최근 제조 또는 제조 공간을 돌아다닌다면 두 가지 큰 추세가 충돌하는 것을 발견했을 것입니다. 로봇 시스템이 더욱 유연해지고, 3D 프린팅(멋진 용어를 좋아하는 사람들을 위한 적층 제조)이 작은 프로토타입을 넘어서는 것입니다. 몇 년 전만 해도 사람들은 3D 프린팅이 단지 책상 장신구나 일회용 부품을 만드는 데만 사용된다고 생각했지만 이제는 항공우주에서 건설에 이르기까지 모든 곳에서 3D 프린팅이 등장하고 있으며 로봇 시스템이 이를 실현하는 비결입니다. 로봇 시스템 공급업체로서 저는 로봇과 3D 프린팅을 결합하는 것이 단순한 속임수가 아니라는 점을 직접 목격했습니다. 이는 기존 3D 프린터와 정적 자동화가 해결할 수 없는 문제를 해결하는 것입니다. 이미 나와 있는 판도를 바꾸는 실제 애플리케이션과 이 콤보가 우리가 만드는 방식을 변화시키는 이유를 분석해 보겠습니다.
최근 제조 또는 가공 분야에 종사했다면 두 가지 주요 추세가 충돌하고 있다는 사실을 눈치챘을 것입니다. 로봇 시스템은 점점 더 유연해지고 있으며, 3D 프린팅(멋진 용어를 좋아하는 사람들을 위한 적층 제조)은 작은 프로토타입 단계를 훨씬 뛰어넘었습니다. 몇 년 전 사람들은 3D 프린팅이 한때 데스크탑 장식품이나 일회용 부품을 만드는 데 사용되었다고 생각했지만 이제는 항공우주에서 건설에 이르기까지 모든 분야에서 꽃피우고 있으며 로봇공학 시스템은 이 모든 것을 가능하게 하는 비결입니다. 로봇 시스템 공급업체로서 저는 로봇과 3D 프린팅의 결합이 단순한 속임수 이상임을 직접 목격했습니다. 이는 기존 3D 프린터와 정적 자동화가 해결할 수 없는 문제를 해결하는 것입니다. 이미 존재하는 정말 파괴적인 애플리케이션을 분석하고, 이 조합이 우리가 제품을 만드는 방식을 변화시키는 이유를 살펴보겠습니다.
먼저 가장 거대한 정적 3D 프린터에도 너무 큰 대형 3D 프린팅 부품에 대해 이야기해 보겠습니다. 예를 들어, 풍력 터빈 부품, 선적 컨테이너 부품, 주택용 구성 모듈, 심지어 실제 크기의 자동차 섀시 프로토타입까지 매우 큽니다. 기존 3D 프린터는 고정된 제작 볼륨으로 인해 제한됩니다. 10피트보다 긴 부품이 필요한 경우 서로 붙이는 데 시간이 오래 걸리는 작고 약한 부분으로 자르거나 완전히 잊어야 합니다. 로봇은 표준 직교 3D 프린터의 3개 축보다 더 많은 6개 축의 동작 방식으로 인쇄 끝(압출기, 레이저 또는 재료 증착기)을 이동할 수 있기 때문에 이 문제를 해결합니다. 즉, 원하는 크기의 부품을 인쇄할 수 있으며, 방해가 되는 고정된 상자가 없습니다.
먼저 대형 3D 프린팅에 대해 이야기해 보겠습니다. 가장 부피가 큰 정적 3D 프린터에도 맞지 않는 부품을 생각해 보세요. 예를 들어, 풍력 터빈 부품, 선적 컨테이너 부품, 주택 건축 모듈, 심지어 대형 자동차 섀시 프로토타입까지 매우 큰 규모의 제품이 있습니다. 기존 3D 프린터는 고정된 제작 볼륨으로 제한됩니다. 10개가 넘는 부품이 필요하다면, 1피트 길이의 부품을 작고 부서지기 쉬운 조각으로 잘라서 접착하는 데 많은 시간을 소비하거나, 아니면 아예 포기해야 합니다. 로봇은 표준 직교 3D 프린터의 3개 축보다 훨씬 더 많은 6개 동작 축으로 인쇄물(압출기, 레이저 또는 재료 증착기)의 끝 부분을 이동할 수 있기 때문에 이 문제를 해결합니다. 즉, 모든 크기의 부품을 프린트할 수 있으며 더 이상 고정된 상자로 제한되지 않습니다.
우리는 최근 이 설정을 사용하여 맞춤형 콘크리트 주택 모듈을 만드는 고객과 협력했습니다. 공장 바닥의 절반을 차지하는 거대하고 값비싼 정적 3D 프린터 대신, 생산 베이 전체 길이에 걸쳐 있는 트랙에 로봇 팔을 장착했습니다. 로봇은 트랙을 따라 원활하게 움직이며 콘크리트를 한 층씩 쌓고 모듈의 곡선 벽에 맞게 경로를 실시간으로 조정합니다. 더 이상 부품을 자르거나 약한 관절을 사용하지 않아도 됩니다. 작은 부분을 인쇄하고 조립하는 것보다 훨씬 빠르고, 재료가 하나의 연속 경로에 놓이기 때문에 부품이 더 강합니다. 이것은 단순한 데모가 아닙니다. 이미 저렴한 주택 프로젝트에 이러한 모듈을 설치하고 있으며 다른 건설 회사도 이를 따르고 있습니다.
우리는 최근 이 장비를 사용하여 맞춤형 콘크리트 주택 모듈을 제작한 클라이언트와 협력했습니다. 공장 바닥의 절반을 차지하는 크고 값비싼 정적 3D 기계를 사용하는 대신 프린터는 생산 현장의 전체 길이에 걸쳐 있는 트랙에 로봇 팔을 장착합니다. 로봇은 트랙을 따라 원활하게 움직이며 콘크리트를 한 층씩 쌓고 모듈의 곡선 벽에 맞게 경로를 실시간으로 조정합니다. 더 이상 절단 부품도 없고 약한 솔기도 없습니다. 작은 부분을 인쇄한 후 조립하는 것보다 훨씬 빠르고, 재료가 연속적인 경로로 배치되기 때문에 부품이 더 강합니다. 이것은 단순한 시연이 아닙니다. 그들은 이미 저렴한 주택 프로젝트에 이러한 모듈을 설치하고 있으며 다른 건설 회사도 이를 따르고 있습니다.
다음은 일반 3D 프린터의 큰 문제점인 재료의 다양성입니다. 대부분의 데스크톱 또는 소형 산업용 3D 프린터에는 PLA 또는 ABS 플라스틱과 같은 한두 가지 재료가 동시에 붙어 있습니다. 하지만 로봇과 3D 프린팅을 결합하면 즉시 도구를 교체하여 모든 종류의 재료로 작업할 수 있으며 심지어 프린팅 중간에 혼합할 수도 있습니다. 우리는 금속, 세라믹, 콘크리트, 식품, 바이오플라스틱 등을 이야기하고 있습니다. 일부 항공우주 고객은 이 제품을 사용하여 플라스틱 프레임에 금속 인서트가 내장된 부품을 프린팅합니다. 이는 가벼우면서도 중요한 부품에 적합합니다. 다른 사람들은 재활용 플라스틱을 건축 자재용 콘크리트와 혼합하여 폐기물을 크게 줄이고 있습니다.
다음은 일반 3D 프린터의 큰 문제점인 소재의 다양성입니다. 대부분의 데스크탑 또는 소형 산업용 3D 프린터는 PLA 또는 ABS 플라스틱과 같이 한 번에 하나 또는 두 개의 재료만 사용할 수 있습니다. 하지만 로봇과 3D 프린터를 결합해보세요. 일단 프린트가 결합되면 언제든지 도구를 변경할 수 있고, 다양한 재료를 사용할 수 있으며, 심지어 프린팅 과정에서 재료를 혼합할 수도 있습니다. 우리는 금속, 세라믹, 콘크리트, 식품, 바이오플라스틱 등을 이야기하고 있습니다. 항공우주 고객 중 일부는 금속 인서트가 내장된 플라스틱 프레임 부품을 프린팅하는 데 이 장치를 사용합니다. 이는 가벼워야 하지만 핵심 영역에서 높은 강도가 필요한 부품에 적합합니다. 다른 사람들은 재활용 플라스틱을 건축 자재용 콘크리트와 혼합하여 폐기물을 대폭 줄이고 있습니다.
잠깐, 수리 및 유지 관리를 잊지 말자. 로봇은 새로운 부품을 만드는 것뿐만 아니라 기존 부품도 고칠 수 있습니다. 공중에서 500피트 높이에서 갈라지는 풍력 터빈 블레이드를 상상해 보십시오. 용접을 위해 블레이드 전체를 공장으로 가져갈 수는 없겠죠? 그러나 3D 프린팅 엔드가 있는 휴대용 로봇 시스템이 있는 경우 이를 터빈으로 가져와 블레이드의 손상된 부분을 스캔하고 현장에서 바로 맞춤형 수리 패치를 인쇄할 수 있습니다. 이는 가설이 아닙니다. 우리는 에너지 회사에서 이러한 현상이 실제로 일어나는 것을 보았습니다. 수리 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하고 가동 중지 시간을 수백만 달러 절약합니다. 로봇 지원 3D 프린팅을 사용하여 부품을 고칠 수 있는데 왜 고장난 부품을 전국으로 배송하기를 기다리는지 궁금합니다.
잠깐, 수리와 유지 관리를 잊지 말자. 로봇은 새로운 부품을 만들 수 있을 뿐만 아니라 기존 부품을 수리할 수도 있습니다. 풍력 터빈 블레이드가 500피트 상공에서 균열을 발생시키는 것을 상상해 보십시오. 용접을 위해 블레이드 전체를 공장으로 다시 보낼 수는 없겠죠? 그러나 3D 세트가 있는 경우 인쇄 측에 휴대용 로봇 시스템이 이를 터빈으로 가져와 블레이드의 손상된 부분을 스캔한 다음 그 자리에서 맞춤형 수리 패치를 인쇄할 수 있습니다. 이것은 가설이 아닙니다. 우리는 이미 에너지 회사에서 실제로 이를 보았습니다. 수리 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하고 가동 중지 시간을 수백만 달러 절약했습니다. 사람들은 궁금해합니다. 로봇 지원 3D 프린팅을 사용하여 현장에서 수리할 수 있는데 왜 수리할 손상된 부품을 전국으로 보낼까요?
그런 다음 일반 자동화가 처리할 수 없는 소규모 배치 또는 일회용 부품과 같은 맞춤형 제조 공간이 있습니다. 의료 기기 제조업체인 경우 특정 환자의 해부학적 구조에 맞는 맞춤형 고관절 임플란트가 필요할 수도 있고, 의자의 맞춤형 곡선 부품을 원하는 소규모 장인 가구 제조업체가 필요할 수도 있습니다. 전통적인 제조 방식(CNC 가공 또는 사출 성형 등)은 소규모 배치에 비해 비용이 너무 많이 듭니다. 툴링 비용을 충당하려면 수천 개의 부품을 만들어야 합니다. 로봇 3D 프린팅은 소프트웨어 중심이기 때문에 이러한 상황을 변화시킵니다. 3D 모델을 업로드하고, 필요한 정확한 크기나 모양으로 조정한 후, 특별한 도구나 긴 설정 시간 없이 인쇄할 수 있습니다. 우리와 협력하는 지역 자전거 상점에서는 이를 사용하여 특이한 신체 크기를 가진 라이더를 위한 맞춤형 자전거 프레임을 만듭니다. 프리미엄을 부과하는 대형 제조업체의 프레임을 주문하는 대신 당사의 로봇 시스템을 사용하여 몇 시간 안에 가볍고 내구성이 뛰어난 프레임을 인쇄합니다.
그런 다음 기존 자동화로는 처리할 수 없는 소량 또는 일회용 부품과 같은 맞춤형 제조 영역이 있습니다. 의료 기기 제조업체인 경우 특정 환자의 해부학적 구조에 맞는 맞춤형 고관절 임플란트가 필요할 수도 있고, 의자의 맞춤형 곡선 부품을 만들고 싶어하는 소규모 공예 가구 제조업체일 수도 있습니다. CNC 가공이나 사출 성형과 같은 구식 제조 방법은 소규모 배치에 비해 비용이 너무 많이 듭니다. 즉, 툴링 비용을 분산하려면 수천 개의 부품을 만들어야 합니다. 로봇 3D 프린팅은 소프트웨어 중심이기 때문에 이러한 상황을 변화시킵니다. 3D 모델을 업로드하고 필요한 정확한 크기나 모양으로 조정한 후 인쇄하기만 하면 됩니다. 특별한 도구나 긴 설정 시간이 필요하지 않습니다. 우리와 함께 일하는 한 지역 자전거 상점은 특별한 신체 유형을 가진 자전거 운전자를 위한 맞춤형 자전거 프레임을 제작함으로써 이러한 이점을 활용했습니다. 높은 프리미엄을 요구하는 대형 제조업체의 안경테를 주문하는 대신 당사의 로봇 시스템을 사용하여 몇 시간 만에 가볍고 내구성이 뛰어난 안경테를 인쇄합니다.
이제 최근 모든 사람의 마음 속에 있었던 부분에 대해 살펴보겠습니다. 이 물건을 사용하는 것이 얼마나 쉬운가요? 많은 사람들은 로봇이 로봇공학자 팀만을 위한 것이라고 생각하지만 더 이상 그렇지 않습니다. 우리는 코딩이 필요 없이 누구나 조작할 수 있는 시스템을 구축했습니다. 예를 들어, 당사의 노코드 용접 로봇 시스템을 사용하면 정적 3D 프린터용 G 코드를 작성하는 것보다 간단한 손 제어 방식으로 팔을 원하는 모양으로 움직이는 것만으로 로봇에 3D 인쇄 경로를 가르칠 수 있습니다. 이는 전담 자동화 팀이 없는 중소기업에게는 획기적인 변화였습니다. 몇 주 동안 프로그래밍할 사람을 고용하지 않고도 이러한 로봇 시스템을 3D 프린팅에 사용할 수 있습니다.
이제 요즘 모든 사람들의 마음 속에 있는 것에 대해 이야기해 보겠습니다. 이 것이 사용하기 얼마나 쉬운가요? 많은 사람들은 로봇이 단지 로봇공학자 팀만을 위한 것이라고 생각하지만 더 이상 그렇지 않습니다. 우리는 프로그래밍이 필요 없이 누구나 작동할 수 있도록 시스템을 구축합니다. 예를 들어, 코드가 없는 용접 로봇 시스템을 사용하면 휴대용 컨트롤러로 팔을 움직이고 원하는 모양을 따르도록 하여 로봇에 3D 프린팅 경로를 가르칠 수 있습니다. 이는 정적 3D 프린터용 G를 프로그래밍하는 것보다 훨씬 쉽습니다. 코드가 훨씬 간단합니다. 전담 자동화 팀이 없는 중소기업의 경우 이는 획기적인 변화입니다. 프로그래밍할 사람을 고용하는 데 몇 주를 소비하지 않고도 이러한 로봇 시스템을 사용하여 3D 프린팅을 할 수 있습니다.
잠깐, 이동성은 어떻습니까? 이러한 로봇 3D 프린팅 설정 중 일부는 고정된 공장에 있을 필요조차 없습니다. 우리는 휴대용 용접 로봇 시스템 및 휴대용 로봇 용접 시스템과 같은 휴대용 옵션을 만들었습니다. 이 시스템은 트럭에 싣고 작업 현장, 재해 지역 또는 원격 광산으로 가져갈 수 있습니다. 캐나다의 한 광산 회사는 휴대용 로봇을 사용하여 광산에서 바로 금속으로 중장비용 맞춤형 교체 부품을 인쇄했습니다. 도시에서 부품이 배송될 때까지 기다릴 필요가 없으므로 가동 중지 시간이 줄어들고 운영이 원활하게 진행됩니다. 작은 로봇을 설치하여 광산에 가서 깨진 부품을 스캔하고 새 부품을 프린트하고 하루 만에 다시 작업에 착수할 수 있다고 생각하면 정말 말도 안 됩니다.
잠깐, 이동성은 어떻습니까? 일부 로봇 3D 프린팅 장비는 공장에서 고칠 필요조차 없습니다. 우리는 트럭에 싣고 건설 현장, 재해 지역, 원격 광산 현장까지 운반할 수 있는 휴대용 용접 로봇 시스템, 휴대용 로봇 용접 시스템 등의 휴대용 옵션을 도입했습니다. 캐나다의 한 광산 회사는 광산 현장에서 금을 사용하기 위해 휴대용 로봇을 사용합니다. 중장비용 맞춤형 교체 부품을 프린팅합니다. 도시에서 부품이 배송될 때까지 기다릴 필요가 없으므로 가동 중지 시간이 줄어들고 운영이 원활하게 진행됩니다. 작은 로봇 장치를 가지고 광산 현장까지 차를 몰고 가서 손상된 부품을 스캔하고 새 부품을 프린트한 후 당일에 다시 작업할 수 있다는 것은 상상하기 힘든 일입니다.
나는 여기서 진짜가 되고 싶다. 이것은 햇빛과 무지개만 있는 것이 아니다. 여전히 장애물이 있습니다. 로봇 시스템과 3D 인쇄 도구의 초기 비용은 특히 중소기업의 경우 표준 데스크톱 3D 프린터보다 높을 수 있습니다. 코드가 없는 시스템이더라도 학습 곡선이 있습니다. 콘크리트가 경화되는 방식이나 뒤틀림을 방지하기 위해 금속이 냉각되는 방식과 같이 압출 시 다양한 재료가 어떻게 동작하는지 이해해야 합니다. 그러나 기술은 매년 향상되고 비용은 낮아지며 팀이 빠르게 학습하는 데 도움이 되는 더 많은 교육 리소스가 등장하고 있습니다.
솔직히 말해서 햇빛과 무지개만 있는 것은 아닙니다. 여전히 장애물이 있습니다. 로봇 시스템과 3D 프린팅 도구의 초기 비용은 특히 중소기업의 경우 표준 데스크톱 3D 프린터보다 높을 수 있습니다. 코드가 없는 시스템이더라도 학습 곡선 문제도 있습니다. 콘크리트가 어떻게 굳어지는지, 뒤틀림을 방지하기 위해 금속이 냉각되는 방식과 같이 압출 시 다양한 재료가 어떻게 반응하는지 이해해야 합니다. 그러나 기술은 매년 향상되고 있으며 비용은 낮아지고 있으며 팀이 빠르게 적응하는 데 도움이 되는 교육 리소스가 점점 더 많이 등장하고 있습니다.
로봇 시스템 공급업체로서 우리는 이 공간의 모든 부분이 발전하는 것을 보아왔고, 눈에 띄는 한 가지는 이러한 시스템의 적응력입니다. 이는 단순히 오래된 기술을 교체하는 것이 아니라 이전에 존재하지 않았던 새로운 가능성을 여는 것입니다. 몇 년 전만 해도 현장에서 전체 하우징 모듈을 인쇄하거나, 500피트를 오르지 않고도 풍력 터빈 블레이드를 수리하거나, 작은 상점에서 맞춤형 자전거 프레임을 만들 수 있다고 생각한 사람은 아무도 없었습니다. 이제 모든 일이 일어나고 있으며 로봇이 그 중추입니다.
로봇 시스템 공급업체로서 우리는 이 분야의 모든 측면이 발전하는 것을 보아 왔으며, 눈에 띄는 점은 이러한 시스템의 적응력입니다. 이는 단순히 오래된 기술을 대체하는 것이 아니라 이전에는 존재하지 않았던 새로운 가능성을 열어주는 것입니다. 몇 년 전만 해도 현장에서 전체 하우징 모듈을 인쇄할 수 있거나, 500피트를 오르지 않고도 풍력 터빈 블레이드를 수리할 수 있거나, 작은 상점에서 맞춤형 자전거 프레임을 만들 수 있다고 생각한 사람은 아무도 없었습니다. 이제 모든 일이 일어나고 있으며 로봇은 모든 일의 중추입니다.
건설, 항공우주, 의료 기기, 심지어 소규모 제조 분야 등 귀하의 비즈니스에 이것이 어떻게 도움이 될 수 있는지 궁금하신 분이라면 연락해 보시기 바랍니다. 우리는 휴대용 용접 코봇 시스템이나 기타 설정과 같은 로봇 시스템을 귀하의 특정 요구 사항에 맞게 조정할 수 있는 방법을 항상 기꺼이 안내해 드립니다. 우리는 모든 경우에 적용되는 일률적인 솔루션을 제공하지 않습니다. 우리는 귀하와 협력하여 귀하의 정확한 문제를 해결하는 무언가를 구축합니다.
건설, 항공우주, 의료 기기, 소량 제조 등 귀하의 비즈니스에서 이것이 어떻게 작동하는지 궁금하신 경우 당사에 문의해 주시기 바랍니다. 우리는 휴대용 용접 코봇 시스템이나 기타 구성과 같은 로봇 시스템 중 하나를 귀하의 특정 요구에 맞게 맞춤화할 수 있는 방법을 항상 기꺼이 안내해 드립니다. 우리는 모든 경우에 적용되는 일률적인 솔루션을 제공하지 않습니다. 우리는 귀하와 협력하여 귀하의 정확한 문제를 해결하는 솔루션을 만듭니다.
3D 프린팅이나 로봇에 대한 과대 광고에 속지 마십시오. 이 콤보는 계속 유지될 것이며 우리가 거의 모든 것을 만드는 방식을 바꾸고 있습니다. 단지 생산 속도를 높이는 것만이 아닙니다. 이는 제조를 더욱 유연하고, 접근하기 쉽고, 지속 가능하게 만드는 것입니다. 그리고 로봇 시스템 공급업체로서 우리는 그 일에 참여하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. 더 많은 이야기를 하고 싶으시면 연락주세요. 저희가 도와드리겠습니다.
3D 프린팅이나 로봇 공학의 과대 광고에 속지 마십시오. 이 조합은 계속 유지되며 우리가 거의 모든 것을 만드는 방식을 변화시키고 있습니다. 단지 생산 속도를 높이는 것만이 아닙니다. 이는 제조를 보다 유연하고 접근 가능하며 지속 가능하게 만드는 것입니다. 로봇 시스템 공급업체로서 우리는 이 일에 참여하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. 더 자세히 이야기하고 싶으시면 연락주세요. 저희가 도와드리겠습니다.
참고자료 참고자료
- ASTM 인터내셔널. (2022). 대규모 부품을 위한 적층 제조: 동향 및 응용. astm.org에서 검색함
ASTM 인터내셔널. (2022). 대형 부품의 적층 가공: 동향 및 응용 분야. astm.org에서 검색함 - 로봇산업협회. (2023). 적층 가공 분야의 협업 로봇: 2023년 업계 보고서. robotsonline.org에서 검색함
로봇산업협회. (2023). 적층 가공 분야의 협업 로봇: 2023년 업계 보고서. robotsonline.org에서 검색함 - 건설로봇공학. (2022). 주택을 위한 현장 3D 프린팅: 사례 연구 및 업계 통찰력. constructionrobotics.com에서 검색함
건설로봇공학. (2022). 주택 현장 3D 프린팅: 사례 연구 및 업계 통찰. constructionrobotics.com에서 검색함 - 제조 엔지니어 협회. (2023). 소규모 배치 적층 제조: 로봇 시스템을 통한 비용 절감. sme.org에서 검색함
제조 엔지니어 협회. (2023). 소량 적층 제조: 로봇 시스템을 통해 비용을 절감합니다. sme.org에서 검색함
