Arevo의 3D 프린팅 탄소 섬유 자전거 프레임 내부:공동 창립자 Wiener Mondesir와의 인터뷰

Wiener Mondesir, Arevo 공동 창업자 겸 CEO

실리콘 밸리에 본사를 둔 Arevo는 2018년 세계 최초의 3D 프린팅 탄소 섬유 자전거 프레임을 공개하면서 전 세계의 주목을 받았습니다. 이번 쇼케이스에서는 경량의 맞춤형 복합 부품을 생산하는 로봇 공학, 재료 과학, 고급 소프트웨어가 혼합된 Arevo의 독점 복합 3D 프린팅 플랫폼이 강조되었습니다.

그 이정표 이후 Arevo는 Franco Bicycles와 제휴하여 새로운 전자 자전거 브랜드를 위한 3D 프린팅 탄소 섬유 유니바디 프레임을 제공했습니다. 우리는 Arevo의 공동 창립자이자 최고 기술 책임자인 Wiener Mondesir와 기술의 기초, 복합 3D 프린팅의 장점, 확장 가능한 복합 제조의 미래에 대해 이야기를 나눴습니다.

Arevo에 대해 좀 알려주실 수 있나요?

Arevo에서는 대규모 복합재 제조의 민주화를 목표로 합니다. 로봇 공학, 첨단 소재 및 지능형 소프트웨어를 통합함으로써 우리는 엄청난 기회를 포착합니다. 탄소 섬유는 많은 금속보다 강하면서도 훨씬 가벼워 항공우주, 자동차 및 소비자 부문에서 매력적입니다. 그러나 전통적인 복합재 생산은 노동 집약적이고 자본이 많이 들고 제한된 시뮬레이션 도구와 비전문가 간의 지식 격차로 인해 긴 설계 주기로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 복합재의 디지털화라고 부르는 당사의 솔루션이 이러한 격차를 해소합니다. 디자이너는 3D 모델부터 시작합니다. 당사의 소프트웨어는 섬유 배향, 재료 사용을 자동으로 분석하고 최적화하며 정확한 제작 지침을 생성합니다. 적절한 위치에 충분한 양의 실크를 사용하는 거미줄을 생각해 보십시오. 우리는 모든 인쇄에서 이러한 효율성을 모방합니다.

복합 3D 프린팅의 이점은 무엇입니까?

탄소 섬유 복합재는 탁월한 무게 대비 강도 비율을 자랑하므로 견고하면서도 가벼운 부품이 가능합니다. 금속 격자 구조는 무게를 줄일 수 있지만 여전히 밀도가 높은 재료로 시작됩니다. 탄소 섬유로 시작하면 처음부터 이러한 비효율성이 제거됩니다. 섬유 방향을 따라 강한 탄소의 이방성 특성으로 인해 역사적으로 사용이 제한되었지만 당사의 도구 세트는 이러한 복잡성을 추상화합니다. 디자이너에게는 더 이상 박사 학위가 필요하지 않습니다. 우리 소프트웨어는 방향의 미묘한 차이를 처리하여 누구나 구조적으로 건전한 합성물을 제작할 수 있도록 해줍니다.

탄소 섬유 3D 프린팅 자전거 프레임이 공개되었을 때 널리 알려졌습니다. 디자인부터 생산까지 자전거 프레임을 만드는 과정은 어땠나요?

Arevo의 3D 프린팅 탄소 섬유 자전거 프레임 [이미지 출처:Arevo]

우리는 자전거 프레임이 정밀도를 요구하는 복잡하고 고하중 구조이기 때문에 개념 증명으로 선택했습니다. 기존의 복합 자전거는 설계, 프로토타입 제작, 생산 등 1년 주기로 프레임당 20~30개의 부품과 최대 40명의 작업자가 필요합니다. 이와 대조적으로 당사의 소프트웨어는 CAD 모델을 몇 분 만에 등방성 생성 설계로 변환하여 섬유 방향과 재료 분포를 최적화합니다. 캘리포니아 시설에서는 6축 로봇이 X, Y, Z 방향으로 섬유를 증착하여 완전히 통합된 유니바디 프레임을 며칠 만에 생산합니다. 그 결과 소프트웨어를 통해 강성과 승차감을 조정할 수 있는 가볍고 강력한 구조가 탄생했으며, 신속한 주문형 맞춤화를 위한 새로운 비즈니스 모델을 열었습니다.

전 세계적으로 매년 약 백만 개의 복합 프레임이 생산되는 Arevo의 기술을 통해 시장은 대량 생산되는 거의 동일한 프레임에서 진정한 맞춤형 고성능 옵션으로 전환할 수 있습니다.

맞춤 제작 방식이 확장 가능한 비즈니스 모델인가요?

Emery ONE:Arevo는 새로운 e-Bike 라인 출시를 위해 Franco Bicycles와의 파트너십을 발표했습니다. [이미지 출처:Arevo]

라이더는 자신의 신체와 라이딩 스타일에 맞춰진 프레임의 이점을 누릴 수 있으므로 맞춤 제작은 자전거의 주요 차별화 요소입니다. 대량 시장 생산은 그러한 개인화를 쉽게 수용할 수 없습니다. 우리 플랫폼을 통해 고객은 프레임을 설계할 수 있으며 소프트웨어는 구조적 무결성을 확인할 수 있습니다. 그런 다음 디자인은 주문형으로 인쇄되므로 개념부터 완제품까지의 과정이 간소화됩니다.

귀하의 기술로 어떤 다른 응용을 구상하고 있습니까?

현재 우리는 이동성에 중점을 두고 있지만 초경량, 고강도, 맞춤형 핏 등 핵심 이점은 스포츠 장비, 자동차 부품, 에너지 솔루션 및 항공우주 부품으로 확장됩니다. 우리는 성능과 맞춤형 디자인이 중요한 애플리케이션을 적극적으로 개발하고 있습니다.

로봇공학이 귀하의 기술에 어떻게 적합합니까?

기존의 레이어 기반 3D 프린팅은 X 및 Y 평면에만 재료를 증착하고 Z 방향은 더 약하게 유지합니다. Arevo의 완전 관절식 6축 로봇은 3차원 모두에 탄소 섬유를 증착할 수 있어 일반적인 Z 방향 약점을 제거합니다. 또한 로봇의 작동 범위는 최대 4미터에 달하므로 항공우주 부품과 같은 대형 부품을 하위 어셈블리로 분할하지 않고도 프린팅할 수 있습니다. 동일한 로봇 시스템으로 자전거 프레임을 인쇄할 수 있어 제작 범위의 다양성을 입증합니다.

복합 3D 프린팅 시장의 현재 상황을 어떻게 설명하시겠습니까? 기술이 얼마나 발전했나요?

[이미지 출처:Arevo]

복합 적층 제조는 수년간 존재해 왔지만 수동 섬유 배치와 작고 평평한 형상으로 인해 발전이 제한되었습니다. 오늘날 자동화된 로봇 공학과 고급 수지 시스템은 복잡한 모양과 더 높은 해상도를 구현합니다. 여러 회사가 수지 화학에서 배치 전략에 이르기까지 다양한 접근 방식을 추구하는 반면 Arevo는 로봇 공학, 레이저 기반 증착 및 AI 기반 품질 관리를 결합하는 통합 플랫폼으로 선두를 달리고 있습니다.

일반적인 3D 프린팅이나 구체적으로 복합 3D 프린팅 중 업계가 직면하고 있는 과제는 무엇입니까?

주요 장벽 중 하나는 적층 제조의 기능을 실제로 탐색할 수 있는 접근 가능한 소프트웨어가 부족하다는 것입니다. 설계자는 기존의 기존 부품에서 시작하여 3D 프린팅용으로 개조하려고 시도하는 경우가 많으며 이로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 우리는 처음부터 사용자를 안내하여 적층 공정의 고유한 가능성을 활용하도록 돕는 도구가 필요합니다.

향후 5년 동안 업계가 어떻게 발전할 것이라고 보시나요?

우리는 이미 내러티브를 참신함에서 생산으로 전환하고 있습니다. 앞으로는 품질과 확장성에 초점이 맞춰질 것입니다. 대량의 반복 가능한 생산을 채택하는 산업은 차별화될 것이며 표준과 모범 사례가 구체화될 것으로 기대합니다.

부품과 공정의 품질을 보장하는 것은 현재 적층 제조의 큰 화두입니다. 이에 대한 Arevo의 접근 방식은 무엇입니까?

기계 학습 알고리즘과 결합된 Arevo의 레이저 기반 증착 시스템은 제작 전반에 걸쳐 현장 검사를 수행합니다. 센서는 실시간 데이터를 캡처하고 폐쇄 루프 제어 시스템은 즉석에서 매개변수를 조정하여 공극 함량이 1% 미만인 부품을 만듭니다. 미세한 단면을 통해 재료의 균질성이 확인되어 부품이 항공우주 및 기타 고성능 부문의 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

Arevo의 향후 12개월은 어떻게 될까요?

자전거 프레임 출시 이후 수요가 현재 생산 능력을 초과했습니다. 내년에는 모빌리티 전반에 걸쳐 새로운 애플리케이션을 출시하는 동시에 생산 규모를 확장하는 데 중점을 둘 것입니다. 우리의 목표는 주문형 고품질 복합 제조의 이점을 더 넓은 시장에 제공하는 것입니다.

Arevo에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하세요. https://arevo.com/