3D Systems ProJet MJP 2500은 향상된 설계, 시장 출시기간 단축, 비용 절감 및 고객의 입력을 물리적인 현실로 신속하게 구현하는 능력을 발휘하도록 합니다.

노스캐롤라이나 주 샬럿(Charlotte)에 위치한 Hyde Park Partners(HPP)는 미국 남동부 지역에 70여 년 전부터 기술 제품 및 솔루션을 제공해 왔으며 현재 전 세계 개인 및 기업에 제품 및 엔지니어링 전문지식을 제공하는 기업입니다. 

American Engineering Group(AEG)은 HPP의 계열사로, 아프리가 시골 공동체가 직면한 만성적인 에너지 문제에 대해 합리적인 가격에 수명이 긴 솔루션을 제공한다는 폭표를 사명으로 가지고 있습니다. 

수백만의 사람의 삶의 질이 위험에 처한 상태에서, HPP 제품 개발 팀은 Off-the-grid 태양광 LED 조명 시스템인 Firefly를 지속적으로 개선해야 할 막중한 요구를 느낍니다. 이 회사가 이러한 막중함을 만족시키도록 하기 위한 중요한 도구는 3D Systems ProJet® MJP 2500 Plus 3D 프린터입니다.

기능성 그 이상의 디자인

2010년, HPP는 제조공급업체에서 제품 개발자로의 전환을 시도했으며 2014년 AEG를 설립하고 전세계에 제품을 공급하기 시작했습니다. 초기에는 원형 제작 작업을 외주로 아웃소싱했습니다. 그러나 HPP는 곧 새로운 아이디어에 착안하여 실제적인 물리적 형태로 확인하기까지 소모적인 시간적 간격이 발생한다는 것을 알게 되었습니다.

“우리가 원형을 받아볼 즈음에는 다시 반복을 수행하고 새 원형을 받아야 하는 다른 아이디어가 이미 나온 상태였습니다." 라고 Hyde Park Partners의 CEO인 Clifton Vann IV가 말했습니다.

고려해야 할 Firefly의 진화도 있었습니다. 이 제품은 5개의 LED 조명, 태양광 패널 및 컨트롤 박스로 구성되어 있으며 12시간 동안 5개의 LED를 통해 지속적으로 조명을 제공하고 완전 충전까지 단 6시간이 걸리는 제품으로 기능성 면에서 업계 최고를 자랑했습니다. 그러나 제품이 훨씬 큰 소비재 시장에 진입하면서, 매력적인 패키지가 중요한 관건이 되었습니다.

“기능성 문제를 해결하고 나자, 제품의 외관, 느낌 및 폼팩터가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 중요한 문제가 되었습니다" 라고 Vann은 말했습니다.

Firefly was developed faster and at lower cost with 3D printed prototypes
Firefly 시스템의 불빛 주변에 모여 있는 탄자니아의 마을 사람들.

두 번째 성공

HPP는 3D 프린팅이 제품 개발 지연을 해결할 솔루션이 될 수 있다고 생각했습니다. 그러나 HPP가 구입한 첫 시스템은 3D Systems 외의 다른 제조업체에서 개발한 융착 모델링 3D 프린터였고, HPP의 기대를 충족하지 못했습니다.

Vann은 “그 프린터는 우리의 성장과 개발을 지원할 만큼 충분한 품질이나 속도로 제품을 생산하지 못했습니다. 프린터로 제작한 원형은 고객에게 내놓을 정도로 충분하다고 생각할 수 없었습니다.”라고 말했습니다.

이 시스템은 또한 부식성 화학물질을 사용하는 까다롭고 번거로운 후처리 작업이 필요했다고 Hyde Park Partners의 엔지니어링 부문 부사장인 Scott Draffin은 말했습니다.

So, it was back to searching for HPP. But this time a pleasant surprise awaited them. It was in the form of a ProJet MJP 2500 Plus 3D printer recommended by Duncan Parnell, the local 3D Systems distributor.

완벽한 CAD 원형 제작

ProJet MJP 2500 Plus는 실제적인 기능성 테스트가 가능한 플라스틱 및 탄성 수지 재료를 사용하여 완벽한 CAD 부품 품질을 제공합니다. 멀티젯 프린팅(MultiJet Printing) 기술로 구현된 고해상도는 날카로운 에지 및 모서리는 물론 어떠한 작은 피처도 미세한 세부 표현이 가능합니다. 또한 큰 장점은 HPP가 바라는 가격대였다는 점입니다.

Vann은 “ProJet MJP 2500 Plus가 보여준 기술 진화에 정말 크게 감탄했습니다. 부품 품질은 5배 더 비싼 장비에서나 얻을 수 있는 수준의 매우 탁월한 품질이었습니다. HPP가 구입할 수 있는 가격대에서 이러한 품질을 제공할 수 있는 장비를 구할 수 있을 것이라고는 상상도 하지 못했습니다.”라고 말했습니다.

Draffin의 영업 포인트는 다양한 유형의 재료를 사용한 프린팅이 가능하다는 점이었습니다.

“우리는 외함만 만드는 것이 아니라 조명 및 기타 부품도 만듭니다. 따라서 솔리드 컬러 또는 투명 재료로 프린팅하는 기능이 매우 중요합니다. 유닛용 케이싱의 원형을 제작하거나 가스켓을 만들어야 할 경우 고무와 유사한 재료로 프린팅할 수도 있습니다."

Duncan Parnell은 ProJet MJP 2500 Plus를 가져와서 설치했고 HPP 설계 엔지니어에게 HPP의 특수한 적용 목적에 맞게 장비를 가장 효과적이며 신속하게 사용할 수 있는 방법에 대해 교육을 실시했습니다. 

Draffin은 “단 몇시간 만에 부품을 프린트하고 있었습니다. Duncan Parnell은 판매 그 이상을 넘어 지속적인 지원을 제공하는 파트너가 되었습니다.”라고 말했습니다.

First Firefly product was created faster and less expensively using 3D printed prototypes
탄자니아에서 벽에 설치된 Firefly 태양광 조명 시스템 컨트롤러.

손쉬운 관리 및 후처리

Draffin의 작업은 ProJet MJP 2500에 포함된 3D Sprint™ 소프트웨어를 통해 더욱 손쉬워졌습니다. 이 소프트웨어는 누구든지 프린트할 3D 데이터를 준비할 수 있게 하고 예약 및 프린트 시간, 재료 상태 및 기타 중요한 기능에 대한 최신 데이터를 제공합니다. 사용자는 보안이 유지되는 공용 클라우드, 데스크톱 또는 사설 클라우드 등 어디에나 데이터를 저장하고 액세스하며 원하는 사람과 공유할 수 있습니다.

“이 프린터는 무인으로 실행할 수 있기 때문에 낮에 새로운 부품 설계를 만들고 야간에 3D 프린트로 제작하는 것이 가능했습니다.”라고 Draffin은 말했습니다.

HPP는 이전에 사용했던 3D 프린터에 번거로운 청소가 필요했지만 지금은 그렇지 않습니다. MJP EasyClean System이 MJP 부품에 붙어있는 왁스 지지물을 자동으로 녹여내기까지 단 30분도 걸리지 않으며 손으로 긁어내기, 고압 워터제트, 부식성 화학물 욕조 또는 특수 설비는 전혀 필요하지 않습니다.

“EasyClean은 처음에 구입했던 시스템에 필요했던 후처리보다 훨씬 사용하기 편리합니다. 왁스 용융 및 스팀 프로세스를 사용하여 짧은 시간 내에 깨끗한 부품을 얻을 수 있습니다.”

최종 ROI

HPP는 ProJet MJP 2500 Plus와 기존의 사출 성형 원형을 통해 각각 생산한 부품을 비교하고 제품 개발 시간 및 비용 면에서 즉각적이며 측정 가능한 향상을 확인했습니다.

Vann은 “우리는 Firefly 및 기타 제품의 새로운 반복을 통해 시장 출시 기간을 50%까지 절감했습니다. 원형 제작 비용은 ProJet MJP 2500을 사용한 후 부품당 평균 500달러에서 부품당 8달러로 크게 감소했습니다. HPP는 이러한 속도 및 비용 절감을 통해 원형 제작량을 늘릴 수 있으며 향상된 제품을 더 빨리 얻는 결과를 얻었습니다.”라고 말했습니다. 

Draffin은 원형 제작 속도가 빨라지면서 주요 엔지니어링 시간 및 비용이 절감되었다고 밝혔습니다.
“원형 제작 시간이 10일에서 단 하루로 단축되었고 테스트 및 시연 목적으로 시장에 원형을 내놓을 수 있습니다.”라고 말합니다. 원형 제작에 9일을 단축하게 되면서 상당한 비용 절감 효과도 얻었습니다. 숙련된 엔지니어의 경우 한 사람이 하루 8시간 동안 근무한다고 할 때, 시간당 급여는 미화 125달러입니다. 9일이 단축되었다는 것은 원형당 최대 9,000달러의 절약 효과를 의미합니다.

Vann은 이러한 장점에도 불과하고 품질이 낮아지는 경우는 없다고 말합니다.

“HPP 엔지니어는 2500을 사용하여 사출 성형 원형과 동일한 유형의 기능적 테스트를 거칠 수 있는 강도를 가진 고품질, 고해상도 부품을 제작할 수 있습니다.”

가치를 따질 수 없는 고객 상호작용

실제 시간 및 비용 메트릭으로는 측정이 불가능한 장점이 있습니다. 3D 프린터가 값을 매길 수 없는 고객과의 긴밀하고 상호 작용적인 관계를 가져다 주었다는 점입니다. 
“고객의 의견은 매우 강력합니다. ProJet MJP 2500은 시각적으로 확인할 수 있는 제품 혁신에 재빠르게 고객의 피드백을 반영할 수 있는 역량을 가져다 주었습니다.”라고 Vann은 말했습니다.

Draffin은 피드백, 새 설계 아이디어 및 실제와 같은 기능적 원형으로 이어지는 신속한 루프는 박람회 및 기타 이벤트에 특히 유용하다고 말합니다.

“2500의 프린트 품질은 매우 뛰어나서 단 하루만에 부품을 준비하고 주요 행사에 전시할 수 있습니다." 라고 그는 말했습니다. “원형은 프린터에서 꺼내자마자 영업 팀에서 바로 시연할 수 있도록 준비되는 반면, 과거에는 설계를 보내 며칠 동안 값비싼 플라스틱이나 알루미늄을 사용한 사출 성형을 통해 생산해야 했습니다.”

성장으로 나아가는 동력

Clifton Vann에게 ProJet MJP 2500 Plus는 단순한 도구가 아니라 성장과 혁신을 가능하게 하는 동력입니다.

“ProJet MJP 2500 Plus를 사용하면 엔지니어링 비용을 절감시키고 산업 및 소매용 솔루션을 더욱 빠른 시간 내에 시장에 출시할 수 있습니다.”라고 그는 말합니다. “이 프린터는 독창적이며 혁신적인 제품 개발과 지속적인 성장을 도모할 수 있는 힘을 줍니다." 

Hyde Park Partners, American Engineering Group 및 Firefly에 대한 더 자세한 정보는 http://aeginternational.us/firefly/를 방문하세요.

Firefly 3D Sprint additive manufacturing software by 3D Systems
언제 어디서나 손쉬운 프린트 관리를 가능하게 하는 ProJet MJP 2500 Plus에 포함된 3D Sprint 소프트웨어