중소 제조업체가 적층 제조를 활용하는 방법

작성자:데이브 피어슨

"적층 제조가 업계 혁신을 주도하는 핵심이라고 들었는데 실제로 어떻게 가치를 제공하나요?"

"일부 적층 제조 기계를 살펴보았지만 자본 지출을 없애려고 할 때 비용을 정당화할 수 있는 방법은 무엇입니까?"

"적층 제조가 투자 가치가 있습니까?"

저는 MEP National Network™를 통해 중소기업(SMM)을 위한 적층 제조 컨퍼런스를 주최하거나 참석할 때마다 이와 같은 질문을 합니다. 오하이오 MEP(Manufacturing Extension Partnership)의 일부인 MAGNET의 수석 제품 개발 엔지니어로서 제 목표는 SMM 및 기타 MEP 센터에 적층 제조가 소규모 기업이 대규모 산업 기업과 경쟁하는 데 어떻게 도움이 되는지 교육하는 것입니다.

나는 부분적으로 오하이오 MEP가 2017년 펜실베니아 MEP에 대한 NIST MEP 어워드에 참여하여 적층 제조에 중점을 둔 Manufacturing USA Institute인 America Makes와 파트너 관계를 맺었기 때문입니다. 이 연구소는 산업, 학계, 정부 및 비정부 기관과 협력하여 적층 제조 및 3D 프린팅을 혁신하고 가속화하여 미국의 글로벌 제조 경쟁력을 높이며, 오하이오 MEP는 파트너십을 통해 MEP 센터 및 SMM이 적층 제조 전략을 채택하도록 지원하고 있습니다. ROI 이점 및 장비 구매를 위한 저렴한 옵션에 대한 지침을 포함합니다.

그렇다면 적층 제조의 가장 중요한 점은 무엇입니까?

적층 제조는 이미 3차원(3D) CAD 기술에 익숙한 사람들을 위한 다음 단계입니다. 본질적으로 3D CAD는 적층 제조 활용의 기초입니다. 3D CAD의 핵심 역량을 마스터했다면 적층 제조로 전환할 준비가 된 것입니다.

적층 제조에서 소규모 제조업체가 ROI를 얻는 방법

원래 MIT에서 개발

, 적층 제조는 3D 개체 또는 부품을 "인쇄"하기 위해 재료의 레이어에 레이어를 추가합니다. 이러한 부품은 플라스틱, 금속, 세라믹 또는 콘크리트를 비롯한 다양한 재료로 만들 수 있습니다.

적층 제조는 다음을 지원하여 SMM에 상당한 ROI를 제공할 수 있습니다.

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산업 툴링 프로세스 개선

더 많은 고부가가치 부품 생산

해당 업계와 고객을 위한 고도로 맞춤화된 제품 제작

이 기술은 또한 제조업체가 R&D 프로세스를 위한 보다 비용 효율적인 프로토타이핑을 수행할 수 있도록 합니다. 적층 제조는 사용자 경험을 모형으로 빠르고 효율적으로 추출할 수 있으므로 제조업체는 3D 인쇄 프로토타입을 생산하고 평가할 수 있습니다. 피드백 주기를 반복하면 더 많은 부가 가치 부품에 대한 더 많은 아이디어를 얻을 수 있습니다.

항공우주 및 의료 제조업체는 이미 적층 제조의 ROI 이점을 보고 있습니다. 오늘날 점점 더 많은 소규모 제조업체에서 이를 사용하여 보다 디지털화된 인벤토리로 전환하고 있습니다. 여기서 각 SKU가 다른 40개 부품을 지원할 수 있고 동일한 SKU를 가진 5,000개 부품을 지원할 수 있습니다.

당신이 모래 주조 또는 특수 도구를 생산하는 회사라고 가정해 보겠습니다. 저는 이와 같은 회사가 적층 제조를 사용하여 몇 달이 아닌 몇 주 만에 해당 부품을 인쇄하는 방법을 배우도록 돕습니다. 부품을 만드는 데 필요한 리드 타임이 줄어들어 디지털 인벤토리로 더 쉽게 전환할 수 있습니다.

전략적 마인드를 가진 제조업체는 업계의 더 큰 플레이어와 경쟁하기 위해 적층 제조로 눈을 돌리고 있습니다. 그러나 대다수의 SMM은 이 기술이 단기 및 장기적으로 실제로 어떻게 가치를 제공할 것인지에 대해 여전히 많은 질문을 가지고 있습니다.

다음은 SMM 및 기타 MEP 센터에서 받은 가장 일반적인 적층 제조 관련 질문입니다.

Q:적층 제조의 이점을 얻을 수 있는 특정 응용 분야는 무엇입니까?

귀하의 시설은 사출 성형을 사용합니까? 적층 가공을 통해 냉각 채널을 설계하고 금형에 맞게 제작할 수 있으므로 냉각 성능이 향상됩니다. 이 프로세스는 금형의 수명을 연장하고 낭비를 줄입니다.

이 기술은 또한 경량 플라스틱 및 복합 재료와 같은 더 많은 재료 옵션을 사용할 수 있으므로 경량화에 더 효율적입니다. 이 공정은 또한 부품 성능을 향상시키면서 더 적은 재료를 사용합니다.

현재 금속 주물을 사용하고 있다면 패턴이나 코어 박스 없이 적층 제조를 사용하여 CAD 설계에서 모래 주형과 코어를 인쇄할 수 있습니다. 일반적인 산업용 주조 도구와 달리 적층 제조는 금형 및 코어 생산에 소요되는 시간과 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

Q:적층 제조로 리드 타임과 생산 비용을 절약할 수 있습니까?

적층 제조는 맞춤형 부품을 적시에 인쇄할 수 있는 기능을 제공합니다. 더 적은 재료와 더 적은 낭비로 도구 개발 시간과 비용을 줄입니다. 잠재적인 용도에는 구성 요소의 적합성과 품질을 확인하기 위한 간단한 "이동/불가" 게이지뿐 아니라 유지, 안내, 정렬, 위치 지정 및 클램핑이 포함됩니다.

적층 제조의 정확한 특성은 첫 번째 제품 검사를 위한 고정물 제작 생산에 소요되는 시간을 극적으로 증가시킨다는 것을 의미합니다. 결과적으로 공작 기계, 지그, 고정구 또는 게이지를 더 빠르고 적은 결함으로 생산할 수 있습니다.

이 기술은 또한 측정 기계(CMM) 검사를 조정하는 능력을 향상시킵니다. Orek은 적층 제조를 사용하여 수백 개의 CMM용 검사 장치를 제작했습니다. 평균적으로 회사는 고정 장치를 가공하는 것보다 200달러와 6.5일을 절약할 수 있을 것으로 추정합니다. Oreck은 적층 제조를 활용하여 중요한 경로에서 고정물 제작 및 CMM 프로그래밍을 제거했습니다.

Q:적층 제조가 고부가가치 부품을 보다 비용 효율적으로 수리하는 데 도움이 됩니까?

교체 비용이 많이 드는 고가의 금속 부품이 있습니까? DED(Directed Energy Deposition)는 기존 부품에 재료를 빠르게 증착하여 수명을 연장함으로써 터빈 블레이드 및 기타 고급 부품 및 장비를 수리할 수 있는 특정 적층 제조 애플리케이션입니다.

이 기술은 기존 CNC 장비와 결합할 수도 있습니다. DED 기계가 부품을 만든 다음 CNC 장비가 부품을 올바른 크기와 부드러움으로 밀링합니다.

적층 제조 리소스 활용

SMM이 적층 제조와 이 기술이 오늘날의 3D 기반 산업 환경에서 소규모 제조업체가 경쟁하는 데 어떻게 도움이 되는지에 대해 자세히 알아볼 수 있는 실습 기회가 많이 있습니다.

AMUG(Additive Manufacturing Users Group)에서 제공하는 학습 이벤트와 SME와 협력하여 제작한 RAPID + TCT 회의부터 시작하는 것이 좋습니다. 중소기업

제조 기술을 촉진하고 숙련된 인력을 개발하며 제조 산업을 연결함으로써 제조업체가 혁신, 성장 및 번영할 수 있도록 지원합니다.

NIST(National Institute of Standards and Technology)는 또한 금속 및 폴리머 기반 응용 프로그램에 대한 워크샵과 같은 적층 제조 데이터베이스에 대한 다양한 교육 리소스를 제공합니다.

또한 MAGNET은 현재 MIT와 협력하여 온라인 적층 제조 교육을 위한 약 60명의 MEP 센터 직원을 위한 커리큘럼을 개발하고 있습니다. 교육 수업 후 MEP 센터는 적층 제조 응용 프로그램에 대한 친숙도를 평가합니다.

이 프로그램의 궁극적인 목표는 사용 가능한 적층 제조 리소스를 더 잘 활용하여 모든 MEP 센터가 SMM과 고객 간의 성공적인 인터페이스를 개발하도록 돕는 것입니다.

우리는 함께 MEP National Network, SMM 및 그 고객 간의 역량과 역량 관계를 구축하고 있습니다. 의도한 결과는 SMM이 적층 제조를 사용하여 1년뿐 아니라 5년 및 10년 후에도 경쟁력을 유지할 수 있다는 것입니다.

원본 기사 보기:https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=