다. 이 소재는 패스너, 장난감 자동차, 피규어 프린팅에 일반적으로 사용됩니다.

레진(Resins)

레진은 제한된 유연성과 강도로 인해 덜 일반적인 3D 프린팅 소재입니다. 자외선에 노출되면 최종 상태에 도달하며 다양한 색상 옵션이 있습니다. 아래는 사용할 수 있는 세 가지 레진 소재 범주입니다:

· 고해상도 레진

이 유형의 레진은 매끄러운 표면을 가지며 작은 모델에 복잡한 디테일을 제공합니다. 설계 테스트에 완벽한 소재입니다.

· 도색 가능 레진

이 레진 유형은 미적 매력을 가지며 렌더링된 얼굴 디테일이 있는 제품 제작에 적합합니다.

· 투명 레진

세 가지 중 가장 강하며 많은 제품에 적합합니다. 매끄러운 표면과 투명한 외관이 필요한 모델에 적합합니다.

금속(Metals)

이것들은 두 번째로 인기 있는 3D 프린팅 소재입니다. 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 또는 선택적 레이저 용융(SLM)을 통해 사용됩니다. 3D 프린팅에서 금속은 분말 형태로 사용됩니다. 분말은 주조를 피하기 위해 먼저 경도까지 가열됩니다. 결과적으로 분말을 직접 사용할 수 있습니다. 표면 마감 공정을 거칠 수 있습니다. 금속은 강도와 내구성으로 인해 3D 프린팅 대량 생산 소재로 일반적이며, 일반적인 것들은 다음과 같습니다:

• 스테인리스 강: 물과 접촉하는 제품용.
• 청동: 꽃병 및 기타 고정구용.
• 금: 3D 프린트 반지, 팔찌 및 기타 형태의 장신구.
• 니켈: 동전.
• 알루미늄: 얇은 3D 프린트 금속용.

대량 생산을 위한 적층 제조 공정

적층 제조는 3D 프린팅의 산업 생산 이름으로, 소재의 층을 만들어 다양한 복잡성의 객체 생성을 허용합니다. 전통적인 제조와 달리 효율적이고 효과적이며 신뢰할 수 있습니다. 아래는 몇 가지 적층 제조 공정입니다:

· 바인더 제팅(Binder Jetting)

바인더 제팅 공정은 분말 소재와 접착제 역할을 하는 바인더를 사용하여 액체 결합제를 분말 입자에 층층이 증착합니다. 이 적층 제조 공정은 항공우주 부품, 의료 기기, 자동차 부품 등 많은 산업 응용 분야를 가집니다.

· 직접 에너지 증착(Direct Energy Deposition)

직접 에너지 증착은 세라믹, 금속, 폴리머 등 많은 소재와 호환됩니다. 공정은 소재를 녹여 증착하면서 융합하는 것을 포함합니다. 메커니즘은 수리와 재구축에 더 일반적입니다.

· 소재 압출(Material Extrusion)

가열된 노즐이 필요한 소재를 압출하는 일반적인 적층 제조 공정입니다. 베드는 수직으로 이동하고 노즐은 수평으로 이동합니다. 결합제나 온도 제어 메커니즘이 형성된 층을 서로 부착시킬 수 있습니다.

· 분말 베드 융합(PBF)

이것은 금속 적층 제조 공정입니다. 레이저, 열 또는 전자빔을 이용하여 분말 소재를 녹이거나 융합하여 견고한 3차원 부품을 형성합니다.

· 시트 라미네이션(Sheet Lamination)

두 가지 방법으로 구성됩니다. 한편으로는 적층 물체 제조(LOM)가 종이와 접착제를 번갈아 가며 시각적 매력이 있는 제품 제작에 적합합니다. 다른 한편으로는 초음파 적층 제조(UAM)가 초음파 용접을 사용하여 알루미늄, 스테인리스 강, 티타늄 같은 금속을 결합할 수 있습니다.

· 수조 광중합(Vat Polymerization)

액체 레진 광중합체 수조를 사용하여 객체를 층층이 생성하는 것을 포함합니다. 그런 다음 거울을 사용하여 광중합을 통해 연속된 레진 층을 경화시킵니다.

· 와이어 아크 적층 제조(Wire Arc Additive Manufacturing)

이 적층 제조 공정은 아크 용접 전원과 조작기를 사용하여 제품을 만듭니다. 이 공정은 공식적으로 아크 증착으로 알려져 있으며, 주로 와이어를 소재 소스로 사용합니다.

대량 생산에 3D 프린팅 적용

대중을 위한 3D 프린팅은 기업과 소비자 전반에 대한 이점으로 인해 일반적인 용어가 되고 있습니다. 현재 이 공정의 많은 응용 분야가 있습니다. 아래에서 통찰을 얻을 수 있는 몇 가지입니다.

· 아디다스와 카본: 운동화 대량 생산

아디다스는 카본의 디지털 라이트 합성(DSL) 기술을 사용하여 약 20분 만에 격자형 밑창을 프린트합니다. DSL은 밑창의 격자 구조 제작에 이상적이며, 이는 밑창을 편안하고 가볍고 유연하게 만듭니다. 이 구조는 신발이 운동선수의 다리 움직임에 더 잘 반응하게 하여 더 나은 쿠션 효과와 안정성을 생성합니다.

· 얼라인 테크놀로지: 대량 생산, 3D 프린팅, 개인화

얼라인 테크놀로지는 3D 시스템의 SLA 기계를 사용하여 트레이의 금형을 설계함으로써 개인화, 대량 생산, 3D 프린팅을 결합하여 맞춤형 인비절라인 얼라이너를 제작했습니다. 이 금형은 열성형되기 전에 완전히 맞춤 제작됩니다.

· 샤넬: 3D 프린팅 하이테크 마스카라 브러시

2018년 샤넬은 에르프로 3D 팩토리와 협력하여 볼륨 레볼루션 마스카라 브러시를 만들었습니다. 이 제품은 산업 규모로 제작되었으며, 에르프로 3D 팩토리는 2017년부터 매일 작동하는 15대의 기계로 1,700만 개 부품을 3D 프린트했다고 말했습니다. 적층 제조가 나중에 도입되어 시간 소모와 비용을 줄여 생산 속도와 브러시 설계를 개선했습니다.

· 폼랩스: 3D 프린트 코로나19 검사 면봉

코로나19 팬데믹 초기에 폼랩스는 3D 프린팅을 사용하여 멸균 가능하고 생체 적합한 비강 면봉을 만들었습니다. 3D 프린팅으로 국가의 필요를 충족하는 속도로 생산할 수 있었습니다.

· 포토센트릭: 팬데믹 대응을 위한 3D 프린트 밸브

코로나19 팬데믹 초기에 포토센트릭도 호흡기와 호환되는 밸브 대량 생산에 3D 프린팅을 활용했습니다. 세 대의 3D 레진 프린터를 사용하여 하룻밤에 600개 이상의 밸브를 프린트하고 주당 4만 개를 생산했습니다. 이는 긴급 상황에서 3D 프린터의 수행 능력을 보여줍니다.

결론

3D 프린팅은 정확성, 사용 용이성, 복잡한 제품 제작 능력으로 알려진 신속 시제품 제작 공정입니다. 아디다스, 폼랩스, 샤넬 등의 기업이 자사 비즈니스에 이 공정을 채택하여 매출을 늘리고 더 넓은 고객층에 도달하면서 3D 프린팅 대량 생산 사용이 주목을 받고 있습니다. 여기에서 현대 세계에서 3D 프린팅 대량 생산의 이점과 비즈니스에서 이 원칙을 적용하는 기업들처럼 생각하는 방법을 알 수 있습니다.

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FAQ

다른 방법과 달리 3D 프린팅은 소량 생산에 더 저렴합니다. 대량 생산에도 더 저렴합니다. 또한 사출 성형과 달리 초기 비용이 필요하지 않습니다.

네, 3D 프린팅은 대부분의 전통적 및 신속 시제품 제작 공정보다 빠릅니다. 예를 들어 사출 성형과 비교하면 성형 공정에 중요한 사출 금형을 만들 필요가 없습니다.

네, 3D 프린팅은 대량으로 제품을 만드는 적합한 방법입니다. 그 사용은 자체 공정 기반이거나 설계자가 다른 신속 시제품 제작 공정을 쉽고 저렴하게 사용하도록 돕는 기반일 수 있습니다(예: 사출 성형에 사용되는 사출 금형 제작에 적합). 3D 프린팅 대량 생산은 이제 아디다스, 샤넬 등의 기업에서 일반적입니다.