새 검색을 시작합니다 멋진 Speed Concept 9 시리즈 자전거 주행

Trek사의 풍동 시제품

Trek사는 Objet 3D 프린터를 사용해 디자인 주기를 앞당기다

"반복적으로 신속하게 제작할 수 있는 기술 덕택에 설계자는 더 많은 테스트를 할 수 있었으며 납기를 지킬 수 있었습니다."

— Mike Zeigle, Trek 시제품 개발 그룹 관리자’

수상 경력이 많은 자전거 제조업체인 Trek사는 새로 출시된 4x를 이전처럼 많은 시제품을 제작하였지만 오히려 시장 출시 시간을 앞당겼습니다.

Trek사는 1976년 전 세계 최고의 자전거를 만들어보겠다는 창립 이념 아래 탄생했습니다. 창립 이래로 Trek사는 디자인과 혁신 부문에서 여러 차례 수상한 바 있습니다. Trek사’는 시제품 개발 부서 팀장인 Mike Zeigle씨와 다양한 도구 및 장비를 자유 자재로 다룰 수 있는 9명의 전문가로 구성되어 있습니다. 이 부서 내 공장에는 5대의 CNC 머시닝 센터, 종합 금속 가공/용접 작업장이 갖춰져 있고 수년간 SLA 작업을 외주 관리한 서비스 부서도 있습니다.

시제품 제작은 Trek사’의 전체 제품 제발 단계에서 핵심적인 부문을 차지합니다. 산업 디자이너, 기계 엔지니어, 그래픽 예술가, 마케팅 직원이 모두 시제품을 활용하기 때문에 프로그래머, 기계 운전자, 용접 기술자와 같은 Zeigle씨와 개발부서 직원들은 바쁜 일정을 소화하고 있습니다. 이들은 대부분 자전거 부품을 시제품으로 제작했지만 때로는 실물 크기의 툴링 모형이나 신발 및 헬멧과 같은 관련 부속품을 제작하기도 했습니다.

3D로 제작한 Bike Mask 부품 Trek사’의 서비스 부서에서 연간 275,000달러라는 막대한 비용을 소비하는 상황이 되자 Trek’의 엔지니어링 및 디자인 관리자는 지금이야 말로 회사 내부에서 빠르게 시제품을 제작할 수 있는 시스템을 구매할 시기라고 판단했습니다. 이에 Zeigle씨는 몇 가지 제안을 했습니다. 우선 SLA, SD, FDM 제품에 관해 조사했습니다. SLA로 결정하긴 했지만 기계’ 비용, 공간 및 유지보수 요건이 걱정되었습니다. 마침 한 직원이 Objet Connex500 3D 프린팅 시스템을 제안했습니다. 이 시스템은 깨끗한 사무 친화적인 시스템으로서 SLA로 제작한 제품보다 품질과 마감 측면에서 훨씬 뛰어나다고 했습니다.

Zeigle씨가 조사했던 다른 기술력과는 다르게 Objet Connex는 부품이나 조립품을 제작할 때 한 번에 여러 가지 모형 재료를 사용해 다양한 기계와 물리적인 특징을 표현할 수 있었습니다. Objet Connex로 제작한 부품은 표면이 부드럽고 내구성이 높으며 디테일이 우수했습니다. 이 시스템은 실제 작동하는 경첩, 부드러운 감촉의 부품과 다른 기술로는 제작이 불가능한 오버몰드 방식으로도 제작할 수 있습니다. Objet Connex의 우수한 생산성, 고품질 출력 성능, 독특한 복합 재료 제작 기술력이 뒷받침하기 때문에 다양한 제품과 거의 흡사한 외관, 느낌, 기능을 표현할 수 있습니다.

Objet 3D 프린터로 제작한 부품(도색 전)Zeigle씨의 말에 따르면, Objet Connex에는 한 개의 부품에 2가지 재료를 혼합할 수 있는 디지털 재료 분사 기능을 사용하면 –제품의 경도를 높일 수 있기 때문에 –Objet Connex를 구매하게 되었다고 합니다.’ “지금까지 조사한 프린터 중에 한 번에 여러 재료를 혼합해 높은 경도를 가진 제품을 빠르게 제작할 수 있는 프린터는 Objet Connex 밖에 없었습니다.” “이러한 작업이 SLA나 다른 브랜드의 3D 프린터로는 불가능하므로 우리는 Objet Connex를 선택하게 되었습니다.’ Objet Connex를 사용하면서 3D 프린터에 대한 선입견도 바뀌게 되었습니다.”

Zeigle과 그의 팀원은 Objet Connex로 제작한 부품의 품질에도 놀라움을 감추지 못했습니다. “Objet Connex의 부품 품질과 마감 품질은 이전 서비스 부서에서 제공했던 SLA 부품만큼이나 우수했습니다.”라고 Zeigle씨는 말합니다. “그리고 아웃소싱하여 제작하면 기간도 길고 서류 작업도 많지만, 3D 프린터를 사용하면 단 몇 시간 안에 제품을 제작할 수 있습니다.”

Objet Connex를 사용하여 새로운 Speed Concept 자전거의 개발 돌파구를 찾다.

Objet Connex로 제작 후 도색을 마친 완제품

Zeigle씨’ 소속 팀은 Trek사의 모든 자전거 제작과정에 Objet Connex 프린터를 사용하고 있습니다. 최근 Trek사는 Tour de France 및 Iron Man Hawaii에 새로운 Speed Concept 9 시리즈 자전거를 타임 트라이얼 경기용 자전거로 출시한 적이 있었는데 그 당시 Objet Connex가 큰 역할을 담당했습니다.’– 자전거의 독특한 프레임이 공기역학 설계로 되어 있기 때문에 공기저항을 낮추는 동시에 속도를 높일 수 있습니다. 자전거를 새로 설계할 때 거의 모든 부품을 Objet Connex로 먼저 제작한 후 이 부품들을 Trek의 Wisconsin 본사로 배송하여 캘리포니아 설비로 30MPH 이상의 풍속으로 샘플 프레임을 테스트했습니다.’– 

“설계자는 특히 공기역학 설계에 대한 여러 가지 아이디어를 제안했으며, 공기 저항에 얼마나 버티는지 알고 싶어 했습니다.”라고 Zeigle씨는 말합니다. “그래서 자전거의 메인 프레임에 장착하여 풍동에서 시험할 수 있는 여러 부품을 Objet Connex로 제작해 보았습니다.” 물병이나 도시락 통과 같은 내구성이 높은 부속품 또한 Objet Connex로 제작하여 더욱 현실적인 테스트 조건을 조성했습니다. 

“반복적으로 신속하게 제작할 수 있는 기술 덕택에 설계자는 더 많은 테스트를 할 수 있었으며 납기를 지킬 수 있었습니다.”라고 Zeigle씨는 말합니다. 수많은 설계 시행착오를 거쳐 나온 Kamtail Virtual Foil은 자전거 설계 분야에서 혁신적인 성과를 인정받아 많은 언론의 주목을 받았습니다.’

Objet Connex를 도입하기 전에는 CNC 머시닝 센터에서 알루미늄이나 고밀도 발포 고무재질로 시제품을 제작한 뒤 서비스 부서에서 아웃소싱에서 제작한 SLA 부품과 조립해야 했습니다. Zeigle씨는 다음과 같이 이야기 했습니다. "제작 기간을 비교해 보면 CNC 부품을 얻는 데만 1주일 이상 소요되었고 SLA 부품을 얻으려면 추가로 며칠 더 걸렸습니다. 하지만 내부에서 Objet 3D 프린터를 사용해서 부품을 제작하면 보통 하루가 채 걸리지 않습니다." Trek사의 Objet Connex 프린터를 담당하는 엔지니어 Lupe Ollarzabal씨는 사내에 Objet Connex를 둔 뒤로 Trek사의 생산성이 엄청나게 향상되었다고 합니다.’’ “새로운 제품 개발 시, Objet Connex를 사용함으로 Trek사는 신제품을 경쟁사 보다 빠르게 출시하거나
–’적시에 더 나은 제품을 생산할 수 있게 되었습니다”라고 말합니다. –Zeigle씨는 시제품을 “즉시 확인”하고자 하는 디자이너에게 있어 Ollarzabal씨가 맡은 역할은 매우 중요하다고 평가했습니다. “이 모든 것은 Trek사 뿐만이 아니라 다른 고객에게도 적용될 수 있습니다. ’특히 시간이 촉박한 경우 Objet Connex가 해결할 수 있습니다.”

Trek사의 디자이너는 Objet Connex를 사용함으로써 며칠이나 몇 주가 걸리는 시제품 제작기간을 약 30분으로 단축시킬 수 있다는 사실에 매우 만족했습니다. 또한 더 많은 시제품을 제작할 수 있게 되었습니다. “우리가 제작한 시제품의 75%는 이전에는 제작할 수 없었던 것입니다.”라고 Zeigle씨는 말합니다. “아웃소싱에 넘기거나 내부에서 밀링 작업으로 시제품을 제작할 당시 다수의 시제품을 생산하려면 비용과 시간도 많이 소모되었습니다.”Zeigle씨는 또한 예전에는 툴링에 착오가 생기면 출시 일정이 몇 주 또는 몇 달간 지연될 수 있었지만 Objet Connex를 사용하여 이러한 단점을 극복하는 데 도움이 되었다고 합니다.

"현재 Trek사’는 쉴새 없이 Objet Connex의 프린터를 가동하고 있습니다.’ 처음에는 Objet 3D 프린터를 작동하는 계약직 직원을 한 명 고용했습니다. “6개월이 지나기 전에, 디자이너가 더 많은 시제품을 제작하기 시작하면서 계약직 직원은 이제 정규직으로 근무하게 되었습니다. 앞으로 일이 더 많아지게 된다면 추가로 직원을 채용하거나 Objet Connex를 추가로 구매하거나 아니면 두 가지를 모두 병행해야 하는 경우도 생길 것입니다.’ 현재 매일 쉴 새 없이 프린터를 가동하고 있으며 주말에 가동하는 경우도 있습니다.”

Stratasys의 서비스는 매우 우수합니다. ’모든 공급업체가 Stratasys처럼 대응이 빠르면 좋겠습니다.“라고 Zeigle씨는 덧붙였습니다. Stratasys의 서비스 점수를 1점 ~ 10점까지 매기자면 10점입니다.’”라고 Zeigle은 말합니다.

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.