자동차 산업의 3D 프린팅:설계 및 생산 발전

적층 제조 초기부터 자동차 산업에서는 이 기술에 대한 관심이 있었습니다. 미국의 자동차 제조업체인 Ford는 실제로 1986년에 세 번째로 생산된 3D 프린터를 구입하여 3D 프린팅과 자동차 부문 간의 유익하고 생산적인 관계의 시작을 알렸습니다.

Ford가 3D 프린팅을 초기에 채택한 이후 이 기술은 많은 자동차 제조업체에서 어느 정도 채택되었습니다. 대형 자동차 회사에서는 제품 개발 및 공급망에 미치는 영향을 확인하기 위해 이 기술을 실험해 왔고, Divergent 및 Local Motors와 같은 소규모 자동차 스타트업에서는 3D 프린팅이 생산의 필수적인 부분임을 발견했습니다.

최근 자동차 산업은 주로 적층 가공을 위한 프로토타입 애플리케이션에서 최종 사용 생산으로의 전환을 경험하기 시작했습니다. 이 기술의 유연한 특성과 폭넓은 설계 자유 덕분에 자동차 제조업체는 새롭고 최첨단의 차량 구성 요소를 설계하고, 생산 작업 흐름을 혁신하고, 고객에게 점점 더 맞춤화된 솔루션을 제공할 수 있습니다.

자동차 산업에서 3D 프린팅의 장점

적층 제조는 절삭 방식이 아닌 적층 방식으로 부품을 제작하는 일련의 프로세스를 가리키는 광범위한 용어입니다. 이는 본질적으로 블록에서 재료를 제거하는 대신 부품이 층별로 구성된다는 것을 의미합니다. 제조에 대한 이러한 접근 방식은 기술과 관련된 많은 플랫폼(광 조형, 융합 증착 모델링, 선택적 레이저 소결 등 포함)뿐만 아니라 기존 제조 공정에서는 제공하지 않는 다양하고 고유한 이점을 제공합니다.

디자인의 자유

3D프린팅에서는 부품이 층층이 쌓이기 때문에 이 프로세스는 전례 없는 설계 자유도를 제공하고 결과적으로 부품 최적화 및 경량화 기회를 창출합니다. 자동차 부문에서 연비를 향상시키려면 부품 무게(및 차량 전체 무게)를 줄이는 능력이 필수적입니다. 3D 프린팅은 복잡한 내부 형상을 통합하는 자동차 부품을 재설계하고 제작할 수 있는 기능을 제공하여 품질 저하 없이 무게와 재료 사용량을 줄입니다.

부분 통합

경량화 외에도 적층 제조를 통해 제조업체는 부품을 재설계하고 통합하여 다중 구성 요소 어셈블리를 단일 부품으로 변환할 수 있습니다. 이 능력은 구조를 더욱 경량화하는 데 기여할 수 있으며 특정 부품의 성능을 향상시킬 수도 있습니다. 자동차 부문에서는 부품을 통합하면 생산 및 조립 공정을 간소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

맞춤설정

자동차 생산에 대해 생각할 때 종종 대량 제조를 생각합니다. 즉, 동일한 부품을 수백만 개 만들어 자동차로 조립하는 정교한 생산 라인입니다. 그러나 3D 프린팅이 확산되면서 자동차 산업은 이제 합리적인 비용으로 자동차에 대한 새로운 수준의 맞춤화 가능성을 확인하고 있습니다. 특히 소량 생산 차량이나 특수 차량의 경우 합리적인 비용으로 맞춤형 인테리어 기능을 차량에 통합하는 것이 가능해졌습니다. 예를 들어 자동차 브랜드인 MINI에서는 고객이 다양한 맞춤형 3D 프린팅 내부 부품을 선택할 수 있습니다.

빠른 처리 시간

3D 프린팅을 통해 자동차 생산 속도를 높일 수 있는 방법은 여러 가지가 있습니다. 우선 프로토타입 제작 단계에서 3D프린팅을 사용하면 테스트용 기능 부품을 신속하게 생산할 수 있어 자동차 설계자와 엔지니어가 부품 설계가 실행 가능한지 신속하게 결정할 수 있습니다. 생산 단계에서 자동차 제조업체는 신속한 툴링을 위해 3D 프린팅을 사용하여 비용을 절감합니다.

자동차 산업의 3D 프린팅을 위한 프로토타이핑 및 사전 제작 애플리케이션

디자인 시연

신차 설계 과정에서는 자동차 이면의 컨셉을 정확하게 보여주기 위해 실제 프로토타입을 제작하는 것이 도움이 되며 필요한 경우가 많습니다. 3D 프린팅 기술, 특히 다중 색상 및 다중 재료 프로세스를 사용하면 자동차의 미적 특성과 구조를 묘사하는 일회용 프로토타입이나 소규모 모델을 빠르게 생산할 수 있습니다. 헤드라이트부터 내부 구성 요소에 이르기까지 자동차 회사에서는 사실적인 디자인 시연을 위해 3D 프린팅을 사용하는 사례가 점점 더 늘어나고 있습니다.

기능적 프로토타입

산업용 FDM 및 금속 AM을 포함한 특정 3D 프린팅 프로세스는 자동차 설계 및 개발 단계에서 기능성 프로토타입을 생산하는 데에도 사용됩니다. 3D 프린팅 부품은 최적의 디자인이 달성될 때까지 신속하게 생산, 테스트 및 조정될 수 있습니다.

도구

3D프린팅이 자동차 산업에 미친 가장 큰 영향 중 하나는 사전 제작 단계의 도구, 지그, 고정 장치 생산에 있습니다. AM을 통해 자동차 제조업체는 저렴한 비용으로 도구를 즉석에서 생산하여 중소 규모 생산 배치에 사용하거나 대량 생산을 위한 도구를 검증할 수 있습니다.

자동차 산업의 3D 프린팅을 위한 생산 애플리케이션

맞춤 부품

위에서 언급했듯이 자동차 분야에서 3D 프린팅의 가장 큰 장점 중 하나는 맞춤화입니다. 더 많은 부품을 생산할수록 비용이 낮아지는 사출 성형과 달리 3D 프린팅 비용은 제조되는 부품 수에 좌우되지 않으므로 일회성 맞춤형 부품을 프린팅하는 데 적합합니다. 마찬가지로, 디지털 디자인 및 맞춤화 소프트웨어 덕분에 럭셔리 또는 스페셜 에디션 차량의 개인화된 인테리어 또는 장식 기능을 신속하게 반복하는 것이 가능합니다.

교체부품

자동차 분야에서 3D 프린팅을 위한 또 다른 중요한 생산 응용 분야는 희귀 차량이나 빈티지 차량을 위한 예비 부품 또는 교체 부품을 만드는 것입니다. 부품이 노후화되면 3D 프린팅을 통해 자동차 전문가가 부품을 역설계하고 즉석에서 생산할 수 있습니다. 예를 들어 작년에 Siemens Industrial Turbomachinery Ltd.는 3D 스캐닝 및 프린팅을 활용하여 100년 된 자동차를 작동 가능한 상태까지 복원했습니다.

내부 구성요소

여전히 자동차 3D 프린팅의 틈새 영역이지만 기술이 계속 발전함에 따라 엔진 내부 구성 요소를 프린팅할 수 있는 기회도 늘어나고 있습니다. 현재 이러한 애플리케이션에 대한 AM의 실행 가능성을 입증하는 몇 가지 실험이 진행되고 있습니다. 예를 들어, Ford는 최근 랠리 차량인 "Hoonitruck"(현재 자동차에 설치된 가장 큰 금속 3D 프린팅 부품) 내부에 흡기 매니폴드를 설치했으며, Divergent Technologies도 금속 3D 프린팅을 활용하여 Blade 슈퍼카의 섀시를 생산합니다.

RapidDirect3D 프린팅 서비스

RapidDirect에서는 FDM(융합 증착 모델링), PolyJet 3D 프린팅, 선택적 레이저 소결 등 다양한 자동차 응용 분야를 충족할 수 있는 다양한 3D 프린팅 서비스를 제공합니다. 광범위한 재료 덕분에 당사의 최첨단 3D 프린팅 기술을 사용하여 기능성 프로토타입, 디자인 시연, 맞춤형 부품 등을 제작할 수 있습니다.

당사의 전문가 팀은 고객과 긴밀히 협력하여 부품이 3D 프린팅되어 적시에 배송될 뿐만 아니라 적층 생산에 최적화되도록 보장합니다. 마지막으로, 당사의 다양한 전문 마감 서비스는 고품질 마감을 갖춘 3D 프린팅 제품 및 부품을 제공합니다.