[현장적용사례] 제조현장, 멈춤없는 생산성 확대·고퀄 품질의 부품 개발 노력

Sauber Motorsports AG는 3D Systems 솔루션과 장기적인 파트너십을 통해 풍동 테스트를 지원하기 위한 공장을 건설했다.

3D Systems 장비 및 솔루션 전문성에 더해 Sauber는 공기역할 모델을 반복해서 테스트하는 데 필요한 고품질 부품을 얻을 수 있었다.


공장 수준의 처리량을 통해 지속적인 개발 촉진
Sauber는 지속적인 혁신을 하고 있다. Sauber Engineering은 빠른 자동차 개발 속도를 극대화할 목적으로 적층 제조 머신 파크에 투자했다. 이곳에는 3D Systems 3D 프린터에서 검증된 처리량, 품질, 정확도 그리고 최고의 소재들 덕분에 다양한 기술이 적용된 3D Systems 장비 15대가 설치돼 있다.

Sauber Engineering 기술혁신 이사 Christoph Hansen에 따르면 적층 제조는 기존 제조 방식과 비교했을 때 부품에 대한 접근 속도가 더욱 빠르다는 점에서 모든 Formula One 팀들에게 반드시 필요한 기술이라고 했다.

Hansen은 26일 배포자료를 통해 '탄소 섬유로 제품 하나를 개발하려고 해도 부품 하나를 만드는 데 몇 주까지도 걸릴 수 있다. 성능 개선에 필요하더라도 기존 방식이라면 품질 높은 부품을 현재 생산 시간에 맞춰 만드는 일은 불가능에 가깝다'라고 했다.


Hansen은 이러한 속도 요건 때문에 3D 프린팅 파트너를 선택할 때 가장 중요하게 생각하는 요소가 리드 타임이지만 이게 다가 아니라면서 '개발 경쟁에서 뒤쳐지지 않으려면 더욱 많은 옵션이 필요하지만 최대한 많은 부품을 빠르게 만들어낸다고 해서 끝나는 것은 아니다. 테스트를 통해 정확도까지 유지해야 한다'라고 덧붙였다.



1일 부품 생산량이 많아지고 Accura 소재에 대한 Sauber Motorsport의 신뢰까지 더해지면서 팀의 발전과 궁극적인 성공에 중요한 역할을 했다. Hansen은 '이제는 각 사이클에 이를 때마다 무엇이 개선됐는지 찾기 바쁩니다. 곧 50 사이클에 이르게 되면 커다란 변화가 있을 것으로 기대된다. 부품 생산 속도가 빠를수록 개발 주기가 빨라지고 그에 따라 공기역학 분야에서 더욱 큰 발전을 이룰 수 있다'고 전했다.

품질이 검증된 장비
Sauber Engineering은 3D Systems ProX® 800 프린터를 사용해 SLA 부품을 생산하다. 이 대형 SLA 프린터는 제작 치수 용량이 650 x 750 x 550mm(25.6 x 29.5 x 21.65인치)로 최대 크기는 물론이고 정확도와 정밀도를 높였다. ProX 800은 레이어마다 두 가지 레이저 스폿 크기를 사용하기 때문에 세부적인 기능 저하 없이 높은 프린트 속도를 유지한다.


Sauber Engineering은 풍동 테스트용 부품 외에도 탄소 섬유 툴링을 생산할 때 SLA를, 그 밖에 여러 가지 지그 및 툴링부터 소량 생산되는 자동차용 최종 사용 제품에 이르기까지 다양한 목적으로 SLS를 사용한다.

덕트, 퓨즈 박스, 피트 스톱 장비 같은 소량 생산 부품의 경우에는 SLS에서 제공하는 편의성, 복잡성 및 경제성을 서로 조합한 기준에 따라 적층 제조를 사용해 최종 사용 제품을 생산한다. 이때 사용하는 소재는 자체 개발한 탄소 강화 SLS이다.

Hansen에 따르면 이 장비를 결정적으로 선택할 수 있었던 이유는 3D Systems의 SLS 장비 구조에 있다. 3D Systems의 SLS 장비는 와이퍼를 사용하지 않고 소재 레이어를 연이어 적층하는 롤러 메커니즘을 사용하기 때문이다.

롤러 메커니즘은 소재 레이어를 완전히 평활하고 평탄하게 적층하는 반면 와이퍼 메커니즘은 소재를 교반해 간혹 시스템 충돌을 일으키는 원인이 될 수 있다. 3D Systems의 롤러 방식은 파우더를 압착해 레이어를 균일하게 유지하기 때문에 부품 강도가 증가하다.



멈추지 않는 생산성을 통한 혁신 가속화
경쟁이 치열한 Formula One 산업에서는 엄격한 규정 속에서도 지치지 않고 계속해서 발전하는 것이 쉽지 않다.

Sauber Engineering은 3D Systems의 검증된 기술을 사용해 능력을 극대화해 이러한 문제를 극복하고 있다. 내부 공장에 3D Systems의 장비를 설치함으로써 늘어난 처리량으로 생산성을 높이고, 품질 높은 부품을 생산하고, 동급 최고의 소재를 선택해 개발 속도를 높이는 데 더욱 박차를 가하고 있다.