과제
기능성 설계 테스트와 피드백을 위한 정확하고 신뢰할 수 있는 부품으로 R&D 프로세스를 가속화 및 단순화합니다.
해결 방안
3D Systems의 Figure 4 Standalone 및 Figure 4 PRO-BLK 10을 포함한 소재를 사용해 내구성이 뛰어나고 기능적인 당일 원형 제작이 가능해집니다.
결과
- 당일 부품 생산 및 테스트
- 부품은 내구성이 뛰어나 시속 15~20마일에서 한두 시간 지속되는 수중 테스트 사이클을 여러 번 견딜 수 있습니다.
- 부품 정확도로 인해 테스트 결과의 신뢰도가 보장됩니다.
KAI Concepts는 샌프란시스코 만의 창의적인 문제 해결사들로 구성된 팀으로, 하이드로포일 시스템의 제작, 테스트 및 제어 전문성에서 타의 추종을 불허합니다. 최신 혁신 제품인 Jetfoiler는 전기 하이드로포일 서핑 보드로 전 연령대의 서퍼를 대상으로 합니다. 극도의 안전성과 재미를 보장하는 제품, Jetfoiler의 제작에는 철저한 연구와 빈틈없고 광범위한 개발 과정이 큰 역할을 했습니다. 배터리 및 모터 기술에서 방수 성능에 이르기까지 KAI Concepts의 R&D 작업은 모두 기존의 기능과 혁신의 한계를 뛰어넘습니다.
Kai Concepts의 물류 및 운영 책임자인 Kai Calder는 3D Systems의 Figure 4® Standalone 3D 프린터와 고급 소재를 이용해 회사의 R&D 작업에 큰 진전이 있었으며, 연구 개발 프로세스의 시간이 단축되고 신뢰할 수 없는 원형을 제거할 수 있었다고 말합니다. 그는 또한 신속한 프린트 속도는 물론, 개념 구상에서 성능 테스트까지 당일에 가능했으며 엄격한 서핑 조건도 견뎌내는 내구성이 뛰어난 소재가 큰 도움이 되었다고 밝혔습니다. Calder는 프린트 정확도와 장비의 전반적인 사용 편의성으로 인해, Figure 4는 이제 R&D 연구소의 믿음직한 핵심 부분이 되었다고 말합니다.
프린트 속도는 빠른 반복을 위한 당일 부품 이용을 가능하게 합니다.
Figure 4 Standalone을 사용하기 전에 KAI Concepts에서는 제작 완료에 두 배에서 세 배의 시간이 드는 경쟁사의 데스크톱 시스템을 사용했습니다. Figure 4의 프로젝터 기반 비접촉 박막 제작 기술의 도입으로, KAI Concepts에서는 프린트 속도를 가속화했을 뿐 아니라 원형 제작의 정밀도를 개선해 데이터 수집의 품질과 속도를 향상시켰습니다.
Figure 4로의 변경은 회사의 생산성에 큰 영향을 미쳤고 KAI Concepts는 부품 테스트와 평가를 가속화하여 개발에서 상당한 진전을 이룰 수 있었습니다. 프린팅에만 하루가 꼬박 걸리곤 했으나, 이제는 절반의 시간에 프린팅이 가능해져 당일 오후에 후처리를 완료하고 테스트를 위해 꺼낼 수 있습니다.
Calder의 설명입니다. "일과를 마무리할 쯤이면 이미 두 번째 변경 버전을 작업하고 있습니다." "설계 및 반복 프로세스가 전반적으로 크게 간소화되었습니다."
부품 기하형상에 따라 KAI Concepts에서는 처리량도 개선하고 있습니다. 심 설계를 예로 들면 KAI Concepts에서는 기존의 프린터를 통해 빌드 내에 5~6개의 부품만을 사용할 수 있었지만 Figure 4로는 한 번에 대략 10개 부품을 프린트할 수 있습니다.
부품 정밀도를 신뢰할 수 있기에 테스트 데이터의 신뢰도 또한 보장됩니다.
Calder는 속도 외에도 회사의 응용 분야에 핵심적인 부품 정밀도가 크게 개선되었다고 강조합니다. KAI Concepts가 테스트하는 제품에서는 프린트가 정확하지 않으면 결과도 정확하지 않습니다. Calder는 Figure 4 Standalone으로 언제나 정확한 부품을 제작할 수 있다고 말합니다. "심과 같은 부품은 정확도가 생명입니다." "아주 조금이라도 정확도가 떨어지면 승차감과 효율성이 떨어지는 부정확한 결론을 도출하게 되는 것입니다."
정밀도를 요구하는 다른 부품에는 에어포일 섹션이 통합되어 프로펠러에서 더 많은 추력을 생산하는 코르트 노즐이 있습니다. "코르트 노즐을 성공적으로 프린트할 수 있다는 점에서 장비의 정확도를 확실히 알 수 있죠. 섬세한 세부 부품과 작은 에어포일 섹션을 모두 통합해 실제로 성능을 개선시키고 믿을 수 있는 데이터를 도출하니까요."
Figure 4로 프린트된 부품은 KAI Concepts와 가공 기술자 사이의 통신 도구로도 사용됩니다. 생산을 시작하기 전에 정밀하고 정확한 참조 부품이 있으면 회사가 설계 문제를미리 해결하고 조정하여 결과를 개선할 수 있습니다. 지연을 방지하는 것 외에도 KAI Concepts에서는 부품 주문 시 공구 변경으로 인한 불필요한 비용을 절약하고 있습니다.
내구성이 뛰어난 소재는 실제 환경에서 여러 차례의 테스트를 견딥니다.
적층 제조에 있어서 프린터는 소재가 적층 제조 분야에 적합한 경우에만 생산성을 보장합니다. 기존 3D 프린터와 레진을 사용할 때 KAI Concepts에서는 부품이 부서지기 쉬웠기 때문에 대략 10~15분 가량의 부품 테스트만 진행할 수 있었습니다. 그러나 3D Systems Figure 4™ PRO-BLK 10 생산등급 소재를 사용하면서, KAI Concepts는 이제 한 시간에서 두 시간 동안 완전한 수중 서핑 세션 부품 테스트를 진행할 수 있게 되었습니다. 3D Systems의 Figure 4 PRO-BLK 10은 고정밀 생산등급 적층 제조 소재로, 유사 열가소성 소재의 특성과 장기적 환경 안정성을 갖추고 있습니다.
Calder는 "저희의 방식대로 이런 부품을 실제 환경에서 사용한다는 사실 자체가 부품의 내구성을 확실히 보여주는 증거입니다"라고 말합니다. 서핑 세션에서 Jetfoiler와 Figure 4 테스트 부품은 수중에서 시속 15~20마일의 속도에 노출되며, 이러한 비교 테스트를 여러 번 견딥니다.
생산된 부품은 모터 마운트에서 프로펠러 안전장치 및 코르트 노즐까지 기능이 다양합니다. 각 부품은 테스트 전체에 걸쳐 조종하는 서퍼의 다양한 하중과 모터의 진동을 견딥니다. 부품은 크기가 다양하며 Figure 4 제작판의 치수를 넘어서도 제작할 수 있습니다. 삽입물을 넣을 수 있는 구멍이나 플라스틱 스레딩 나사를 위한 안내공을 뚫는 등, KAI Concepts에서는 구성요소를 조립이 가능한 여러 조각으로 프린트하여 기능성과 내구성 면에서 큰 성공을 거두고 있습니다.
"부품을 확보하는 리드 타임을 줄이고 부품 수명도 늘림으로써 계속해서 부품을 재사용할 수 있습니다." Calder의 설명입니다. "3D Systems의 소재 지식은 더 나은 부품을 만드는 데 큰 도움이 됩니다."
간단한 전환으로 생산성 향상
KAI Concepts는 복잡한 과정이나 혼란 없이 Figure 4의 이점을 경험하고 있다며 Figure 4의 도입을 턴키 경험이라고 말합니다. Calder는 필요한 경우 3D Systems의 3D Sprint® 소프트웨어의 도움을 받아 빠르게 파일을 수정한 후 프린트하도록 전송할 수 있었고, Figure 4로의 전환이 매우 간단했으며 쉽게 사용할 수 있었다고 밝혔습니다.
"매우 원활하게 전환활 수 있었습니다." "3D Systems에서는 소재 측면을 특히 강조하는데, 이 점은 다른 기업에 저희가 달성한 것을 보여줄 때 확실히 이득이 됩니다. 업계의 첨단을 유지하고 한계를 뛰어넘는 경우에도 마찬가지고요."
