인더스트리 4.0 및 분산 제조로 보다 지속 가능한 생산 가능

제조업체는 3D 프린팅과 같은 기술을 채택하여 일부 생산을 현지로 이동하고 보다 지속 가능한 재료를 사용하며 폐기물을 줄입니다.

현재의 팬데믹은 폐쇄로 인해 문을 닫아야 했던 공장, 많은 생산 라인을 재정비해야 하는 필요성, 항공 화물 및 해상 운송 공급 라인의 전 세계적인 혼란에 이르기까지 전 세계 공급망에서 많은 신규 및 기존 과제를 보여주었습니다.

대부분의 공장이 많은 국가, 특히 아시아에서 정상 가동을 재개했지만 필요한 보호 장비를 제공하는 데 필요한 유통 방식의 변화로 인해 비정상적인 위치에 빈 선적 컨테이너가 남게 되었습니다. 이러한 컨테이너를 수집하는 데 비용이 많이 들며 이제 제조업체는 추가 배송 비용과 제품을 고객 및 유통 센터로 배송하는 데 지연에 직면하고 있습니다.

제조업체는 생산을 다른 곳으로 옮기는 것에 만족했지만 이제는 집으로 돌아가기를 원합니다.

2010년 전 인텔 CEO였던 고 앤디 그로브(Andy Grove)는 비즈니스위크에 이렇게 썼습니다. 그렇게 했을 때 마진이 개선되었습니다. 경영진도 행복했고 주주들도 행복했습니다. 성장은 계속되었고 더욱 수익성이 있었습니다. 하지만 작업 기계가 스퍼터링을 시작했습니다.”

아시아 제조업체는 LCD, 사출 성형(중국의 장난감 제조에 대한 막대한 투자의 결과), 리튬 이온 배터리, 무선 카드, 컨트롤러 보드, 플렉스 회로 등과 같은 핵심 부품에서 빠르게 배우고 산업을 시작했습니다. 그들이 여전히 혁신적인 제품의 고급 디자인과 엔지니어링을 손에 쥐고 있다고 생각하고 강요하기에는 너무 기쁩니다.

많은 공장에서 필요한 구성 요소를 얻기 위해 분주하게 움직이고 있으므로 많은 OEM은 현재 시장에 더 가깝게 생산할 수 있는 혁신적인 기술을 찾고 있습니다.

3D 인쇄 및 레이저 절단과 같은 기술을 통해 사출 성형 및 워터젯 제조와 경쟁할 수 있는 가격으로 제한된 시리즈의 현지 생산이 가능합니다.

지난 10년 동안 3D 프린팅은 매우 제한된 생산에만 사용되는 실험 기술에서 여러 산업 분야에 특화된 대량의 부품을 생산하는 기술로 발전했습니다.

대기업, 특히 소비자 전자 제품 시장의 대기업은 특히 프로토타입 디자인 및 패키징을 위해 몇 가지 신제품 개발 작업을 수년 동안 아웃소싱해 왔습니다. 이제 처음에는 외부인이 신제품에 협력하는 것을 꺼렸던 소규모 회사가 3D 인쇄 코드 개발, 제품 검증, 신제품의 야외 테스트와 같은 것을 외부 공급업체가 수행하도록 요청하고 있습니다.

“초기 폐쇄 이후로 우리가 여러 고객, 특히 중견 기업에서 하는 업무에 변화가 생겼습니다. 사람들에게 여행과 일상적인 작업장에 가는 것을 피하는 것이 권장됨에 따라 해외의 원격 근무 직원과 개발 팀에서 디자인과 프로토타입 개발을 요청하고 있습니다.”라고 바르셀로나 FabCafe의 소유자인 David Tena가 말했습니다. "예를 들어, 시카고에 기반을 둔 회사의 경우 전자 장치 케이스를 설계하고 전자 개발 팀과 협력하여 우리가 수행하고 있는 변경 사항 및 개선 사항을 공유하고 물리적으로 테스트하기 위해 반복을 3D 프린팅하고 있습니다."

신소재를 통해 보다 지속 가능한 생산 및 폐기물 감소

산업용 3D 프린팅은 다양한 기하학적 구조를 생성하고 제품 설계 프로세스를 단순화합니다. 또한 상대적으로 환경 친화적입니다. 소량 생산에서 리드 타임과 총 생산 비용을 줄일 수도 있습니다.

3D 프린팅에서는 기존 제조와 달리 단위당 비용이 부피에 의존하지 않습니다. 또한 3D 프린팅을 사용하면 전 세계 어디에서나 동일한 부품을 정확히 동일한 사양으로 생산할 수 있으므로 추가 운송 비용을 절감하고 생산을 보다 지속 가능하게 만듭니다. 또한 산업용 3D 프린터가 더 저렴하고 빨라짐에 따라 부품을 주문형으로 제조할 수 있기 때문에 보관 및 대량 재고의 필요성이 덜 중요해졌습니다.

현재 대부분의 산업용 3D 프린터는 PA11 및 PA12와 같은 폴리아미드를 사용하고 있습니다. 이 고급 플라스틱은 안전, 내구성 또는 신뢰성이 중요한 응용 분야에 선택되는 재료입니다. 자동차, 의료, 스포츠 및 항공과 같은 산업에서 신뢰할 수 있는 부품을 제조하는 데 사용됩니다. PA11은 순환 경제 이니셔티브를 지원하는 데 필수적인 100% 재활용 재료로 만들어진 바이오 폴리아미드입니다. 최근까지 높은 가격으로 인해 이러한 재료는 저가 소비재에 비해 너무 비쌌습니다.

HP 및 기타 제조업체는 현재 고온 유리 및 일부 금속과 같은 다른 재료를 사용하고 있습니다.

또한 이제 3D 인쇄 부품에 기본 전자 회로를 인쇄하는 것이 가능합니다. 여기서 참신함은 물체에 내장된 3D 전자를 인쇄하는 것입니다. 따라서 거의 0에 가까운 증분 비용으로 센서를 구축할 수 있습니다. 모든 항목에는 3D 인쇄 부품에 전력선, 신호선 및 센서가 포함될 수 있습니다.

HP의 3D 프린팅 담당 부사장 겸 총괄 책임자인 Ramón Pastor는 IoT Times와의 인터뷰에서 "Industry 4.0이 분산 제조를 경제적으로 가능하게 한다는 사실은 제품을 구축하고 배포하는 방식을 변경할 수 있음을 의미합니다."라고 말했습니다. "이 경우 세계에서 소비되는 연료인 화석 연료의 최대 절반이 생산된 곳에서 소비되는 곳으로 제품을 운송하는 데 사용된다는 추정이 있습니다. 그런 의미에서 인더스트리 4.0, 디지털 제조, 3D 프린팅의 결합으로 이러한 패러다임을 바꾸고 분산 제조로 갈 수 있습니다. 기본적으로 수요가 있는 곳 옆에 필요한 순간에 필요한 것을 제조하는 것입니다. "