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Objet1000으로 제작된 3D 프린팅 자전거.

소비재 분야 활용 사례

3D 프린팅을 통해 제품의 우수성 향상

정확한 시제품을 얻는 가장 빠른 방법은 바로 3D 프린팅을 활용하는 것입니다. 제품 설계 속도와 기능을 향상하고, 디자인에 더욱 자신감을 높일 수 있는 방법을 알아보십시오.

Fender, Objet 3D 프린터로 RP 제작 비용을 절반으로 감축

“시장이 원하는 최상의 제품을 가장 먼저 출시’하는 것은 Fender에게 매우 중요합니다. Objet Eden350V으로 사내에서 신속하게 시제품을 제작할 수 있게 되면서 이 두 가지 측면에 큰 영향을 미쳤습니다.”
--Fender 선임 인더스트리얼 디자이너, Shawn Greene

3D 프린팅된 Fender 제품

악기 회사, Objet Eden350V를 활용하여 제품 개발 속도 향상 및 설계 품질 개선

Fender Musical Instruments Corporation는Stratocaster 및Telecaster를 비롯한 다양한 솔리드 바디 전자 기타와 같은 현악기와 앰프를 설계, 제조하는 회사입니다. 이 회사는 어쿠스틱 기타, 전자 베이스, 만돌린, 반조, 바이올린은 물론 기타 앰프, 베이스 앰프, PA 장비도 만듭니다. Avril Lavigne, Elvis Costello, Eric Clapton, Pete Townsend, Sting 등 수 많은 유명 아티스트가 Fender 제품을 사용하고 있습니다.

엔지니어는 악기의 소리에 중점을 두지만 Fender 인더스트리얼 디자이너 그룹은 악기의 외관을 중요시합니다. 디자인은 Fender의 사업에서 매우 중요한 요소입니다. 이 회사는 자체 사내 디자인 센터를 운영하고 있으며, 이 디자인 센터에는 새로운 콘셉트 개발, 디자인 개발, 시제품 제작 및 테스트를 위한 모델샵이 포함되어 있습니다. Fender의 선임 인더스트리얼 디자이너인 Shawn Greene은 해당 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.

“Fender의 주요 고객은 아티스트 및 프로페셔널 뮤지션이기 때문에 모든 악기와 장비는 소리도 좋아야 하지만 외관 역시 훌륭해야 합니다.”라고 Greene은 말했습니다. “당사의 디자인 그룹은 마케팅 부서와 긴밀하게 협력하면서 금속 및 플라스틱 부품에 사용되는 다양한 색상과 그래픽 및 타입에 대해 연구합니다. 최종 제품에 시간과 노력을 들이기 전에, 수많은 콘셉트 작업과 연구를 거쳐 적절한 제품 및 적합성을 보장할 수 있도록 합니다.”

Fender, 늘어나는 물량과 원가로 사내에 RP 도입

3D 프린팅된 Fender 제품

3D 쾌속 시제품 조형(rapid prototyping)이 Fender의 디자인 공정에 도입된지 몇 년이 되었지만, 최근까지도 회사는 해당 작업을 외주를 통해 진행했습니다. 그러나 Greene과 그의 팀은 외주 제작에 소요되는 시간과 비용으로 인해 불편을 겪었습니다. “RP”로 제작된 시제품을 받기까지는 보통 1-2주가 소요되었고 이로 인해 프로젝트가 지체되는 일이 잦았습니다. 2007년말, 늘어나는 물량을 견디다 못한 Greene은 RP 기술을 사내에 도입할 것을 제안했습니다.

담당 매니저는 이에 동의했고 Greene에게 각 3D 프린팅 시스템 업체의 평가를 맡겼습니다. Greene은 “당사에게 가장 중요한 기준은 디테일이었습니다.”라고 말했습니다. “우리 작업의 특성상 매우 세밀한 디테일이 필요합니다. 두 번째 우선 순위는 사용의 용이성이고 세 번째가 비용이었습니다. 또한, 여러 가지 부품의 크기와 재료를 감당할 수 있는 시스템이어야 했습니다. 당사의 부품이 동전 크기부터 전체 기타 몸체까지 다양했기 때문입니다.”

“저는 1년 간 시제품 외주 제작에 들어가는 비용과 사내에서 시제품을 제작하는 비용을 계산했습니다. 장비 및 재료비, 인건비까지 고려해도 사내에서 직접 제작하는 비용이 훨씬 적게 드는 것으로 판명되었습니다.”라고 Greene은 설명합니다.

외주 제작 업체에서 추천하는 최고의 선택, Objet 3D 프린터

Greene은 당시 Fender가 거래하던 외주 제작 서비스 업체에게 3D 프린터 제조업체를 문의했고 Objet 3D 프린팅 시스템이 단연 가장 많이 추천되었습니다. 

“외주 업체에서 사용하던 장비에 대해 잘 알고 있었고, 특정 프린터에서 제작된 제품을 구별할 수 있었습니다.”라고 Greene이 말했습니다. “한 프린터 브랜드에서 제작된 부품은 마감(표면)이 매우 거칠어 ‘퍼지 부품’이라고 부르기까지 했고 당연히 바로 배제되었습니다. 반면 Objet 3D 프린터에서 제작된 모델은 항상 최고의 만족을 주었습니다.”

Greene은 최종적으로 Objet Eden350V 3D 프린팅 시스템을 선택했습니다. Objet Eden 3D 프린터는 시중 제품 중에서 3D 프린팅의 생산성, 유연성 및 품질이 가장 뛰어나 제품 설계부터 제조까지 걸리는 시간을 크게 단축할 수 있습니다. Objet Eden의 PolyJet 3D 광경화성 수지 분사 기술은 16마이크론(0.0006”)의 매우 얇은 두께의 층으로 적층하여 비교할 수 없이 세밀한 디테일과 최소 0.1-0.3mm 두께의 초박형 세로 벽으로도 시제품을 제작할 수 있습니다.

Objet Eden은 CAD/CAM 공정 전반에서 고품질의 3D 모델을 빠르고 편리하게 제공하도록 설계되었습니다. 최대 350 x 350 x 200 mm의 빌드 크기 덕분에, 한 번의 빌드로 단일의 대형 모델부터 여러 개의 작은 모델까지 제작하는 유연성을 자랑합니다.

Greene에 따르면 Objet Eden350V 사용을 통해 Fender 설계팀은 몇 주가 아니라 몇 시간 내에 부품의 시제품 제작을 완료할 수 있어 다양한 작업이 가능하게 되었다고 합니다. “작은 기타 부품 및 앰프 노브부터 앰프 섀시, 새 기타 몸체 설계까지 무엇이든 프린팅합니다.” “야간 프린팅 작업도 많이 합니다. – 퇴근할 때 설정을 해 두면 다음날 아침 완성된 부품을 얻을 수 있습니다. 프로젝트 진행 시, 시제품을 빨리 받으면 업무의 추진력을 유지할 수 있습니다. 외주를 통한 제작의 경우, 시제품을 하나 받는 데 1주일을 기다려야 하기 때문에 의욕이 떨어질 때가 많았습니다.”

Greene과 그 팀은 Objet Eden 3D 프린터에서 프린팅된 부품의 마감과 디테일에 크게 만족하고 있습니다. “아주 작은 부품에 글자를 넣을 수도 있습니다. 반지름도 매우 선명합니다. 
또한 재료를 바꾸기도 매우 쉬워 Objet에서 제공하는 모든 재료를 한 번씩 사용해 봤습니다.”

Objet Eden 프린터의 사내 보유로 제공되는 주요 이점을 Greene은 다음과 같이 설명합니다.

  • 신제품 출시 기간 및 제품 개선 기간 단축
  • 신제품 출시의 위험 감소
  • 제품 설계의 성능 및 창의성 향상 
  • RP 제작 물량이 늘어났음에도 이전 대비 절반 수준의 시제품 제작 비용 소요

Objet 3D 프린터로 사내에서 신속 시제품 제작을 수행한 결과 새 앰프의 출시 기간을 6~12개월 단축

Fender는 이제 Objet 3D 프린터를 사용하여 거의 전 제품의 부품과 실물크기 모델 및 시제품을 제작하고 있습니다. 최근에는 Objet Eden으로 G-DEC®(Guitar Digital Entertainment Center) 앰프의 시제품 제작에 성공하기도 했습니다. 이 앰프는 Music & Sound Retailer에서 최고의 앰프 신제품으로 꼽혔습니다. 

Greene은 “툴링에 돈을 지출하기 전에 부품과 노브의 시제품을 다량 제작할 수 있었습니다. 첫 번째 G-DEC의 실물크기 모델은 한 달 안에 완성했습니다. 이후 마케팅 부서와 함께 음악인, 소매업자가 참여하는 소모임을 다수 운영하면서 제품의 방향성을 유지했습니다. 약간의 다듬질을 거친 후 바로 툴링을 시작할 수 있었습니다. 전체 공정은 6개월 정도 소요되었습니다.”라고 말합니다.

Greene 팀이 수행하는 보다 일반적인 프로젝트는 기존 제품을 위한 새 기능을 설계하는 것입니다. 최근 Greene은 Fender 마케팅 부서로부터 앰프의 노브를 인체 공학적으로 설계해 달라는 의뢰를 받았습니다. 사내에 Objet Eden이 도입되기 전이라면 CAD 소프트웨어로 몇 개의 대안을 만들어 마케팅 부서에 보여주고 선택하라고 했을 것입니다. Greene은 인체 공학적 노브 프로젝트를 위해 CAD로 10가지 대안을 만든 다음 각각의 시제품을 프린팅 및 도장하고 실제 앰프에 부착할 수 있었습니다. Greene은 “프린팅된 시제품의 마감이 워낙 훌륭해서 사무실에서 실제 앰프에 노브를 설치한 다음 마케팅 부서 직원에게 각각을 살펴보고 가장 마음에 드는 것을 고르도록 했습니다. 이는 내부 고객인 마케팅팀에게 매우 만족스러운 경험이었으며 결과적으로 소비자에게도 매우 뛰어난 제품이 되었습니다. “시간, 비용 및 위험도 크게 줄었습니다. 어떤 노브가 해당 목적에 가장 적합한지에 대해 추측에 맡길 필요가 없었습니다.”라고 말합니다.

“Objet Eden350V를 갖기 전에는 실물크기 모델 하나를 제작하는 데 6-12개월이 걸렸습니다. 마케팅팀에서 변경을 요청하면 새 시제품을 기다려야 하기 때문에 프로젝트 기간은 더 늘어났습니다. 결론적으로 사내에 Objet 3D 프린터를 보유함으로써 G-DEC 앰프의 시장 출시 기간을 6-12개월 단축할 수 있었습니다.”라고 Greene은 설명합니다.

보다 자주 시제품을 제작함으로써 제품 설계를 개선

Objet Eden은 재작업과 재툴링을 방지하는 데에도 기여하고 있습니다. 앰프의 점등 전면 패널이 좋은 예입니다. Greene은 부품을 설계한 후 Objet FullCure® 720 투명 재료로 전면 패널의 시제품을 프린팅했습니다. 시제품을 기존 앰프 전면에 설치한 후 여러 가지 조명으로 테스트를 시행한 결과 예상대로 굴절이 일어나지 않았습니다. 결과적으로 그는 기존 설계를 크게 조정했습니다. Greene은 “과거에는 시간과 비용이 너무 많이 들기 때문에 이러한 종류의 부품에 대한 시제품을 제작할 수 없었습니다.”라고 말합니다. “문제를 파악할 때쯤이면 툴링에 이미 많은 비용을 소비했기 때문에 도구를 수정하는 데 비용을 들일 수 밖에 없었습니다. 사내에서 RP를 통해 시제품을 제작할 수 있기 때문에 이 프로젝트에서 많은 비용을 줄일 수 있었습니다.”라고 말합니다.

이어 “시장이 원하는 최상의 제품을 가장 먼저 출시’하는 것은 Fender에게 매우 중요합니다.” “Objet Eden으로 사내에서 RP를 통해 시제품을 제작할 수 있게 되면서 이 두 가지 측면에 큰 영향을 미쳤습니다.”

Greene에 따르면 부품의 재고가 떨어진 경우 실물크기 모델 또는 테스트 중인 다른 제품 때문에 Objet 3D 프린터에서 실제 부품의 샘플을 프린팅하는 설계자도 있다고 합니다.’ “공장에 주문을 하고 기다리는 대신 Objet Eden에서 바로 부품을 프린팅합니다. “이 방법이 더 빠르고 쉬우며 고객 재고를 사용하지 않아도 됩니다.”

Objet 3D 프린터로 디자인팀의 새로운 아이디어 탐구 속도 향상

Greene은 Objet 3D 프린터의 사내 도입으로 제공되는 가장 큰 이점은 디자인팀이 빠르게 새로운 아이디어를 실험해볼 수 있게 된 것이라고 말합니다. “Objet Eden350V가 사내에 도입된 후 실험을 더 많이 할 수 있게 되었습니다. 덕분에 팀의 자유와 창의성이 크게 향상되었습니다. 새롭고 뛰어난 아이디어를 가지고 있다면 단 몇 시간 내에 설계를 마치고 시제품을 제작할 수 있습니다. 시제품이 만족스럽지 않더라도 일주일이 아닌 단 반나절 정도 밖에 허비하지 않습니다.”

Fender의 마케팅 직원은 Objet 3D 프린터에 크게 만족하고 있습니다. Greene은 “마케팅 부서와 회의를 마치고 다음 날이면 시제품을 제시할 수 있습니다.”라며 “콘셉트를 이렇게 빨리 실물로 제작할 수 있다는 사실에 마케팅 부서도 놀라고 있습니다.”라고 말합니다.

“종이 위에 무언가를 그려가며 하루 종일 설명할 수는 있지만, 만질 수 있는 실제 부품을 제공한다면 확실한 감동을 줄 수 있습니다.” Greene은 또한 Objet Eden이 고객에게 제공하는 제품의 개선에도 기여하고 있다고 믿습니다. “우리는 매우 여러 차례 시제품을 제작하고 있으며 이것이 설계의 품질에 중대한 영향을 미쳤다고 생각합니다. 시제품을 참고로 하여 설계 공정을 통해 조금씩 수정을 거치면서 부품의 외관이나 느낌, 기능을 개선할 수 있기 때문입니다.”

Greene은 “Objet 3D 프린터를 ‘가장 아끼는 장난감’이라고 부르며, “Fender를 방문하는 사람들에게 항상 자랑하고 있습니다.”라고 말합니다.

제작량은 증가했지만 RP 제작에 드는 비용은 외주 비용의 절반에 지나지 않습니다.

Greene에 따르면, Fender의 RP 제작량은 크게 늘어났지만 그 비용은 외주 비용의 절반에 지나지 않는다고 합니다. 또한 잦은 사용에도 불구하고 Fender의 Objet Eden의 성능은 그대로 유지되고 있습니다. “18개월 동안 고장이 한 차례도 없었습니다.”라고 Greene은 말합니다.

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