"저희가 제공하는 최종 제품은 영하의 온도에서 실시하는 혹독한 테스트를 견뎌낼 수 있어야 합니다. 이러한 부품들은 극한의 환경에서도 견딜 수 있어야 하는데, 터프 1000 수지는 이러한 조건을 충족합니다."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
쿨 머신즈 는 오하이오주에 본사를 둔 단열재 제조 기계 및 기술 전문 기업입니다. 최고운영책임자(COO) 앤디 슐테에게 공급망 안정성과 비용 절감은 매우 중요합니다. 쿨 머신즈는 폼 4(Form 4) 와 터프 1000 레진(Tough 1000 Resin)을 사용하여 영하의 온도, 충격, 그리고 최대 600psi의 압력을 견딜 수 있는 최종 부품을 개발 및 제조하고 있습니다.
단열 진공 청소기 및 송풍기용 부품은 복잡한 내부 구조를 가지고 있습니다. 생산량은 일반적으로 10~100개 정도로 소량이기 때문에 사출 성형은 경제성이 떨어지고, 알루미늄 가공을 외주 제작 할 경우 최대 두 달까지 소요될 수 있습니다.
제도사이자 기계 설계자인 아담 워렌은 회사가 Elegoo 레진 프린터로 사업을 시작했으며, 코로나19 팬데믹 기간 동안 공급망 안정성을 확보하기 위해 3대를 사내에 도입했다고 말합니다. 그러나 프린터에 지속적인 문제가 발생했고 기술 지원팀과 연락이 닿지 않았습니다. 워렌은 "그때부터 실제로 믿을 수 있는 기술 지원을 제공하는 3D 프린터를 찾기 시작했고, 특히 미국 내 기술 지원을 원했습니다."라고 말합니다.
"미국에서 제조되고 미국 내 지원이 제공되는 레진 3D 프린터는 많지 않습니다. 그게 제가 요구했던 조건 중 하나였죠. Formlabs를 선택한 것을 전혀 후회하지 않습니다. 기술 지원이 정말 훌륭하거든요."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
공급망 탄력성을 위한 자체 생산
다이얼용 손잡이와 같은 작은 부품은 개당 4달러 정도의 비용이 들고 공급업체로부터 구하기 어려울 수 있지만, 사내에서 15개를 직접 출력하면 개당 1달러 미만의 비용으로 Form 4 프린터와 검정색 레진을 사용하여 90분 만에 제작할 수 있습니다 . 쿨 머신즈 는 처음 몇 개의 부품을 직접 출력하여 사용 사례를 검증한 후, 공급망 안정성을 높이고 비용을 절감하며 납기를 단축하기 위해 사내에서 출력할 수 있는 부품들을 지속적으로 모색하고 있습니다.
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Form 4를 사용하면 90분 만에 레오스타트 손잡이 15개를 출력할 수 있으며, 이는 구매 비용의 4분의 1에 불과합니다.
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이러한 비용 절감 외에도 3D 프린팅은 설계 유연성을 제공하여 알루미늄 기계 가공이나 사출 성형으로는 구현할 수 없는 복잡한 형상과 언더컷을 제작할 수 있으므로 쿨 머신즈 가 자체적으로 제조할 수 있는 부품의 종류를 확장할 수 있습니다.
내구성이 뛰어난 1000 레진으로 만든 견고한 부품
재료 과학의 발전으로 3D 프린팅이 가능한 범위가 넓어졌습니다. 슐테는 "폼랩스의 새로운 레진 개발과 제품 개선에 정말 깊은 인상을 받았습니다."라고 말합니다. 쿨 머신즈에서 생산하는 최종 제품은 손잡이나 작은 부품 외에도 영하의 온도에서 극한의 테스트를 견뎌야 하고, 작업 현장에서 사용자가 강하게 움직이는 충격에도 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 워렌은 1/4인치 NPT 나사산을 출력할 수 있는 델린과 같은 소재를 찾고 있었습니다. 그렇게 터프 1000 레진이 탄생했습니다.
터프 1000 레진은 HDPE에 버금가는 강도를 지닌 연성 및 내충격성 소재입니다. 짙은 회색을 띠며 무광택으로 출력됩니다. 워렌은 폼랩스의 출력 준비 소프트웨어인 프리폼(PreForm) 에서 단 한 번의 클릭으로 부품을 설정할 수 있다고 말합니다 . 출력 및 후처리 후에는 서포트를 제거하기만 하면 되므로 사포질이나 마감 작업이 필요 없습니다.
| 최대 인장 강도
| 인장 탄성 계수
| 파단 시 신장률
| 가드너 충격 강도 (1/32인치 기준)
| 파괴 작업
| 0.45 MPa에서의 열 변형 온도 |
터프 1000 레진
| 26.3 MPa
| 932 MPa
| 180%
| 13.1 J
| 3200 J/ m²
| 55.3도
|
터프 1000 수지의 기계적 특성 덕분에 내부 습윤 시스템(IWS)과 벽면 스프레이 노즐 두 부품을 자체 제작할 수 있었습니다. 이 두 부품 모두 작업 현장의 힘, 동결 및 충격을 견뎌야 합니다.
내부 습윤 시스템
 |
| 내부 습윤 시스템은 Form 4 프린터로 Tough 1000 레진을 사용하여 출력한 최종 사용 부품입니다. |
내부 습윤 시스템은 섬유 흐름에 미세한 물 분무를 분사하여 먼지 발생을 줄입니다. 이전에는 알루미늄으로 생산되었던 이 제품에 대해 슐테는 "절연재가 알루미늄에 달라붙는 경향이 있었지만 플라스틱에는 그렇지 않다는 것을 알게 되었습니다. 따라서 플라스틱이 이 용도에 훨씬 더 적합한 소재입니다. 고객들이 호스를 잡아당겨도 모두 잘 견뎌내고 있습니다."라고 말했습니다.
작업 현장에서 사용자는 장비를 이동하기 위해 호스를 당기는 경우가 많은데, 이 때문에 내부 습윤 시스템은 영하의 온도에서도 강한 힘과 충격을 견뎌야 합니다. 터프 1000 레진은 충격 저항성이 뛰어나 내부 습윤 시스템에 적합한 소재였으며, 3D 프린팅 부품은 혹독한 테스트와 작업 현장 사용 환경 모두에서 우수한 성능을 입증했습니다.
"이 부품은 콘크리트 바닥에 3미터 높이에서 떨어뜨려 얼리는 테스트를 통과했고, 발로 차이고, 밟히고, 짓밟히고, 뛰어오르는 등 온갖 상황을 견뎌냈습니다. 꽤 괜찮은 부품이라고 생각합니다."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
 |  |
벽면 스프레이 노즐의 시제품으로, 석고보드를 붙이기 전에 벽체 내부의
빈 공간에 단열재를 분사하는 데 사용됩니다.
| 벽면 스프레이 노즐의 구성 요소들을 Tough 1000 레진으로
3D 프린팅했습니다. |
벽면 스프레이 노즐은 5개월간의 개발 끝에 탄생했으며, 내부의 기하학적 구조 때문에 3D 프린팅 없이는 제작이 불가능했을 것입니다. 시제품 제작 과정에서 워렌은 Form 4의 빠른 속도를 활용했는데, 그는 "만약 제대로 작동하지 않으면 다음 날 바로 다음 버전을 프린터에 올려 테스트할 수 있습니다."라고 말했습니다.
벽면 스프레이 노즐의 핵심 요구 사항은 수압을 견디는 것이었습니다. 슐테는 자체 테스트를 통해 1/4인치 NPT 나사산이 최대 900psi의 압력을 견딜 수 있음을 확인했습니다. 또한, 낙하 충격 테스트도 진행했습니다. 다음 단계는 현장 시험입니다. 벽면 스프레이 노즐이 이러한 테스트를 통과하면, 쿨 머신즈는 시제품 제작 방식과 동일하게 Form 4 3D 프린터와 Tough 1000 레진을 사용하여 제품을 생산할 예정입니다.
내구성이 뛰어난 부품을 자체 생산
쿨 머신즈는 폼 4(Form 4) 공정을 자체적으로 도입함으로써 부품 비용을 절감하고 공급망의 안정성을 확보했습니다. 하지만 고성능 최종 부품 제조를 가능하게 한 것은 재료 과학의 발전입니다.
열가소성 수지에 버금가는 견고한 엔지니어링 소재를 3D 프린팅으로 제작할 수 있어, 제조 가능한 형상의 범위를 넓히고 제작 기간을 단축할 수 있습니다. Tough 1000 레진을 직접 평가해 보시려면 무료 샘플 부품을 요청하세요.
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출처: https://formlabs.com/blog/tough-1000-resin-cool-machines/
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"저희가 제공하는 최종 제품은 영하의 온도에서 실시하는 혹독한 테스트를 견뎌낼 수 있어야 합니다. 이러한 부품들은 극한의 환경에서도 견딜 수 있어야 하는데, 터프 1000 수지는 이러한 조건을 충족합니다."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
쿨 머신즈 는 오하이오주에 본사를 둔 단열재 제조 기계 및 기술 전문 기업입니다. 최고운영책임자(COO) 앤디 슐테에게 공급망 안정성과 비용 절감은 매우 중요합니다. 쿨 머신즈는 폼 4(Form 4) 와 터프 1000 레진(Tough 1000 Resin)을 사용하여 영하의 온도, 충격, 그리고 최대 600psi의 압력을 견딜 수 있는 최종 부품을 개발 및 제조하고 있습니다.
단열 진공 청소기 및 송풍기용 부품은 복잡한 내부 구조를 가지고 있습니다. 생산량은 일반적으로 10~100개 정도로 소량이기 때문에 사출 성형은 경제성이 떨어지고, 알루미늄 가공을 외주 제작 할 경우 최대 두 달까지 소요될 수 있습니다.
제도사이자 기계 설계자인 아담 워렌은 회사가 Elegoo 레진 프린터로 사업을 시작했으며, 코로나19 팬데믹 기간 동안 공급망 안정성을 확보하기 위해 3대를 사내에 도입했다고 말합니다. 그러나 프린터에 지속적인 문제가 발생했고 기술 지원팀과 연락이 닿지 않았습니다. 워렌은 "그때부터 실제로 믿을 수 있는 기술 지원을 제공하는 3D 프린터를 찾기 시작했고, 특히 미국 내 기술 지원을 원했습니다."라고 말합니다.
"미국에서 제조되고 미국 내 지원이 제공되는 레진 3D 프린터는 많지 않습니다. 그게 제가 요구했던 조건 중 하나였죠. Formlabs를 선택한 것을 전혀 후회하지 않습니다. 기술 지원이 정말 훌륭하거든요."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
공급망 탄력성을 위한 자체 생산
다이얼용 손잡이와 같은 작은 부품은 개당 4달러 정도의 비용이 들고 공급업체로부터 구하기 어려울 수 있지만, 사내에서 15개를 직접 출력하면 개당 1달러 미만의 비용으로 Form 4 프린터와 검정색 레진을 사용하여 90분 만에 제작할 수 있습니다 . 쿨 머신즈 는 처음 몇 개의 부품을 직접 출력하여 사용 사례를 검증한 후, 공급망 안정성을 높이고 비용을 절감하며 납기를 단축하기 위해 사내에서 출력할 수 있는 부품들을 지속적으로 모색하고 있습니다.
이러한 비용 절감 외에도 3D 프린팅은 설계 유연성을 제공하여 알루미늄 기계 가공이나 사출 성형으로는 구현할 수 없는 복잡한 형상과 언더컷을 제작할 수 있으므로 쿨 머신즈 가 자체적으로 제조할 수 있는 부품의 종류를 확장할 수 있습니다.
내구성이 뛰어난 1000 레진으로 만든 견고한 부품
재료 과학의 발전으로 3D 프린팅이 가능한 범위가 넓어졌습니다. 슐테는 "폼랩스의 새로운 레진 개발과 제품 개선에 정말 깊은 인상을 받았습니다."라고 말합니다. 쿨 머신즈에서 생산하는 최종 제품은 손잡이나 작은 부품 외에도 영하의 온도에서 극한의 테스트를 견뎌야 하고, 작업 현장에서 사용자가 강하게 움직이는 충격에도 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 워렌은 1/4인치 NPT 나사산을 출력할 수 있는 델린과 같은 소재를 찾고 있었습니다. 그렇게 터프 1000 레진이 탄생했습니다.
터프 1000 레진은 HDPE에 버금가는 강도를 지닌 연성 및 내충격성 소재입니다. 짙은 회색을 띠며 무광택으로 출력됩니다. 워렌은 폼랩스의 출력 준비 소프트웨어인 프리폼(PreForm) 에서 단 한 번의 클릭으로 부품을 설정할 수 있다고 말합니다 . 출력 및 후처리 후에는 서포트를 제거하기만 하면 되므로 사포질이나 마감 작업이 필요 없습니다.
터프 1000 수지의 기계적 특성 덕분에 내부 습윤 시스템(IWS)과 벽면 스프레이 노즐 두 부품을 자체 제작할 수 있었습니다. 이 두 부품 모두 작업 현장의 힘, 동결 및 충격을 견뎌야 합니다.
내부 습윤 시스템
내부 습윤 시스템은 섬유 흐름에 미세한 물 분무를 분사하여 먼지 발생을 줄입니다. 이전에는 알루미늄으로 생산되었던 이 제품에 대해 슐테는 "절연재가 알루미늄에 달라붙는 경향이 있었지만 플라스틱에는 그렇지 않다는 것을 알게 되었습니다. 따라서 플라스틱이 이 용도에 훨씬 더 적합한 소재입니다. 고객들이 호스를 잡아당겨도 모두 잘 견뎌내고 있습니다."라고 말했습니다.
작업 현장에서 사용자는 장비를 이동하기 위해 호스를 당기는 경우가 많은데, 이 때문에 내부 습윤 시스템은 영하의 온도에서도 강한 힘과 충격을 견뎌야 합니다. 터프 1000 레진은 충격 저항성이 뛰어나 내부 습윤 시스템에 적합한 소재였으며, 3D 프린팅 부품은 혹독한 테스트와 작업 현장 사용 환경 모두에서 우수한 성능을 입증했습니다.
"이 부품은 콘크리트 바닥에 3미터 높이에서 떨어뜨려 얼리는 테스트를 통과했고, 발로 차이고, 밟히고, 짓밟히고, 뛰어오르는 등 온갖 상황을 견뎌냈습니다. 꽤 괜찮은 부품이라고 생각합니다."
애덤 워렌, 제도사 겸 기계 설계자, 쿨 머신즈
빈 공간에 단열재를 분사하는 데 사용됩니다.
3D 프린팅했습니다.
벽면 스프레이 노즐은 5개월간의 개발 끝에 탄생했으며, 내부의 기하학적 구조 때문에 3D 프린팅 없이는 제작이 불가능했을 것입니다. 시제품 제작 과정에서 워렌은 Form 4의 빠른 속도를 활용했는데, 그는 "만약 제대로 작동하지 않으면 다음 날 바로 다음 버전을 프린터에 올려 테스트할 수 있습니다."라고 말했습니다.
벽면 스프레이 노즐의 핵심 요구 사항은 수압을 견디는 것이었습니다. 슐테는 자체 테스트를 통해 1/4인치 NPT 나사산이 최대 900psi의 압력을 견딜 수 있음을 확인했습니다. 또한, 낙하 충격 테스트도 진행했습니다. 다음 단계는 현장 시험입니다. 벽면 스프레이 노즐이 이러한 테스트를 통과하면, 쿨 머신즈는 시제품 제작 방식과 동일하게 Form 4 3D 프린터와 Tough 1000 레진을 사용하여 제품을 생산할 예정입니다.
내구성이 뛰어난 부품을 자체 생산
쿨 머신즈는 폼 4(Form 4) 공정을 자체적으로 도입함으로써 부품 비용을 절감하고 공급망의 안정성을 확보했습니다. 하지만 고성능 최종 부품 제조를 가능하게 한 것은 재료 과학의 발전입니다.
열가소성 수지에 버금가는 견고한 엔지니어링 소재를 3D 프린팅으로 제작할 수 있어, 제조 가능한 형상의 범위를 넓히고 제작 기간을 단축할 수 있습니다. Tough 1000 레진을 직접 평가해 보시려면 무료 샘플 부품을 요청하세요.
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출처: https://formlabs.com/blog/tough-1000-resin-cool-machines/
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