제조 분야의 3D 프린팅
애플리케이션 및 실제 사례
제조 및 생산 환경에서의 3D 프린팅 모범 사례
비용 압박, 규제 요건, 고객의 요구 사항 증가 등.... 생산 및 산업 분야의 기업들은 끊임없이 증가하는 도전 과제에 직면해 있습니다. 동시에 에너지 및 자원 효율성과 같은 문제도 점점 더 중요해지고 있습니다.
적층 제조는 생산 및 산업 분야의 기업에게 비용 효율적이고 지속 가능한 다양한 잠재적 이점을 제공합니다.
산업용 3D 프린팅은 부품 생산부터 투자 수익률 최적화에 이르기까지 다양한 방식으로 새로운 기회를 열어주고 솔루션을 제공합니다. EOS는 안전하고 신속한 전환을 위해 필요한 기술과 기타 모든 것을 단일 소스에서 맞춤형 솔루션으로 제공합니다.
비용, 기능 및 디자인 효율성 향상
DMLS는 시장 출시 기간 단축, 프로토타입, 파일럿 및 소량 생산 시리즈 부품 제조, 고객 맞춤형 솔루션의 신속한 구현 등 전자 산업에 종사하는 기업에게 많은 이점을 제공합니다. 열 교환기, 하우징, 통신 부품, 드론, 3차원 회로 기판, 인덕터 등 적층 제조가 필요한 분야는 산업 전반에 걸쳐 다양합니다.
EOS는 적층 제조 프로그램의 성공적인 도입, 구현 및 확장을 위해 기계 및 주변 장치부터 재료, 컨설팅 서비스에 이르기까지 귀사의 애플리케이션을 지원할 준비가 되어 있습니다. 당사의 포트폴리오는 수십 년간의 시장 경험, 산업별 주제에 대한 전문 지식, 주요 파트너와의 협력을 바탕으로 구축되었습니다.
3D 프린팅 열교환기의 장점
- 가볍고 공간 효율적인 부품 생산
- 매우 복잡한 냉각 채널 구현
- 관절을 피하고 우수한 열 전도성 달성
- 신속한 제품 개발
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베타타입
베타타입은 적층 제조의 한계를 끊임없이 뛰어넘는 3D 프린팅 디자인 전문 기술 기업입니다. 냉각 요소의 적층과 지지 구조를 최소화하는 동시에 세심한 균형을 유지하여 사용 가능한 공간을 최적으로 활용했습니다: 384개의 부품을 단일 배치로 제조했습니다.
최적화된 설계와 지능형 레이저 스캐닝 경로를 통해 생산 시간을 444시간에서 단 34시간으로 단축했습니다. 이를 통해 베타타입의 고객은 단가를 90%까지 절감하는 등 상당한 비용 이점을 누릴 수 있었습니다.
Conflux
열교환기는 유연한 설계, 최적화된 열전달 특성, 크기 감소 등 다양한 유리한 특성을 결합한 고품질 열전도성 합금으로 3D 프린팅할 수 있습니다.
컨플럭스는 적층 제조를 통해 주어진 부피에서 표면적을 획기적으로 늘린 내부 형상을 설계할 수 있었습니다. 그 결과 열 제거율이 세 배로 증가했으며 동시에 압력 강하가 3분의 2로 감소했습니다. 또한 길이를 55% 줄인 컴팩트하고 새로운 디자인이 실현되었습니다.
TheSys
더시스는 냉각 시스템, 공조 시스템 및 열교환기를 개발하는 엔지니어링 서비스 제공업체입니다. 이들은 EOS 및 AM Metals와 함께 실현 가능성의 한계를 뛰어넘어 단 1주일 만에 적층 제조에 최적화된 최첨단 게이밍 CPU 열교환기를 개발했습니다.
유연한 금속 제조 시스템( EOS M 290 )을 통해 AM Metals GmbH는 1/5의 크기로 동일한 냉각 용량을 제공하는 수냉식 열교환기를 제조했습니다. 또한 다른 주요 게이밍 CPU 쿨러와 비교했을 때 76% 더 가볍습니다.
복잡한 설계와 유연한 생산
안정적인 케이스는 내부를 보호합니다. 특히 민감한 전자제품의 경우 견고한 케이스가 필수인 경우가 많습니다. 케이스는 튼튼하고 적절하게 밀봉되어야 하며, 최대한 밀착되어야 하고, 짧은 생산 주기를 달성할 수 있을 정도로 신속하게 제조되어야 합니다. 하지만 사출 성형 공정에서는 이러한 특성을 갖춘 하우징을 대량 생산할 때만 제작할 수 있습니다.
산업용 3D 프린팅은 플라스틱 하우징의 중소 규모 대량 생산을 위한 비용 효율적인 대안을 제공합니다. 하우징의 적층 제조는 단열성 또는 특히 우수한 방산 특성을 가진 재료로 제작하든 비용 효율성, 디자인 자유도 및 기능 통합 잠재력이 특징입니다.
프로토타입, 파일럿 시리즈, 소량 양산 하우징 제작 등 적층 가공은 생산 비용 절감이라는 큰 잠재력을 열어줍니다.
3D 프린팅 하우징의 장점
- 기능 통합으로 구성 요소 수 줄이기
- 시장 출시 시간 단축
- 경제적으로 매력적인 제조 공정
- 안정적인 최종 사용 부품 생산
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실외용 3D 프린팅 카메라 하우징
문제는 복잡한 디자인의 견고한 카메라 홀더를 적은 수의 유닛으로 제작하는 것이었습니다. 하우징은 6대의 카메라를 장착할 수 있을 만큼 유연해야 했습니다. 동시에 생산 공정은 문제를 일으키지 않고 추후 설계 반복을 지원할 수 있도록 개방적이어야 했습니다.
EOS 기술 덕분에 이전에는 불가능했던 제품 디자인을 성공적으로 구현할 수 있었습니다.
Freedom360과의 파트너십을 통해 디자인을 빠르게 변경할 수 있었습니다. 미드웨스트 프로토타이핑은 소량으로 비용 효율적인 생산을 구현할 수 있었습니다.
Canto
개발된 수중 다이빙 램프는 시중의 그 어떤 제품보다 작고 가벼우며 견고합니다. Canto는 PA 2200 소재를 사용하여 이 문제를 해결하는 데 성공했습니다. FORMIGA P 110 Velocis PA 2200 소재를 사용하여 이 문제를 해결했습니다.
스프링 래칭 메커니즘이 특징인 적층 가공 램프 연결부의 내부 시스템은 단일 부품으로 생산됩니다. 그 덕분에 조립 부품 수를 3개에서 1개로 줄일 수 있었습니다. 무게가 580g에 불과한 이 램프는 새로운 기준을 제시하고 있습니다. 추가적인 이점으로, Canto Ing. GmbH는 최대 35,000유로의 비용이 드는 고가의 사출 성형 공구를 제작할 필요가 없게 되었습니다.
안정적이고 가벼우며 유연하고 스마트한
디지털화로 인해 모든 유형의 생산 및 내부 물류 프로세스가 점점 더 네트워크로 연결되고 있으며, 자동화가 진행되고 있습니다. 로봇공학과 그리핑 시스템은 여기서 핵심적인 역할을 합니다. 그러나 특히 그리핑 기술은 끊임없이 새로운 도전에 직면하고 있습니다. 적층 제조를 통해 빠르게 변화하는 시장 트렌드에 맞춰 대응할 수 있습니다.
로봇 공학은 더 이상 대기업만의 전유물이 아닙니다. 중소기업도 혜택을 누릴 수 있습니다. 그 배경에는 더 작고 비용 효율적인 로봇을 위해 설계된 더 가벼운 그립 도구가 시장에 출시될 수 있다는 점이 있습니다. 그 결과 자동화 솔루션은 훨씬 적은 투자 비용으로 더 빠르게 투자 회수를 할 수 있습니다. 비용 절감 외에도 동일한 하중 용량을 가진 가벼운 그리퍼는 더 빠른 이동을 지원하므로 제조업계의 핵심 목표인 사이클 시간을 단축할 수 있습니다.
3D 프린팅 그리퍼의 장점
-
설계 데이터를 사용하여 그리퍼를 제품에 직접 적용할 수 있습니다.
- 광범위한 설계 자유도를 통해 안전 요소와 미리 정해진 중단점을 통합할 수 있습니다.
- 이 방법을 사용하면 지능형 기능을 부품에 직접 통합할 수 있으므로 센서 기술 및 공정 모니터링이 더 쉬워집니다.
- 부품이 단일 부품으로 제조되어 조립 시간이 절약됩니다.
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성공 사례
가시적인 성공 - 기능성 베이스 플레이트가 있는 기관지 그리퍼
비트만 그룹은 한 쌍의 그리퍼 집게를 압축 공기로 제어하기 위해 유연한 멤브레인을 갖춘 경량 솔루션을 찾고 있었습니다. 이 솔루션은 모든 공압 연결부와 채널을 플레이트 자체에 직접 통합해야 했습니다. 설계를 단순화한 후, 기능성 플레이트의 안정적인 그리퍼를 FORMIGA P 100으로 소량 생산하여 성공적으로 제조했습니다.
FESTO
공정 안전은 핸들링 오류를 방지하기 위해 그리핑 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 다양한 공작물을 처리할 수 있도록 보다 유연한 그리퍼도 바람직합니다. 이상적으로는 생산 과정을 실시간으로 모니터링하여 기록된 데이터를 통해 결함이나 잠재적 최적화를 파악해야 합니다.
적층 제조는 센서, 지능형 밸브 또는 자동 맞춤형 흡입 컵과 같은 추가 기능을 통합하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 경첩, 에어 덕트 및 센서 마운트를 그립 시스템 설계에 직접 통합하여 생산 중에 구현할 수 있습니다. 또한 불필요한 조립 단계를 제거하여 제조 비용을 절감할 수 있습니다.
트링클 & 쿤스태프
디자인 작업에는 비용과 시간이 소요됩니다. 또 다른 요인은 필요한 설계 및 CAD 전문 지식을 습득하기가 쉽지 않다는 점입니다. 트린클과 쿤스태프는 그립 시스템을 예로 들어 3D 설계 및 CAD에 대한 심층적인 지식 없이도 효율적인 개발 및 설계 프로세스를 자동화할 수 있는 방법을 연구했습니다.
3D 프린팅 추출 그리퍼
성공 사례 | SSI Schäfer
PA 2200의 개별 특수 그리퍼는 설치 시간을 단축하고 생산 시간을 늘리는 동시에 무게를 70% 이상 줄였습니다.
더 스마트한 패키징을 위한 엔드오브암
성공 사례 | 아누비스 3D
랑겐 그룹은 혁신적인 산업용 3D 프린팅 엔드오브암을 통해 고객의 로봇 포장 라인에 가해지는 부하를 줄일 수 있었습니다.
폴리아미드 로봇 손
성공 사례 | ASS Maschinenbau
EOSINT P 396을 사용하여 폴리아미드 소재의 공기 채널이 통합된 경량 로봇 손을 제조합니다.
터보 기계용 적층 부품 제조
터보 기계는 에너지 생산에 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 고성능 부품은 에너지 수요가 증가함에 따라 점점 더 견고하고 강력해야 하는 복잡한 하이테크 설계를 특징으로 합니다. 또한 터보 기계 부품은 녹는점 이상의 온도에서도 견고하고 신뢰할 수 있어야 합니다.
3D 금속 프린팅(DMLS) 은 무엇보다도 최적화된 냉각 전략을 구현하는 데 적합한 기술적 토대를 제공합니다. 점점 더 정밀하게 에너지를 전달하고 적용하도록 부품을 설계하고 제작할 수 있습니다. 예를 들어, 혁신적인 수리 프로세스는 원래 부품의 마모된 부위에 직접 제작하여 터보 기계 부품의 효율성을 혁신적으로 개선하고 있습니다.
3D 프린팅 터빈 부품의 장점
부품 성능 향상
적층 가공을 사용하면 기능이 통합된 복잡한 부품을 제조할 수 있습니다. 불량률을 줄임으로써 부품 비용을 낮추고 리드 타임을 단축할 수도 있습니다.
개발 가속화
CAD 데이터에서 직접: 3D 프린팅으로 프로토타입을 제작하여 설계 최적화를 가속화하고 개발 주기를 단축할 수 있습니다.
유지 관리 최적화
복잡한 냉각 채널이 있는 부품을 수리할 수 있어 비용이 절감되고 가동 중단 시간이 줄어듭니다.
예비 부품 물류 개선
요청 시 예비 부품 제공: 소량의 배치 사이즈도 비용 효율적으로 제조할 수 있어 보관 비용을 절감할 수 있습니다.
성공 사례
소재 솔루션 및 지멘스 - 혁신적인 프로젝트의 탁월한 결과
지멘스, 머티리얼 솔루션즈, EOS의 협업은 3D 금속 프린팅이 '움직이는' 애플리케이션에서도 성능 저하 없이 안정적이고 검증된 기술임을 보여줍니다. 중점 분야: 새로운 터빈 블레이드 개발. 이 부품은 EOS 시스템을 기반으로 구축된 Siemens NX와 함께 개발되었으며 Material Solutions에서 생산했습니다.
- 13,000rpm으로 성능 향상
- 개발 시간 75% 단축 및 리드 타임 50% 단축
- 최대 1,250°C의 주변 온도에서 사용 가능
블레이드, 연료 인젝터, 버너 및 연소실, 클래딩, 씰 및 하우징: 에너지 분야의 부품 제조 시 기능 통합과 내열성은 수명과 공정 선택의 결정적인 요소입니다. 이러한 요소에 대해 산업용 3D 프린팅은 기존 제조 공정의 범위를 넘어서는 기회를 열어줍니다. 3D 프린팅 터빈 블레이드부터 혁신적인 수리 솔루션에 이르기까지 다양한 응용 분야가 있습니다. 이 페이지에서 고객과 함께 터보기계의 새로운 지평을 연 3D 프린팅에 대해 자세히 알아보세요.
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성공 사례
지멘스 - 기능이 통합된 버너 프론트
Siemens는 기능 통합을 특징으로 하는 버너 전면을 제조하기 위해 EOS 시스템을 사용하며, Siemens NX로 재설계되고 EOS M 400-4에서 EOS NickelAlloy HX로 직렬로 제조됩니다.
부품이 단일 부품으로 제조되어 더 이상 13가지 부품이 필요하지 않습니다 더 적은 재료가 사용되므로 부품이 상당히 가벼워집니다. 리드 타임이 26주에서 3주로 단축됩니다. 금속의 가열 감소로 부품의 수명이 연장됩니다.
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성공 사례
지멘스 - 3D 프린팅 기반 유지보수 관리 최적화
수리 및 유지보수 작업으로 인한 다운타임은 대규모 에너지 발전 플랜트에서 막대한 비용 요인이 됩니다. 특히 복잡성이 높고 채널이 통합된 부품의 경우 DMLS 기반의 하이브리드 수리 프로세스는 시간과 비용을 절감할 수 있는 특별한 기회를 열어줍니다. 어떻게 작동하나요? 마모가 발생한 부분은 원래 부품에 직접 재구성됩니다. 이는 광범위한 이점을 제공합니다:
- 추가 용접 단계가 필요하지 않습니다.
- 재구성된 영역과 원본 부품 간의 연결 품질 개선
- 내부 구조의 정렬이 유지됩니다.
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까다로운 작업과 스마트한 솔루션
맞춤형 EOS 시스템 덕분에 Siemens는 가스 터빈에서 높은 열 스트레스를 받는 버너 팁에 대한 정밀하고 빠른 유지보수 프로세스로 성공을 거두었습니다. 마모된 소재에 직접 제작하여 수리를 수행하므로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
- 수리 시간 90% 단축
- 수리 프로세스가 훨씬 더 간소화되었습니다.
- 수리 중에 기술 개선 사항을 반영할 수 있습니다.
Euro-K
새로운 버너는 기체 연료와 액체 연료를 동등하게 효과적으로 사용할 수 있습니다. 또한 새롭고 최적화된 구조 덕분에 알코올 증류로 생성되는 퓨젤 오일과 같이 연소하기 어려운 액체 연료도 사용할 수 있습니다. 또 다른 긍정적인 효과는 버너의 혁신적인 설계 덕분에 연소실의 크기를 20%까지 줄일 수 있었다는 점입니다.
단일 소스에서 터보 기계 부품에 필요한 모든 것을 확인하세요.
도미노는 반복 가능한 부품 품질과 광범위한 소재 포트폴리오를 갖춘 견고한 장비를 제공하며, 고온을 포함한 다양한 응용 분야를 처리할 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 종합적인 품질 모니터링을 위한 도구와 소프트웨어, 고객의 요구 사항을 처리할 수 있는 컨설팅 부서도 제공합니다.