올 액시스 로보틱스, 메이커봇 3D 프린팅으로 맞춤형 로봇 암 엔드이펙터 제작 혁신

3D 프린팅 장비 공급업체 메이커봇(MakerBot)은 올 액시스 로보틱스(All Axis Robotics)가 메이커봇 '메서드(Method)' 제조 워크스테이션(3D 프린터)을 자동화 공정에 도입해 레거시 기계와 고객용 맞춤 툴링 부품을 생산한다고 밝혔습니다.

텍사스 댈러스 소재의 올 액시스 로보틱스는 기계 가공소이자 턴키 맞춤형 로봇 솔루션 리더로, 자동화 머신 텐딩이 필요한 다른 기계 가공소와 제조 시설에 솔루션을 제공합니다.

맞춤형 부품 제작의 과제 해결

고객들은 올 액시스 로보틱스의 기계 및 제조 엔지니어 전문성을 활용해 로봇 암과 맞춤형 엔드이펙터로 제조 운영을 효율화합니다. 이에는 CNC 머신 텐딩, 자동 부품 샌딩, 브레이크 프레스 머신 텐딩 등이 포함됩니다.

올 액시스 CEO 게리 쿠즈민(Gary Kuzmin)은 "협업 로봇과 자동화를 기계 가공소에 적용할 때 직면한 과제 중 하나는 공정 중 맞춤형 부품을 개발해야 한다는 것"이라며 "맞춤형 브래킷, 고정구, 그리퍼 핑거 등을 개발해야 했는데, 이 모든 것을 CNC 기계로 제작하기는 불가능했다"고 설명했습니다.

메이커봇 메서드 도입으로 획기적 개선

"메이커봇 메서드를 구매한 후 이 모든 맞춤형 부품 제작 역량을 자동으로 확보했다. 며칠 만에 우리 기계용 맞춤 부품을 프린트할 수 있게 되었다"며 "이 기계를 우리 공정에 도입한 의미는 맞춤 부품을 신속하게 제작해 즉시 시스템에 통합할 수 있는 퀵 턴어라운드 역량을 갖게 되었다는 것"이라고 강조했습니다.

올 액시스 엔지니어링 팀은 3D 프린팅으로 맞춤 툴링 부품을 제작해 맞춤형 로봇 엔드이펙터 설계의 리드타임을 수개월에서 수시간으로 단축했습니다. 이 빠른 턴어라운드로 맞춤 솔루션을 제공하는 능력은 인더스트리 4.0과 현대 글로벌 마켓의 증가하는 수요를 충족하기 위해 신규 및 레거시 장비를 업그레이드하는 더 많은 제조 시설에 대해 경쟁 우위를 제공했습니다.

고객 맞춤형 솔루션 확장

쿠즈민 CEO는 "우리 운영에 필요한 주문형 맞춤 부품을 제작하는 데 매우 유용했을 뿐만 아니라, 고객의 니즈를 위해 3D 프린팅을 구현할 수 있었다"며 "엔지니어들이 3D 프린팅의 역량을 깨닫자, 유사한 과제를 가진 기존 고객들을 위한 3D 프린팅 부품 제품군을 만들 수 있었다"고 말했습니다.

사례: 맞춤형 부품 샌더

예를 들어, 올 액시스 엔지니어들은 메이커봇의 강하고 내구성 있는 리얼 ABS 소재와 메서드 X를 사용해 맞춤형 부품 샌더를 설계 및 제조했습니다. 이 로봇 샌더는 시간 소모적인 수동 알루미늄 샌딩 작업을 자동화해 인력을 다른 작업에 투입할 수 있게 함으로써 기계 가공소의 효율성을 높였습니다. 서로 다른 그리드 샌드 패드가 양면에 있고 진공 연결부로 파편을 제거하는 구조입니다.

사내 메서드 프린터로 부품을 제작함으로써 전통적 제조 공정의 일반적인 바람직하지 않은 요소들(비싼 머시니스트 시간과 재료 비용)을 제거했습니다. 또한 자유형 적층 제조의 관점에서 부품 설계에 접근함으로써 전통적 제조 공정에서 일반적인 복잡한 조립 고려사항 없이 신속하게 3D 모델링할 수 있었습니다.

스트라타시스(Stratasys) SR-30 수용성 서포트 소재로 프린트할 수 있어 엔지니어들이 샌더를 하나의 복잡한 부품으로 설계할 수 있었는데, 이는 전통적 제조 방식으로는 불가능했습니다. 메서드의 치수 정확성으로 로봇 암과 첫 시도에서 완벽하게 결합되었으며, 100°C 가열 챔버에서 프린트된 프로덕션 그레이드 ABS는 거친 기계 가공소 환경을 견딜 수 있는 매우 강하고 내구성 있는 툴을 생산했습니다.

업계 리더의 평가

메이커봇 CEO 나다브 고센(Nadav Goshen)은 "올 액시스 로보틱스는 오늘날 환경에서 경쟁력을 유지하기 위해 적층 제조의 가능성을 수용한 고객의 대표적 사례"라며 "사내 3D 프린팅 솔루션에 투자함으로써 올 액시스 같은 기업은 제조 방식에 변화를 줄 수 있다. 자동화와 메서드가 제공하는 빠른 부품 턴어라운드 시간을 결합해 기업은 이제 생산 역량을 개선하고 비즈니스 기회를 확대할 수 있다"고 말했습니다.

쿠즈민 CEO는 "우리 공장의 흥미로운 점 중 하나는 생산 현장의 100만 달러짜리 기계 바로 옆에 약 6,500달러짜리 메이커봇 메서드가 있다는 것"이라며 "그 6,500달러짜리 기계가 우리 100만 달러짜리 기계들의 자동화 가동을 유지시켜 준다"고 강조했습니다.