공정 시간을 단축해주는 경제적 설계, 인서트용 방진캡

 

제작 배경

이번 제품은 자동차 제조업 분야의 의뢰이며, 차량 샤시 부속 조립 테스트를 목적으로 합니다.
먼지를 막는 Dust cap과 유사한 기능을 가진 인서트용 방진캡이라고 볼 수 있습니다.
이 방진캡은 금속 부품 사이에 삽입되어 미세한 이물질과 먼지를 막아주는 역할을 할 예정입니다.

 

완성된 인서트용 방진캡

 

샤시는 주행에 필요한 엔진과 브레이크 등을 포함하는 부분입니다.
주요 장치가 다수 위치하고 있어, 고장과 오작동을 막기 위해 방진 부품이 반드시 필요합니다.
조금의 하자도 있어서는 안되는 만큼 제작 공정에 신중을 기하기 위해 조립 테스트를 진행하게 되었고,
그 과정에서 정밀하고 기존 공정에 비해 가성비가 좋은 3D 프린팅을 이용했습니다.

 

제작 과정

1) 3D 모델링

의뢰 기업이 선택한 3D 프린팅은 그 자체로도 경제성이 뛰어나지만,
특히 경제적 모델링을 통해 비용 효율을 극대화할 수 있습니다.

 

인서트용 방진캡은 의뢰 물품의 설계 단계에서부터 참여해 제작했습니다.
따라서 생산 전부터 SLS 방식을 염두에 두고, 이에 최적화된 설계를 진행할 수 있었습니다.

 

인서트용 방진캡 3D 모델링

 

결합할 금속 부품의 형태를 고려하여 실제 제품 3D 모델 설계에 들어간 모습입니다.
통상적으로 알고 있는 3D 프린팅과는 달리 SLS 방식의 출력물에는 서포터가 필요하지 않습니다.
그러므로 남은 공간에 부품을 넣어 병렬 출력을 진행하면 공정 시간 단축이 가능합니다.

 

3D 프린팅 SLS 공정 병렬 출력 예시

 

3D 프린터의 조형 공간에 맞는 최적의 배치를 알고 있다면,
위와 같이 여러 제품을 동시에 출력하여 소량 양산 시 리드 타임을 최대 30%까지 절감할 수 있습니다.
이번 경우는 병렬 배치를 진행하기 좋은 얇은 판형의 물품이기에, 
한양3D팩토리의 노하우를 바탕으로 베드 공간을 절약하는 병렬 배치를 진행했습니다.

 

2) 3D 프린팅

이번 출력물은 차량 샤시 부속과 조립해야 하기에 SLS 방식, PA12를 이용했습니다.
SLS 방식은 병렬 출력이 가능할 뿐만 아니라 우수한 내구성을 지니고 있어,
차량 부속품 외에도 실제로 사용하는 소품이나 시제품 제작에 적합한 프린팅 방식입니다.
출력 방식별 자세한 장단점은 아래 링크를 참조하세요.

[3D 프린팅 출력 방식에 대해 더 알아보기]

 

인서트용 방진캡 3D 프린팅 출력물

 

프린팅 이후 후처리까지 진행한 모습입니다. 제품 내측과 외측 디테일을 확인하실 수 있습니다.
SLS 방식으로 출력된 제품은 기본적으로 울퉁불퉁한 표면 품질을 가지고 있지만, 
그라파이팅으로 후처리를 진행하면 외관이 말끔해집니다.
이 과정을 거치면 외관 개선 효과 뿐만 아니라 강도와 내마모성이 향상되어 제품을 외부 손상으로부터 보호합니다.

해당 제품도 그라파이팅을 진행하여 실제 조립에 이용될 수 있는 내구성을 확보했습니다.

 

최종 제품

최초 의뢰였던 left형 방진캡 이후, 추가 의뢰가 들어온 right형까지 포함한 전체 사진입니다.
공정에 최적화된 설계를 진행하여 제작 시간을 줄이는 동시에,
의뢰 기업이 만족하는 뛰어난 내구성의 제품을 효율적으로 구현한 완성품입니다.

 

인서트용 방진캡 3D 프린팅 제품 완성 사진

마치며

인서트용 방진캡은 제품을 효과적으로 보호할 수 있도록 내구성에 초점을 맞추었습니다.
차량 부품 사이에 삽입할 제품 사용 환경을 고려해 견고하게 제작하면서도
제작 공정 특성에 맞춘 효율적인 설계로 추가 주문까지 성공적으로 수행했습니다.

 

한양3D팩토리는 제작 공정을 고려하여 고객이 만족할 수 있는 최적의 솔루션을 제공해 드립니다.
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