첨단 전기차 생산을 위한 적층 제조 활용

전기차(EV)의 인기는 내연기관과 니켈-금속 수소 배터리의 조합으로 구동되는 하이브리드 차량인 토요타 프리우스에서 시작되었습니다. 프리우스 출시 이후 많은 하이브리드 및 배터리 전기차(BEV)가 시장에 진입했고, 전기차 채택은 해마다 증가하고 있습니다. 2020년에는 310만 대의 EV가 판매되었고, 2021년 11월만 해도 72만 대 이상의 플러그인 차량이 판매되어 월간 판매 기록을 세우며 EV에 대한 관심이 커지고 있음을 보여주었습니다. 이 추세가 둔화될 조짐은 보이지 않습니다.

제너럴 모터스는 가솔린 자동차(내연기관/ICE 차량)를 단계적으로 퇴출하고, 2035년까지 전체 차량을 무공해 차량으로 전환하겠다고 약속했습니다. 마찬가지로 바이든 대통령은 정부 차량 64만 5천 대 이상을 EV로 교체하겠다고 발표했고, 2030년까지 신차 판매의 절반을 전기차로 만들겠다는 행정명령을 내렸습니다. 또한 블룸버그 마켓은 2040년까지 전 세계 자동차 판매의 3분의 2 이상이 전기차가 될 것으로 예측하고, 에디슨 일렉트릭은 EV 연간 판매가 2030년까지 350만 대를 넘어설 것으로 추정합니다.

자동차 산업의 미래가 전기차임은 분명하며, 지금이 기업들이 EV 개발을 시작해야 할 때입니다. 자동차 생산 시장을 따라잡기는 까다로울 수 있지만, 적층 제조를 사용하면 공정을 단순화하고 자동차 OEM들이 점점 더 전기화되는 세상에서 번영할 수 있도록 도울 수 있습니다.

전통적인 제조 방식과 비교해 적층 제조는 더 가벼운 부품과 향상된 커스터마이징을 가능하게 하며, 주요 생산 걸림돌이었던 공급망 제약도 피할 수 있습니다. 비교적 낮은 생산량과 불확실하지만 증가하는 수요 속에서, EV 제조업체와 공급업체는 적층 제조가 제공하는 유연성, 속도, 경제성에서 이점을 얻을 수 있습니다.

전기차 분야에서 적층 제조의 이점

적층 제조는 EV 업계 관계자들에게 여러 이점을 제공합니다. 적층 제조를 EV 생산 주기에 반영하면:

복잡한 부품 설계, 경량화, 배터리 수명 연장

자동차 산업은 연비 향상을 위해 다양한 경량화 옵션을 추구해 왔습니다. EV에서는 더 가벼운 부품이 더 나은 배터리 수명으로 이어지므로, 품질이나 안전을 희생하지 않고 차량을 더 가볍게 만드는 방법을 찾기 위해 분주했습니다.

여기에 적층 제조가 등장합니다. 3D 프린팅은 엔지니어들이 기존 제조 기술보다 적은 소재로 복잡한 유기적 형상을 만들 수 있게 할 뿐만 아니라, 여러 부품을 조립이 거의 또는 전혀 필요 없는 단일 구성요소로 통합할 수 있게 합니다. 결과물은 피팅이나 용접 부품보다 종종 더 가볍고, 많은 용도에서 강도 면에서 전통적으로 제조된 부품과 맞먹을 수 있습니다. 적층 제조의 복잡한 부품 생성 능력은 배터리 공간 최대화에도 도움이 되는데, 설계자들이 더 얇은 벽을 가진 케이싱을 복잡하고 쌓을 수 있는 형태로 제작할 수 있기 때문입니다.

다양한 소재 사용 및 더 나은 열 성능 달성

3D 프린팅은 호환 소재 선택이 제한적이라는 평판이 있지만, 지난 몇 년간 사용 가능한 옵션이 크게 늘었습니다. 이제 자동차 사양을 충족하고 차량 무게를 줄이는 데 도움이 되는 소재가 많이 있습니다. 예를 들어 일부 소재는 유리 섬유 강화 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 대비 20% 중량 감소를 제공합니다. 기존 옵션으로 요구사항을 충족할 수 없다면 맞춤형 3D 프린팅 소재를 제조해 특정 기계적 특성을 달성할 수도 있습니다.

또한 3D 프린팅과 호환되는 많은 소재가 전통적인 제조 소재보다 더 나은 열 능력을 가지고 있어 EV 배터리 수명 연장에 도움이 될 수 있습니다. EV 배터리는 온화한 온도에서 가장 잘 유지됩니다. 50°F가 보관에 최적이고, 77°F가 충전과 주행에 이상적입니다. 하지만 금속 부품을 사용하면 그런 온도 유지가 까다로울 수 있습니다. 반면 3D 프린팅 인클로저와 열교환기는 엔지니어들에게 배터리 온도를 더 잘 조절할 수 있는 더 많은 소재 옵션을 제공합니다.

비용 효율적인 소량 생산 런

사출 성형은 대량 생산 런에 이상적이지만, 툴링 제작 비용 때문에 소량 런 실행 시 비용이 많이 들고 비현실적일 수 있습니다. EV 수요가 급증하고 있지만, 여전히 전통적인 ICE 차량 시장 규모에는 미치지 못하므로, 소량에서 적층 제조의 비용 효율성은 기업들이 합리적인 단가로 필요한 구성요소를 만들 수 있게 돕습니다.

시장 출시 시간 단축

적층 제조는 툴링이 필요 없으므로 제조 일정을 가속화할 수 있습니다. 사출 성형 납기 대비 적층 제조는 최대 50% 리드타임 단축을 제공해 반복 과정과 최종 생산을 앞당깁니다. 결과적으로 기업들은 적층 제조를 사용해 차량 개발 시간을 대폭 단축할 수 있습니다.

차량 커스터마이징 용이

툴링이 없으면 설계 업데이트와 커스터마이징 옵션 제공이 더 쉽고 훨씬 저렴해집니다. 적층 제조로 고객은 배지부터 브라켓까지 모든 것을 비용이나 생산 시간을 크게 늘리지 않고 쉽게 커스터마이징할 수 있습니다.

공급망 제약 회피

전통적인 제조 방식을 따르면 공급망 이슈에 휘말리기 쉽습니다. 특히 최근 글로벌 공급망 문제로 인해 더욱 그렇습니다. 적층 제조는 기업들이나 제조 파트너가 3D 프린터를 보유한 곳이라면 어디서든 부품을 만들 수 있게 해 이런 잠재적 병목 현상을 많이 피할 수 있게 합니다. 전통적인 생산 및 출하 채널을 기다리는 대신, 어디서든 주문형으로 부품을 설계하고 프린팅할 수 있습니다.

EV 생산에서 적층 제조의 일반적인 응용 분야

많은 산업이 속도와 경제성 때문에 프로토타이핑에 적층 제조를 사용하며, EV 산업도 예외는 아닙니다. 또한 기업들은 제조와 프로토타이핑 공정에 필요한 지그, 픽스처, 기타 도구를 비용 효율적으로 만들기 위해 적층 제조를 사용합니다.

최종 사용 부품으로는 배터리 박스부터 조명 베젤까지 모든 것을 3D 프린팅 기술로 만듭니다. 인클로저, 트림, 클립, 배지, 브라켓, 공기/유체/배선 라우팅을 3D 프린팅할 수 있습니다. 일부 기업은 충전 포트, 플러그 커버, HVAC 키네마틱스, 마운트, 캡을 프린팅합니다.

3D 프린팅은 전기 커넥터 제작에 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 전기 커넥터는 종종 작고 극도의 정밀도가 필요해 전통적인 플라스틱 사출 성형 비용을 증가시킬 수 있습니다. 미래에는 EV 배터리를 대규모로 3D 프린팅하는 것도 가능해질 수 있습니다.

Fast Radius와 함께하는 EV 부품 제조

적층 제조는 EV 제조업체들에게 많은 이점을 제공하며, 자동차 산업의 미래일 가능성이 높습니다. 그러나 전통적인 제조 기술에서 적층 제조로 전환하는 것이 모든 조직에 쉽지만은 않을 것입니다.

바로 거기서 경험 많은 제조 파트너와의 협력이 중요합니다. Fast Radius에서는 적층 제조 전문가들입니다. 여러분과 협력하면 여러분의 3D 부품이 생산 준비가 되도록 돕고, 온라인 도구로 설계, 소재, 생산 옵션을 탐색하거나 견적을 시작할 수 있습니다. 시작할 준비가 되셨나요? 계정을 생성해 부품 설계를 업로드하거나 오늘 연락하세요!

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