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포드 자동차의 3D 프린터 활용법

2014.06.09 Lucas Mearian  |  Computerworld


현재 포드는 SLA 뿐 아니라 선택적 레이저 신터링(SLS, selective laser sintering), 융합 증착 모델링(FDM, fused deposition modeling), 그리고 바인더 제트 프린팅(binder jet printing, 규사 층의 에폭시 접착을 통해 주형을 제작하는 방식으로, 금속 부품 프로토타입 생산에 이용된다)이라는 이름으로 알려진 비교적 생소한 방식까지, 총 6가지 3D 프린팅 방법론을 활용하고 있다.

포드가 운영하는 5곳의 3D 프로토타입 생산 설비 가운데 3곳은 미국에 위치하고 있으며 나머지 둘은 유럽에서 운영되고 있다. 미시건주 디어본 하이츠 설비에서는 14 종의 산업용 3D 프린터들이 연간 2만 개의 부품을 생산한다. 하나의 기기에서 구동되는 단독 프린트가 최대 수 백 개까지의, 차량을 구성하는 각종 부품을 생산할 수 있는 것이다.

한 사례로 이들 기업의 레이저 신터링 실험실에서는, 복수의 기기가 함께 수 백, 수 천의 연속적 규소 입자층을 용해함으로써 신속하게 시제품을 제작하고 있다. 이 프린터에서 생산된 결과물은 직사각형을 띄는데, 주변부의 규소 파우더를 제거하면 내부의 고형 시제품을 확인할 수 있다.

엔진 통풍 매니폴드나 오일 팬 등 일부 프로토타입 부품은 특수 나일론으로 제작된다. 이 나일론 부품들은 생산 시험을 위해 수 만 마일을 시범 주행하는 차량들에 교체용 부품으로 활용되기도 한다. 그리고 여기에서 확인된 결과물은 실제 생산 부품의 개선에 반영된다.

 
 

포드의 해롤드 시어스가 3D 프린터로 제작된 엔진 배기 매니폴드를 소개하고 있다.

또 다른 실험 공간인 3D 샌드 프린팅 실험실에서는 바인더 제트 프린팅 기기가 커다란 상자를 찍어낸다. 이 상자에는 100 개 혹은 그 이상의 주형들이 들어있고, 여기에 용융 금속을 부어 금속 프로토타입을 제작한다.

 
바인더 제트 프린트 작업은 작업 규모와 기한에 따라 최소 일주일에서 최대 한 달을 소요한다. 시어스는 이 작업이 기존의 사형 방식으로는 8~10 주 정도의 시간을 요구했다고 설명했다.  

 
시어스는 “품질의 측면에서도 많은 개선이 있다. 또 작업에 외부 변수가 개입될 여지가 없기 때문에 엔지니어들은 보다 자유롭게 시간을 운용할 수 있게 됐다”라고 덧붙였다.


포드의 3D 프로토타입 프린팅 실험실 내부

ciokr@idgt.co.kr

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