텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접은 얇은 금속 부분을 우수한 품질로 튼튼하게 용접할 때 흔히 사용되는 아크 용접 공정입니다. 오클라호마주 브로큰애로에 위치해 있으며, 전체 생산 적층 제조 서비스를 제공하는 사업부인 Rapid Application Group은 대형 항공우주 회사와 계약을 체결했습니다. 이에 따라 기존의 기계 가공 방식보다 고정 장치 생산 시간과 비용을 감소시키기 위한 목표를 갖고 이 회사의 TIG 용접 고정 장치를 최적화하고 제조하는 일을 지원하게 되었습니다. 석유, 가스, 모터스포츠, 보건, 항공우주 및 방위 산업 고객들에게 업무상 필수적이면서 시간을 정확히 지키는 서비스를 전문으로 제공하는 Rapid Application Group은 고객의 목표 달성을 지원하기 위해 3D Systems의 선택 레이저 소결법(SLS) 기술과 DuraForm® GF 재료를 사용했습니다.
적층 제조 워크플로를 사용하여 최종 용접 고정 장치 생산 시간을 84% 단축하고 고정 장치 비용을 56%까지 줄였습니다.
3D 프린팅으로 최적화된 TIG 용접 고정 장치
적층 제조로 고정 장치를 생산할 경우 일반 제조방식보다 유리한 점이 몇 가지 있습니다. 속도와 비용 이점 외에도 3D 프린팅을 사용하면 기존 방식으로는 불가능한 복잡한 형상도 생산할 수 있습니다. Rapid Application Group은 이러한 장점을 이용해 고객의 TIG 용접 고정 장치 디자인의 토폴로지를 최적화하여 그 긍정적인 효과를 확산시켰습니다.
용접 고정 장치의 토폴로지를 최적화하여 재료 사용량을 줄이면서도 부품 기능에는 부정적인 영향을 주지 않을 수 있었습니다. 소재 사용량이 줄어 고정 장치 생산 비용과 프린트 시간이 줄면서 단일 전략으로 이 고객의 주요 목표 두 가지를 모두 달성했습니다. 3D로 프린팅한 용접 고정 장치는 더 가벼워 다루기도 쉬워졌으며 그 결과 기능도 향상되었습니다. 무게는 더 가벼우면서 동일하거나 더 강력한 강도를 가진 부품을 설계하고 제조할 수 있다는 것이 3D 프린팅의 고유한 강점입니다.
3D 프린팅으로 만든 내열성 나일론
사용 중인 용도의 제조 공정 적합성을 결정할 때 소재의 물성이 결정적인 역할을 합니다. 용접 고정 장치의 경우 높은 온도를 견디면서 압력, 동작 또는 힘이 가해질 때도 안정성을 유지할 수 있는 능력이 주요 기준에 포함됩니다. 그래서 Rapid Application Group은 DuraForm GF를 사용하기로 결정했습니다. 이 소재는 유리가 함유되어 강성과 내열성이 뛰어난 엔지니어링 Nylon 12입니다. "DuraForm GF가 작업을 위한 적합한 재료라는 것을 즉각적으로 알 수 있었습니다."라고 Rapid Application Group의 창립자 및 CEO인 Terry Hill이 말합니다.
효율성 있는 SLS 프린팅으로 진정한 생산 솔루션 제공
이 프로젝트를 더 가속화하기 위해 Rapid Application Group은 3D Systems의 3D Sprint® 소프트웨어를 사용하여 sPro™ 60 SLS 프린터의 빌드 플랫폼 안에서 부품 겹치기를 최적화하였고 내부 프로젝트 처리 시간을 단 이틀로 단축하였습니다. 이 같은 시간 절약은 전통적인 가공 방식을 사용함으로써 리드 타임이 늘어나고 가격이 오르는 것을 경험했던 이 고객사에게 매우 인상적이었습니다.
3D Sprint는 3D Systems’의 플라스틱 프린터와 함께 제공되는 뛰어난 일체형 적층 제조 소프트웨어입니다. 이 소프트웨어를 사용하면 파일 최적화, 준비 및 프린팅 간소화는 물론 설계, 파일 교정, 분석 등의 고급 기능도 사용 가능합니다.
Hill에 따르면 3D Systems의 SLS 프린터, 3D Sprint 소프트웨어 및 DuraForm 재료를 결합하면 워크플로의 품질과 생산성이 향상됩니다. 그는 “3D Systems의 SLS 기술은 시간이 지나면서 그 우수성이 검증된 진정한 생산 적층 제조 솔루션”이라고 말합니다.
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