적층 제조가 산업 생산을 혁신하는 방식

적층 제조는 아날로그에서 디지털 산업 공정으로의 전환 결과 중 하나입니다. 일반적으로 층층이 순차적으로 객체를 제조할 수 있게 하는 기술 세트를 말합니다.

가장 기본적인 적층 제조 기술은 단연 3D 프린팅으로, 어느 정도 제한적이며 개인, 스타트업, 소규모 설계자 및 개발자에게 유용합니다.

그러나 다른 적층 제조 기술들은 훨씬 더 정교한 제조와 금속이나 생체 재료 제조의 가능성을 허용하여 산업 생산에 매우 유용합니다.

작동 원리

적층 제조는 컴퓨터 지원 설계(CAD) 데이터 소프트웨어나 3D 객체 스캐너를 사용하여 하드웨어를 구동하고, 정밀한 기하학적 형태에서 재료를 층층이 증착합니다.

최종 부품이 형성될 때까지 고체 블록에서 재료를 제거하는 더 전통적인(감산적) 제조와 달리, 재료가 매우 정밀한 층을 통해 순차적으로 추가되기 때문에 '적층'이라고 정의됩니다.

이 용어는 능력과 적용 면에서 크게 다른 다양한 프로세스를 포괄합니다(수지 기반, 분말, 직접 재료 주입 및 기타 기술). 따라서 각 기술의 기능과 차이점을 연구하여 적용에 따라 하나를 선택하는 것이 중요합니다.

가장 기본적인 적층 제조 기술은 부품을 빠르게 만들고 기능을 테스트하는 데 매우 유용하므로 급속 프로토타이핑에 적합합니다. 그러나 점점 더 금속 같은 재료로 적층 제조가 최종 부품 생산에 사용되고 있습니다.

설계 자유도와 최대 맞춤화는 소비재 산업에 이상적입니다. 가장 널리 사용되는 분야로는 조명, 운송(자동차 부품), 가전 및 웨어러블, 주문형 제품 등이 있습니다.

다른 적용 사례로는 도구, 툴링, 산업 기계 제조가 있는데, 이 기술은 부품을 더 강하게 만들고 더 빠르고 정확하게 작동하게 합니다. 의료 및 항공우주 부문도 복잡하고 맞춤화된 부품 제조에 이를 점점 더 활용하고 있습니다.

적층 제조는 이미 산업의 4가지 핵심 영역에서 실제 이점과 적용을 제공합니다.

전통적 제조와 달리 적층 제조는 필요한 만큼만 재료를 추가하여 부품을 형성하므로, 거의 폐기물을 발생시키지 않고 사용되는 원자재를 크게 줄입니다.

이 기술이 거의 모든 기하학적 형태를 생성하는 능력은 설계 자유도와 훨씬 더 복잡한 디테일과 더 높은 효율성을 가진 부품 생성 능력을 제공합니다. 또한 더 높은 맞춤화 가능성을 제공하여 제조업체가 적은 비용으로 소량의 차별화된 제품을 생산할 수 있게 합니다.

부품 설계를 언제든 즉시 변경하거나 조정할 수 있는 능력은 더 유연한 설계 프로세스를 용이하게 합니다. 민첩하고 빠른 프로토타이핑과 테스트 덕분에 개발 및 시장 출시 시간이 단축됩니다.

새로운 재료와 공정 사용 가능성은 더 기능적이고, 더 강하고, 더 가볍고, 더 안정적이며, 심지어 더 경제적인 제품 제조를 가능하게 하여 제품 품질이 향상됩니다.

공정이 더 빠르고 유연해지며, 설정, 조립, 대기 시간이 감소하고, 필요한 부품 수와 제조 단계 수가 감소합니다. 또한 기계 부품을 쉽고 빠르게 생산할 수 있어 유지보수가 더 빠르고 경제적입니다.

적층 제조는 더 많은 부품을 원하는 수량으로 몇 시간 내에 주문 생산할 수 있게 하여 생산 및 공급망 비용을 절감합니다.

재고와 금형 제작 필요성을 크게 줄입니다. 또한 현지 생산을 용이하게 하여 공급업체 의존도를 줄이고 운송 및 재고 비용 측면에서 절감 효과를 제공합니다.

적층 제조는 현재 대량 부품 생산에 효율적인 방법이 아닙니다. 대량을 빠르고 저렴하게 생산할 수 없는 것이 적용 영역을 제한합니다.

이 경우 제품의 최종 형태를 주거나 디테일을 달성하는 보완 수단으로 매우 유용할 수 있습니다.

대부분의 적층 제조 공정은 부품 크기 제한이 있으므로, 이 경우 부품을 후속 결합을 위해 하위 구성요소로 분할해야 합니다.

장비와 기술 유형, 필요한 원자재 가격에 따라 자본 투자가 매우 높을 수 있으며, 원자재 가격도 종종 평균 이상입니다. 부품이 하나씩 프린트되므로 대량 제품의 생산 비용은 엄청날 수 있습니다.

특정 부문의 성장 기술이지만, 여전히 진화하는 공정으로, 주로 틈새 시장과 소규모, 소량, 고복잡도 특정 제품에 적합합니다.

적층 제조는 IoT(사물인터넷), AI(인공지능), 빅데이터 등과 함께 인더스트리 4.0을 구성하는 기술 중 하나로 간주됩니다. 전통적 제조 수단이 부과하는 기술적 한계를 넘어 점점 더 경쟁적인 산업에 새로운 가능성을 제공합니다.

통합 IIoT 및 빅데이터 운영 플랫폼 Nexus Integra로 인더스트리 4.0에서 진정한 디지털 전환 전략을 구현하고 운영하세요. 플랫폼은 적층 제조와 같은 모든 종류의 기술 솔루션을 귀사에서 구현하고 제어할 수 있는 기반 역할을 합니다.

생산 공정을 최적화하여 더 경쟁력 있게 만들고 싶으십니까? 연락 주시면 산업 지능으로 가는 길을 안내해 드리겠습니다.

산업 분야 디지털 전환에 대한 모든 것을 알고 싶다면, '산업 기업의 완전한 디지털 전환을 보장하는 결정적인 가이드'를 읽어보시길 권합니다.

산업기술