임무 및 운용자의 요구 사항이 변화함에 따라 더 빠르게 제작, 조정 및 확장할 수 있습니다. Stratasys 3D 프린터를 활용해 사내에서 직접 제조하거나, Stratasys Direct와 협력하여 미국 내 부품 생산을 진행하거나, 두 방법을 결합하여 통제력, 유연성 및 생산 능력의 균형을 맞출 수 있습니다.
국방 분야의 UxS 프로그램은 거의 정적인 상태가 아닙니다. 운용자의 피드백, 탑재체 변경, 진화하는 임무 프로필로 인해 새로운 구성, 교체 및 생산 요구 사항이 발생할 수 있습니다. 팀은 여전히 SWaP(크기, 무게, 전력), 목표 운영 조건, 구성 관리, 규정 준수, 추적성, 비용 및 배치 일정을 관리해야 합니다.
폴리머 적층 제조는 제작-시험-개선 주기를 단축하고, 고정형 공구에 대한 의존도를 낮추며, 생산 관련 시제품에서 필요한 속도로 생산 품질의 부품에 이르는 통제된 과정을 지원할 수 있습니다.
환경
과제
임무 환경과 사용 수명에 따라 온도, 습도, 밀봉, 화학 물질 노출, 자외선(UV), FST, 가스 방출 등 주요 요구 사항이 달라질 수 있습니다. 실제 사용 요구 사항을 초과하여 설계할 경우, 임무 수행에 대한 가치를 높이지 못한 채 비용, 중량 및 복잡성만 증가시킬 수 있습니다.
해결책
: 실제 노출 조건에 맞춰 소재를 평가하십시오. 가능한 옵션으로는 해당 FST, 열 및 화학 요구 사항을 충족하는 ULTEM™ 9085 수지; 고온, 내화학성 및 낮은 가스 방출 특성을 갖춘 AIS™ Antero® 800NA; 그리고 특정 자외선, 물, 화학 물질 및 고온 요구 사항을 충족하는 P3™ DLP 소재 등이 있습니다.
기계적
Challenge
Defense의 무인항공기(UAV) 부품은 중량, 강성, 내구성, 공기역학적 성능 및 생산 속도의 균형을 맞춰야 합니다. 또한 센서 짐벌 하드웨어는 동적인 비행 조건에서도 안정적인 정렬 상태를 유지해야 할 수 있습니다.
해결
방안 잠재적인 출발점으로는 고강성 부품용 FDM® Nylon 12CF™와 높은 강성, 내열성 및 치수 안정성이 요구되는 정밀 센서 또는 짐벌 하우징용 P3™ Deflect™ 110이 있습니다. 최종 선정은 하중, 형상, 환경, 수량 및 인증 요건에 따라 결정됩니다.
프로그램
과제
성공적인 시제품 제작만으로는 부품이 요구되는 수량, 일정 및 품질 수준에 맞춰 생산, 검사, 문서화, 납품 및 수령될 수 있음을 입증하지 못합니다. 방위 산업 고객은 또한 생산 팀이 구성 관리(configuration control)를 잃지 않으면서 소량의 제품에서 수백 개 또는 수천 개로 생산 규모를 확장할 수 있는지 평가할 수도 있습니다.
해결책
먼저 사용 수명, 수량, 생산 속도, 설계 변경 주기, 양산 전환 계획을 정의하십시오. 그런 다음 필요에 따라 사내, 외주 또는 하이브리드 생산 능력을 활용하여 공정, 후속 작업, 검사, 추적성, 문서화 및 납품을 포함한 전체 프로세스를 수립하십시오.
전기
과제
: UAV 전자 및 항공전자 장비 인클로저는 경량성을 유지하고 커넥터 및 기타 통합 부품을 수용하면서도 정전기 분산 기능을 갖추고 EMI/RFI로부터 보호되어야 할 필요가 있습니다.
해결
방안: ESD 성능, 높은 내열성 및 내화학성, 낮은 가스 방출이 요구되는 경우 AIS™ Antero® 840CN03을 잠재적 옵션으로 고려할 수 있습니다. 적층 제조된 인클로저의 경우, 적용된 EMI/RFI 차폐 성능도 평가해 볼 수 있습니다.
아래의 적용 사례는 후보에 불과하며, 출발점으로 간주해야 합니다. 최종 공정, 소재 및 제조 방식의 선정은 하중, 작동 환경, 수량, 검사 및 인증 요건에 따라 달라집니다.
| 적용 분야 | 대표적인 부품 | 기술 및 소재 옵션 | 적합한 이유 | 경로 |
| 페이로드 및 센서 시스템 | 센서 및 짐벌 하우징, 페이로드 인클로저, 카메라 마운트, 무선 통신기 마운트, 모듈형 페이로드 인터페이스 |
P3™ Deflect™110 레진을 사용한 Origin® Two; 고성능 FDM® 소재를 사용한 F900® |
페이로드, 센서, 무선 통신 장치 및 인터페이스의 구성 변경을 지원하며, 강성, 열 안정성, 치수 정확도, 내화학성 및 자외선 노출에 대한 다양한 소재 옵션 제공 | |
| 항공전자 및 전기 시스템 | 항공전자 장비 인클로저, 배터리 수납함, 와이어웨이, 도관 | AIS™ Antero® 840CN03 또는 AIS™ Antero® 800NA를 적용한 F900® | 필요한 경우 AIS™ Antero® 840CN03을 사용한 ESD 성능; 검증된 적절한 Antero® 소재를 통해 높은 내열성, 내화학성, 인성 및 낮은 가스 방출을 제공합니다. | |
| 구조적 인터페이스 | 페이로드 부착물, 브래킷, 견고한 마운팅, 피팅 | F3300® 또는 F900® (FDM® Nylon 12CF™ 적용) | 강성 및 중량 대비 강도 성능이 뛰어난 경질 구조용 인터페이스 및 툴링 | |
| 공기역학 및 기체 구조 부품 | 덕트, 슈라우드, 클로즈아웃, 커버, 일부 공기역학적 표면 및 기체 구조물 | ULTEM™ 9085 수지 또는 AIS™ Antero® 800NA를 사용한 F900®; 소형 부품용 LOCTITE® 3D 3955 FST를 사용한 Origin® Two | FST, 고온 내성 또는 내화학성 옵션을 적용한 경량 복합 형상 | |
| 일괄 생산 부품 | 커버, 클립, 가드, 소형 하우징, 보호 부품 | Stratasys® High Yield PA11 파우더 또는 SAF™ PA12 파우더를 사용한 H350® | 내충격성 및 내피로성을 위한 PA11; 정밀하고 내구성이 뛰어나며 비용 효율적인 일괄 생산을 위한 PA12 | |
| 금형 및 유지보수 | 조립 지그, 드릴링 가이드, 수리 도구, 교체용 하드웨어 | 용도에 따라 FDM®, SAF®, P3™ 또는 Stratasys Direct® 공정 중 선택 | 신속한 형상 변경, 디지털 재고 관리, 통제된 개정, 반복 가능한 생산 워크플로우 |
일부 단순한 일반 형상의 부품, 안정적이고 대량 생산되는 부품, 또는 특정 성능 및 인증 요건이 있는 용도의 경우 다른 방식으로 제조하는 것이 더 나을 수 있습니다. 올바른 답은 용도에 따라 달라집니다. 당사 팀은 최종 부품, 금형, 과도기적 생산 또는 제조 공정의 다른 단계에서 적층 제조를 도입할 가치가 있는지 판단하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
Talk to an Expert과제
: 무인 항공기 프로그램에 필요한 품질 관리, 인증 및 표준화를 유지하면서, 개별적인 적용 사례에 그치던 적층 제조를 반복 가능한 생산 역량으로 확장하는 것.
해결
방안: GA-ASI는 사내 Stratasys FDM 시스템과 Stratasys Direct와 같은 검증된 파트너를 결합한 단계적 하이브리드 적층 제조 생태계를 구축했으며, 이는 적용 사례와 전담 우수 센터(Center of Excellence)의 지원을 받았습니다.
과제
오로라 플라이트 사이언스(Aurora Flight Sciences)는 제트 추진 방식의 추력 벡터링 기능을 갖춘 무인항공기(UAV)를 통해, 팀이 설계 및 생산 단계에서 비행 단계로 얼마나 신속하게 전환할 수 있는지 보여주기 위해 나섰습니다. 이 항공기에는 견고하면서도 가벼운 기체, 정밀한 무게중심 제어, 그리고 까다로운 운용 조건에 적합한 소재가 필요했습니다.
해결
방안: 오로라와 스트라타시스는 Fortus® 3D 프린터와 스트라타시스 다이렉트 매뉴팩처링(Stratasys Direct Manufacturing)의 레이저 소결 및 직접 금속 레이저 소결 기술을 결합했습니다. 토폴로지 최적화, 부품 통합, 그리고 GrabCAD와의 협업을 통해 6명의 엔지니어로 구성된 팀은 항공기 구성 부품 34개 중 26개를 적층 제조 방식으로 제작할 수 있었습니다.
9085, 1010 및 ULTEM™ 상표는 SABIC, 그 계열사 또는 자회사로부터 라이선스를 받아 사용됩니다.
DVIDS / 미군 시각 정보. 미 전쟁부(DoW)의 시각 정보가 게재되었다고 해서 미 전쟁부의 승인을 의미하거나 이를 구성하는 것은 아닙니다.
