MolyWorks Materials Corporation(Molyworks)은 회사의 지속적인 성장에 따라 증가한 수요를 충족하기 위해 3D Systems와 제휴했습니다. 이 회사는 자체 적층 제조(AM) 생산 기능을 개선하고 고객을 위한 제품을 확장하기 위해 3D Systems의 DMP(Direct Metal Printing) 솔루션을 구매했습니다.
3D Systems의 DMP Flex 350 솔루션은 넉넉한 제작 용량과 독특한 진공 챔버 기능을 통해 MolyWorks의 민첩성과 효율성을 개선했습니다. 이렇게 놀라운 개선 효과는 상업 고객 및 정부 기관과의 관계 확대로 이어졌고, 가장 최근에는 미공군과도 계약하게 되었습니다.
신속한 설계나 제품 반복 기능에서는 3D Systems의 DMP Flex 350을 따라올 시스템이 없습니다. 회사 생산 시설에 이러한 업계 최고의 솔루션을 갖추게 된 덕분에, 우리는 작업 공정에서 더 많은 제품을 3D 프린트하는 꿈을 꿀 수 있게 되었습니다.—Chris Eonta, MolyWorks 설립자 겸 임원
안전한 비행이 가능한 항공우주 부품 생산 능력을 개선하는 MolyWorks
캘리포니아에 소재한 금속 순환 경제 개발업체인 MolyWorks는 DMP Flex 350과 3DXpert를 자사 제조 워크플로에 통합했습니다. 그 결과 MolyWorks는 생산 프로세스의 효율성을 크게 개선하고, 적층 제조 방식으로 생산한 최종 사용 제품을 고객에게 납품하여 다양한 역량을 개선할 수 있게 얻게 되었습니다.
도전 과제
생산 간소화 및 고객에게 제공 가능한 제품 확대
항공우주 및 방위 산업 OEM은 설계 최적화를 통해, 성능을 개선하는 최첨단 구성 요소를 만들어 시스템을 최적화하고자 끊임없이 노력하고 있습니다. MolyWorks는 기존 폐기물에서 금속을 재활용할 수 있는 고유한 기술을 이용해 육상, 항공, 해상 및 우주 분야에서 사용하는 21가지 합금을 생산하고 있습니다.
규제가 엄격한 항공우주 시장에서 끊임없이 증가하는 고객의 요구를 충족하기 위해, MolyWorks는 3D Systems의 Application Innovation Group을 통해 자체 금속 AM 생산 능력을 확장하고 개선하기로 했습니다.
DMP는 고출력 레이저로 녹인 얇은 금속 분말 층을 사용하여 3D CAD 데이터를 바탕으로 고품질의 복잡한 금속 부품을 만드는 AM 기술입니다. DMP는 탁월한 설계 유연성을 제공하며 기존 제조 방식의 기하형성 제한에 구속되지 않습니다. DMP를 사용하면 부품이 복잡해도 부품 제조 비용이 크게 상승하지 않습니다. 또한 후처리 체인을 간소화하여 공급망 장애물을 완화할 수도 있습니다.
솔루션
정제 티타늄 생산
고품질 부품용 금속 분말 생산업체로서의 워크플로를 유지하려면, MolyWorks는 매우 낮은 산소 농도를 유지할 수 있는 적층 제조 솔루션이 필요했습니다. 이런 솔루션이 있으면 완성 부품의 합금 화학을 쉽게 유지할 수 있습니다.
MolyWorks는 매우 낮은 산소 분압(25ppm 초과)을 쉽게 유지할 수 있는 고유한 진공 챔버 구조 때문에 3D Systems의 DMP Flex 350을 선택했습니다. 기계적 특성을 제어하기 위해 엄격한 산소 내성을 적용하는 티타늄 합금 부품에는 이러한 특성이 특히 중요합니다. 진공 챔버 구조는 초저산소 제조 환경을 유지할 뿐만 아니라, 아르곤 소비를 줄이고 미세한 기능 디테일로 탁월한 표면 마감 처리를 구현합니다.
"고유한 진공 챔버 덕분에 챔버 내 산소 농도를 5ppm까지 낮춰 공정을 진행할 수 있습니다. DMP Flex 350은 화학적 제어력이 더 우수한 완제품과 높은 분말 재사용률을 제공하기 때문에, 경쟁 장비와는 차원이 다른 성능을 발휘합니다." MolyWorks의 AM 담당 이사인 Devin Morrow의 설명입니다.
개선된 응용 분야 유연성과 속도
MolyWorks는 3D Systems 솔루션을 구현하기 전에는 작은 3D 프린팅 시스템의 제한에 구속될 수밖에 없었습니다.
3D Systems DMP Flex 350을 도입한 MolyWorks는 신속한 설계 및 제품 반복 작업과 통합형 부품 생산을 촉진할 수 있게 되었습니다. 청소 및 소재 교체를 위한 가동 중단 시간을 최소화하는 3D Systems 프린터의 이동식 프린트 모듈(RPM)은 MolyWorks 생산 및 인증 프로세스 속도를 높이고 개발 주기를 단축했습니다.
"DMP 350을 사용한 덕분에 우리는 더 큰 규모로 훨씬 빠르게 원형을 제작할 수 있게 되었습니다." Morrow의 말입니다. "새로운 합금으로 전환하는 경우 온라인 상태로 돌아가는 데 몇 주가 걸려선 안 됩니다. 이러한 장비를 사내에 도입하면 동일한 부품을 9번 반복해서 프린트하고 빠르게 회전할 수 있습니다."
디자인에서 생산으로 이어지는 과정 간소화
DMP는 복잡하거나 불규칙한 형상, 내부 채널, 복잡한 표면 텍스처 및 내부 격자가 있는 소형 부품을 생산하는 데 이상적입니다.
3DXpert는 일상적인 엔지니어링 설계 프로세스에서 바로 솔리드 모델을 처리합니다. 중간 단계에서 문제가 될 수 있는 STL 파일을 처리하지 않아도 됩니다. 부품을 CAD 파일에서 직접 3D 프린팅하여 개념에서 설계 및 제조 단계에 이르는 시간을 크게 절감할 수 있습니다. Oqton의 3DXpert 소프트웨어가 포함된 3D Systems DMP Flex 350은 설계에서 빌드 준비 및 모델링에 이르는 AM 워크플로의 모든 단계를 지원합니다.
3DXpert를 사용하면 MolyWorks 엔지니어는 동일한 인터페이스 내에서 구조 생성, 격자 설계 및 생성 설계를 모두 지원할 수 있습니다. 이 단일 소프트웨어 솔루션은 이러한 전략 중 일부를 동일한 부품 내에서 혼합해서 믹스사용하고 한 곳에 저장하는 기능을 제공하기 때문에, 여러 소프트웨어 패키지를 사용하지 않아도 됩니다.
"DMP Flex 350덕분에 3DXpert에서의 설계 및 최적화에서 생산으로 원활하게 전환할 수 있게 되었고, 그 결과 프로세스를 간소화할 수 있었습니다." Morrow의 말입니다.
생산 규모 확장
DMP Flex 350은 중형 프레임 LPBF(Laser Power Bed Fusion) 시스템(275mm x 275mm x 420mm)에서 가장 큰 제작 용량을 제공하는 제품입니다. 대부분의 경쟁업체 시스템을 능가하는 이러한 제작 용량을 사용하면 완전한 유연성을 확보할 수 있습니다. 대형 부품 프린트는 물론, 공간을 사용하여 여러 작은 부품을 프린트하거나 부품을 더 크고 효율적인 단위 어셈블리로 통합할 수 있습니다.
이렇게 확장된 자체 생산 역량 덕분에 MolyWorks는 의료, 자동차, 항공우주, 방위, 석유 및 가스, 에너지라는 각 주요 부문에서 미 정부 기관 5곳 및 중요 상업 고객과 계약을 체결하는 등의 비즈니스 확장에 성공할 수 있었습니다.
"3D Systems 장비 덕분에 우리는 부품 1~2개를 생산하던 수준에서 벗어나, 빌드 전체를 단일수행하고 단일 빌드에서 10개 이상의 부품을 생산할 수 있게 되었습니다." Eonta가 말했습니다. 이 프린터로 생산된 랜딩 기어 구성품의 품질에 매우 놀랐고, 이러한 구성품은 내항성을 테스트할 예정입니다. 향후 다른 분야에도 접근할 수 있을 것으로 전망하고 있습니다."
