쾌속 툴링: 최첨단 제조로 자동차 생산 혁신

최근 제조 기술 발전은 많은 산업에 도움이 되었지만, 자동차 분야만큼 혁신을 크게 경험한 곳은 드뭅니다. 자동차, 오토바이, 트럭 등 운송 수단 제조사들은 적층 및 감산 제조 분야의 최신 기술 발전을 가장 먼저 활용하는 기업들입니다. 같은 맥락에서 쾌속 툴링은 생산 속도와 비용 효율성 측면에서 가능한 것의 경계를 넓히며 자동차 산업에 놀라운 영향을 미쳤습니다.

쾌속 툴링은 한동안 차량 생산의 주요 부분이었지만, 최근 수년간 기술 발전이 늘어나며 속도가 빨라지고 있습니다. 많은 기업이 툴링을 완전히 배제하는 추세(적층 제조 공정으로 특정 툴 불필요)지만, 다른 부문은 독창적이고 최적화된 생산 체인 구축에 박차를 가하고 있습니다. 또한 기계 가공소와 숙련된 기계공이 늘어나면서 툴, 금형, 각종 유틸리티 제작이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.

쾌속 툴링이 자동차 산업을 바꾸는 몇 가지 방식:

비용 효율성

결론적으로 쾌속 툴링을 구성하는 여러 방식의 조합은 다른 어떤 것과도 비교할 수 없는 규모의 비용 절감 기회를 제공합니다. 이는 생산량에 따라 상당한 물량을 생산하는 자동차 제조사에게 특히 중요합니다. 쾌속 툴링은 대량 생산에는 적합하지 않지만, 생산 체인 내 다른 공정은 그만한 물량이 필요하지 않을 수 있습니다.

따라서 대량 생산을 목표로 하지 않는 기업은 쾌속 시제품 제작 방식이 필요한 부품을 다수 필요로 할 수 있습니다. 이런 공정은 기존 차량용 애드온이나 커스터마이징 부품처럼 필요 수량은 적지만 변동이 큰 경우에 특히 유용합니다. 저비용으로 설계를 커스터마이징하고 재반복할 수 있다는 점도 이점입니다.

그 결과 쾌속 툴링은 여러 수준에서 규모의 경제를 제공하며, 특히 소량 생산 런에서 두드러집니다. 전체적으로 비용 절감의 주된 영역은 생산 주기 단축입니다. 생산 속도는 중요한 요소로, 자동차 생산에서 며칠만 단축해도 장기적으로 수천 달러의 절감 효과가 있습니다.

더 빠른 툴링으로 제조업체는 매우 짧은 시간에 여러 시제품을 더 경제적인 가격에 확보할 수 있습니다. 이는 설계 조정과 새로운 아이디어 테스트에 더 큰 자유를 줍니다. 기존 금형과 툴은 제작에 너무 오래 걸려 재설계를 복잡하게 만듭니다. 반면 쾌속 툴링은 이 전체 과정을 더 저렴하게 만들어 프로세스와 자원을 확보해 줍니다.

쾌속 툴링은 자동차 제조사가 더 저렴하고 노동 효율적인 방식으로 시제품 제작과 설계를 할 수 있게 합니다. 첫째, 쾌속 툴링은 노동 투입이 매우 적은 일련의 자동화된 공정을 필요로 합니다. 또한 설계 반복 횟수를 줄여 작업 시간을 아끼고 프로세스와 자원을 최대 효율로 정비합니다.

시간 효율성

비용과 시간 절감이 교차하는 영역 중 하나가 테스트입니다. 더 빠른 테스트와 처리 시간으로 쾌속 툴링과 시제품 제작은 특정 부품 제조사에게 큰 기회를 제공합니다. 더 빠른 설계 공정 외에도 설계를 쉽게 변경하고 개선할 수 있습니다. 쾌속 툴링으로 금형 설계를 조정·개선해 제품이 제조사가 원하는 정확한 속성과 기능을 갖출 때까지 반복할 수 있습니다. 따라서 설계 결함을 생산 전에 식별하고 해결해 추후 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

Mirror Controls International(MCi) 사례에서 이 속도가 큰 도움이 되었습니다. 새로운 유형의 액추에이터 백플레이트를 개발 중이었는데, 급진적인 새 생산 공정이 필요했습니다. 결국 신규 액추에이터 백플레이트 시제품에 복합 SLA 소재인 Somos PerFORM을 선택하고, MCi의 기존 알루미늄 사출 금형을 대체했습니다. 3D 프린팅 SLA 툴링으로 비용을 60% 절감하고 시제품 제작 기간을 3주 단축했습니다.

제품 개발의 핵심은 본격 생산 전 테스트할 시제품을 만드는 것입니다. MCi 제품 설계자 Evelyne Salters는 말합니다: "새 액추에이터 백플레이트 같은 프로젝트는 새로운 설계를 검토하기 위해 시제품 제작이 필요한데, 부품 툴링을 알루미늄으로 만드는 건 꽤 비싸고 느린 과정입니다. 우리는 투자 비용은 낮으면서도 최종 생산에 쓰이는 소재와 동일하거나 유사한 소재를 쓸 수 있는 새로운 접근법을 찾고 있었습니다. 목표는 백플레이트 개발을 비용 효율적이고, 빠르고, 유연하고, 더 현실적으로 만드는 것이었습니다."

내구성 있고 기능적인 툴링

쾌속 툴링의 정확성과 일관성 덕분에 제조업체는 정확하고 내구성 있는 기능성 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 최종 제품 자체에는 해당하지 않을 수 있지만, 이러한 툴은 최종 제품 생산에 주요 역할을 합니다. 예를 들어 다른 부품과의 조립 시 피팅이나 클리어런스를 검증하는 툴, 또는 기능 테스트용 아이템 등이 있습니다. 볼보(Volvo)는 다양한 목적으로 쾌속 툴링을 광범위하게 활용합니다.

쾌속 툴링이 제공하는 장점은 최종 제품 소재와 유사한 특성을 가진 소재로 부품을 제조하면서, 컨셉 모델이 허용하는 것보다 치수 정확도에 더 가깝게 접근할 수 있다는 점입니다. 생산 수량은 보통 적지만, 하드 툴링을 쓰면 상대적으로 더 많은 수량을 생산할 수 있습니다.

실온 경화 고무 주형 캐스팅은 기능성 시제품 제작에 훌륭한 방법입니다. 더 높은 복잡성으로 고품질 시제품을 만들 수 있는 또 다른 방법은 인베스트먼트 캐스팅(정밀 주조)입니다. 이런 방식은 자동차 산업에 유용한 플라스틱 종류에 특히 적합합니다.

디지털화

CNC와 3D 프린팅처럼, 특정 형태의 쾌속 툴링은 디지털 특성 덕분에 큰 이점을 가져옵니다. 하지만 쾌속 툴링은 종종 여러 이질적 공정의 조합이므로, 단일 공정만 쓸 때보다 추가 이점이 있습니다. 예를 들어 자동차 회사의 서로 다른 시설 간 업무 분담이 쉬워집니다. 한 곳에서 툴을 설계하고, 디지털 모델을 즉시 전송해 다른 곳에서 테스트하고, 승인되면 어디서든 이용 가능합니다. 이는 STL 파일로 쉽게 사내 제작하거나 다른 시설로 보낼 수 있는 3D 프린팅 금형에 특히 유용합니다.

결론

쾌속 툴링은 자동차 산업에서 주요한 위치를 차지합니다. 특히 미러, 대시보드, 조향 장치 등 일반적인 차량 기능을 개발하는 부품 개발사에서 그렇습니다. 기술이 발전함에 따라 부족한 부분(사용 가능한 소재 수 확대 등)을 개선하려 하며, 이런 개선은 자동차 산업과의 관련성을 높이고 향후 더 많은 생산 체인 영역에 정착시키는 데 도움이 될 것입니다. 문제가 있으면 저희에게 연락해 함께 해결하세요!