3D 프린팅 시제품 제작으로 설계 가속화: 효율성과 정확성 향상

시제품 제작은 모든 설계 주기의 당연하고도 첫 번째 단계입니다. 부품이 특정 느낌을 주는지, 어셈블리 내에 적합한지, 극한 조건에서도 견디는지 확인해야 합니다. 제조 기술 측면에서 볼 때, 시제품 제작을 위한 3D 프린팅은 여전히 최고의 위치를 차지하고 있습니다.

3D 프린팅은 처음에 빠른 시제품 제작이라는 단일 목적으로 시작되었습니다. 발명 이후 수십 년 동안 치과용 교정 장치 제작부터 제트 엔진 부품 생산까지 다양한 분야에 적용되었지만, 오늘날에도 3D 프린팅의 가장 인기 있는 용도는 단연 시제품 제작입니다.

초기에는 높은 비용 장벽으로 인해 주로 대기업에서 3D 프린팅을 사용했지만, 오늘날에는 접근성이 향상되어 모든 규모의 기업이 이 기술을 활용해 시제품을 3D 프린팅하고 그 이상의 작업을 수행할 수 있게 되었습니다.

3D 프린팅 시제품의 장점은 무엇인가?

납기 단축

전통적인 제조 공정은 대량 생산에는 적합하지만 소량 생산에는 매우 까다롭습니다. 이것이 3D 프린터 등장 이전에는 시제품 제작이 어려웠던 이유 중 하나입니다. 시제품 제작은 주로 전문 업체에 아웃소싱해야 했는데, 이는 추가 비용과 완성된 시제품의 반복 수령까지 상당히 긴 납기를 수반했습니다. 하지만 3D 프린팅을 사용하면 시제품을 주문형으로 몇 시간 또는 며칠 내에 제작할 수 있습니다. 특히 FDM(적층 모델링) 3D 프린터는 다양한 소재로 소량의 시제품을 신속하게 생산할 수 있습니다.

소재 라이브러리 확장

3D 프린팅의 부상으로 기능성 시제품 제작에 사용할 수 있는 다양한 물리적, 화학적 특성을 가진 새로운 소재가 증가했습니다. 이제 제조업체는 필요에 따라 다양한 소재 중에서 선택할 수 있습니다. 특정 경우 소재 공급업체가 기업과 협력하여 제품을 맞춤화하고 용도별 소재를 개발하기도 합니다.

오늘날 PETG, 나일론 카본 파이버, PC-ABS 등 다양한 3D 프린팅 소재가 주류로 사용되고 있습니다.

비용 절감

수년에 걸쳐 3D 프린팅 비용은 크게 하락했습니다. 이는 메이커봇 METHOD 시리즈처럼 경제성, 접근성, 다중 소재 프린팅 기능을 갖춘 3D 프린터의 보급 덕분입니다. 기존 시제품 제작의 인건비와 시간을 고려하면, 3D 프린팅 시제품은 기존 방식으로 제작한 것보다 훨씬 저렴합니다.

신속한 수정과 반복

시제품 제작은 본질적으로 시행착오의 과정입니다. 엔지니어는 설계-시제품-평가-반복-설계 수정의 루프를 따라 설계를 확정합니다. 3D 프린팅으로 시제품을 쉽게 구할 수 있게 되면서 설계자와 엔지니어는 형상, 적합성, 기능을 훨씬 더 일찍, 더 자주 검증할 수 있게 되었습니다. 이는 생산 수명 주기 후반부의 리스크와 비용 초과를 크게 줄여줍니다.

시제품 3D 프린팅 전 고려해야 할 3가지 사항

1. 최종 제품

시제품 3D 프린팅 전 고려해야 할 가장 중요한 측면 중 하나는 최종 제품의 용도입니다. 경우에 따라 시제품은 최종 제품의 치수, 기능, 미관을 복제해야 합니다. 다른 경우에는 어셈블리에 장착되는 단일 부품의 적합성만 확인하면 될 수도 있습니다. 더 단순하게는 기본 산업 디자인을 선택하기 전에 사용자의 손에 잡히는 제품의 모양과 느낌을 전달하는 컨셉 모델이 필요할 수도 있습니다.

2. 3D 프린팅 기술

시제품의 유형과 용도에 따라 엔지니어는 사용할 3D 프린팅 기술을 결정해야 합니다. 기능성 시제품에는 일반적으로 FDM(적층 모델링)이 사용됩니다. FDM은 100미크론 이상의 특징이 필요한 부품에도 사용됩니다. 심미적으로 매력적인 시제품에는 SLA(광경화성 수지 적층) 또는 폴리젯 같은 기술이 사용됩니다. 경우에 따라 최상의 시제품 결과를 위해 적층 가공과 절삭 가공 기술을 결합하는 것이 합리적일 수 있습니다.

3. 설계 가이드라인

시제품을 3D 프린팅할 때는 벽 두께, 방수 설계, 다중 쉘, 또는 3D 프린팅 기술별 최소 특징 크기 유지 등 설계 가이드라인을 고려해야 합니다. 이는 다른 제조 기술을 사용할 때 고려하는 사항과 유사하지만, 3D 프린팅을 사용하면 절삭 기술로는 불가능한 완전히 새로운 기하학적 자유도를 활용할 수 있습니다.

계속 읽어서 3D 프린팅 시제품의 유형과 이들 시제품에 널리 사용되는 인기 소재에 대해 알아보세요.

메이커봇 웹사이트에 이전에 게재되었습니다.