“이 부품들을 테스트하지 않고 잘못된 설계로 주문했더라면 최대 6개월이 지연되고 £10,000 이상의 비용이 발생했을 겁니다. 3D 프린트로 부품을 제작한 덕분에 변경된 설계가 완벽하다는 확신을 가지고 주조 단계로 진행할 수 있었습니다.” 그레이엄 쿠퍼(Graham Cooper)

 

General Motors의 영국 지부인 Vauxhall Motors Ltd.는 차량의 품질과 생산성을 끊임없이 개선하는 한편 생산에 투입되는 시간과 비용을 줄이기 위해 노력하고 있습니다.

2014년 5월 이 회사는 향후 변형 모델의 도입 및 공정에서 새로운 혁신을 창출하기 위해 공정 행거 장치를 변경할 계획이었습니다. 그렇게 하려면 생산 공정에서 각 차량 본체를 지지하고 차량을 올리고 내리는데 사용하는 새로운 부품을 제작해야 했습니다. 이 부품은 아주 핵심적인 부분으로서 정확한 간격을 만들 수 있도록 장비에 완벽하게 맞춰져야 할 뿐 아니라 생산 과정에서 손상을 방지하려면 변형 모델과도 잘 맞아야 했습니다.

3D printed hanger piece allows for testing of vehicle production on the production line
3D printed hanger piece allows for testing of vehicle production on the production line

공장 컨베이어 시스템의 수석 계획 엔지니어인 그레이엄 쿠퍼(Graham Cooper)씨는 이 부품이 얼마나 중요한지 그리고 성공적인 생산을 위해 얼마나 정확해야 하는지 알고 있었습니다. 최종 부품은 강철로 제작하기 때문에 제조하는데 비용이 많이 들고 리드 시간도 오래 걸립니다. 때문에 그는 실수가 있으면 새로운 장비를 도입하는 시점이 최대 6개월 넘게 지연될 수 있다는 사실을 알고 있었습니다.

그래서 팀은 InfusionTech 회사의 총괄 이사인 팀 워릭(Tim Warwick)에게 도움을 청했습니다. 이 회사는 원래 부품에서는 불가능한 강도, 내열성 등의 특성을 지닌 부품의 사후 공정을 전문적으로 처리하는 곳입니다. 팀은 ProJet 660 컬러제트 프린팅을 이용하는 3D 프린트 도구와 주입 기계를 함께 사용하면 테스트 과정 내내 전체 차량을 들어올릴 때 정확도와 강도를 맞출 수 있을 것이라고 조언했습니다.

팀은 다음과 같이 설명합니다. “이 3D 프린팅 플랫폼에서 사용하는 석고 재료는 원래 상태에서는 특별히 강하지 않습니다. 하지만 우리 회사의 공구 재료를 주입하면 매우 까다로운 요건까지 충족할 수 있는 단단하고 사용 가능한 부품을 만들 수 있습니다."

3D printed hanger on the producion line
3D printed hanger on the producion line

On receipt of the 3D printed parts, Graham and the team at Vauxhall installed them on the process hanger and started testing. According to Graham the parts performed perfectly and enabled the team to achieve the following:

  • 3d 프린트를 사용한 덕분에 강철 주조 블럭을 주문하기 전에 현장에서 모든 차량의 주요 부위에 대해 CAD 설계가 정확한지 확인할 수 있었습니다.
  • 프린트한 블럭을 사용하여 차량을 운반 장치에서 공정 행거로 자동으로 상차하는 장치를 완벽하게 수정할 수 있었습니다.
  • 현장에서 프린트 블럭을 사용하여 변형 모델을 자동 상차하는 과정에서 상단 부위 핀의 높이에 문제가 있다는 것을 발견하였고, 이에 따라 핀의 높이를 낮추고 자동 상차 장치를 조정했습니다.
  • 프린트한 부품을 사용하여 각 차량을 공정 행거에서 운반 장치로 다시 내리는 자동 하차 장치를 수정할 수 있었습니다.
  • 공정 부서는 새로 제작한 블럭을 바탕으로 각 변형 모델의 차체 하부 실링 로봇을 프로그래밍할 수 있었습니다.   

테스트 과정에서 발견된 문제를 해결하기 위해 핀 높이를 낮추도록 설계를 수정하고 나자 그레이엄과 그의 팀은 주조 부품을 주문할 준비가 되었다고 판단했습니다. 이 부품은 제작하는데 수천만 달러의 비용이 들어가고 거의 6개월이 소요될 것으로 예상되었습니다. 때문에 성공하기 위해서는 완벽한 설계 데이터가 필요했습니다.

그는 다음과 같이 말했습니다. "모든 과정이 완벽하게 진행되었습니다. 우리에게는 테스트 부품이 필요했는데 3D 프린팅을 이용하여 완벽한 해결책을 찾았습니다."

Vauxhall 팀은 이러한 과정을 거친 덕분에 상당한 비용을 절감했으며 공정 행거 장치의 변경 사항을 설계, 구현하는 시간을 단축하고 위험도 크게 줄였다고 생각합니다.

“이 부품들을 테스트하지 않고 잘못된 설계로 주문했더라면 최대 6개월이 지연되고 £10,000 이상의 비용이 발생했을 겁니다. 3D 프린트로 부품을 제작한 덕분에 변경된 설계가 완벽하다는 확신을 가지고 주조 단계로 진행할 수 있었습니다.”

또한 그는 다음과 같이 덧붙였습니다. "공정의 초기 단계에 로봇을 프로그래밍할 수 있었던 것도 큰 장점으로 작용했습니다. 이전에는 이 일은 강철 부품이 도착하기 전까지는 수행할 수 없었기 때문에 좀더 지연이 발생하곤 했습니다."

“우리는 이 과정을 반드시 다시 수행할 것입니다. 그리고 설계 및 엔지니어링 프로세스에 3D 프린팅을 지속적으로 적용할 생각입니다.”