일부 관측통은 "디지털 시대의 산업 혁명"으로 급속한 제조업이 이제 제조 업계의 얼굴을 오랫동안 변화시키고 있습니다. 많은 사람들은 3D 인쇄 기술이 설계 및 제조를 민주화함으로써 규모의 경제에보다 쉽게 ​​접근하고 덜 의존하게한다고 믿습니다. 전통적인 제조 방법은 종종 금형 제작 비용이 많이 들기 때문에 중소 기업 및 개인이 제품 개발과 관련하여 종종 시장에서 가격을 책정한다는 의미입니다. 3D 프린팅은 게임 체인저로 환영 받고 있으며 기업은 이전에는 상상도 할 수 없었던 제조 공정을 가능하게했습니다.

여기 Freshome에서 우리는 3D 인쇄의 과정에 흥미를 느끼고 있습니다. 우리는 제조 산업에 혁명을 일으키는 이러한 파괴적인 기술에 대해 더 알고 싶었습니다. 다행스럽게도 현장 전문가가 우리 질문에 답했습니다. 필 리브스 (Phil Reeves) 박사는 유럽, 북미, 중동, 극동 및 중동 지역의 광범위한 고객과 함께 일하는 영국 기반의 첨가제 제조 (AM) 및 3D 인쇄 컨설팅 및 리서치 회사 인 Econolyst Ltd의 전무 이사 겸 주임 컨설턴트입니다. 아프리카. Reeves 박사는 미래의 비즈니스 및 기술 전략에 대한 추가 제조 시스템 공급 업체와 AM 도입의 비즈니스 이점에 대한 기술 사용자에게 조언합니다.

3D 인쇄 란 정확히 무엇입니까?

3D 인쇄는 3 차원 컴퓨터 데이터로부터 확실한 제품을 생산하는 신기술의 범위를 나타내는 용어입니다. 이 기술은 3D 부품이 완성 될 때까지 2 차원 소재 층을 레이어별로 결합함으로써 접근 방식이 작동하므로 "첨가제 제조"로 산업에서 종종 언급됩니다.

3D 인쇄는 이미 20 년이 넘었으며, 그 당시에 어떤 발전이 있었습니까?

조기 3D 인쇄 기계는 제품 개발 과정에서 사용 된 RP (Rapid Prototyping) 모델 제작에만 사용되었습니다. 이러한 초기 RP 모델은 강도가 매우 낮았으며 수주 또는 제조일 이내에 변형되거나 저하 될 수 있습니다. 그러나 제품의 모양이나 형태를 평가하는 데만 사용되었다는 점을 감안하면 당시로서는 받아 들일 만했습니다.

기술이 성숙됨에 따라 우리가 사용할 수있는 재료의 범위가 늘어 났으며 이로 인해 기계적 특성과 수명이 향상되었습니다. 우리는 이제 티타늄 또는 금과 같은 금속, ABS, 나일론 및 폴리 카보네이트와 같은 중합체 또는 알루미늄 또는 지르코늄과 같은 세라믹으로 부품을 생산할 수 있습니다.

동시에, 기술은 더 크고 빨라졌으며 대량 생산 측면에서 생산성과 경제성을 높였습니다. 정형 외과 임플란트, 치과 대문자 및 크라운, 보청기, 휴대 전화 케이스, 인공 관절 커버 및 가정용 인테리어 제품과 같은 분야의 주요 생산 응용 분야로 기술을 몰고가는 증가 된 물질 적합성으로 인해 생산성이 향상됩니다.

인테리어 업계에서 3D 인쇄 기술은 어떻게 사용되고 있습니까?

흥미롭게도 홈 인테리어는 3D 인쇄가 단순히 프로토 타입이 아닌 제품을 제조하는 데 처음으로 사용 된 첫 번째 응용 프로그램 중 하나였습니다. 밀레니엄 시대를 맞이하여 대학의 RP 기술에 노출 된 젊은 디자이너들이 램프 장식과 과일 그릇에서부터 가구 및 예술에 이르기까지 3D 인쇄 인테리어 제품을 판매하는 사업을 시작했습니다.

아마 가장 영향력있는 사람은 쟌 키타 넨 창조의 자유에서. Janne는 비즈니스 인 에이 블러의 관점에서 3D 인쇄의 힘을 이해했습니다. 그는 툴링에 대한 선행 자본 투자없이 이전에 생각조차 할 수 없었던 기하학적으로 복잡한 제품을 판매하는 회사를 설립 할 수있었습니다. 인터넷을 통해 그는 RP 산업에 서비스하기 위해 3D 인쇄 기술에 투자 한 제 3의 회사가 요구에 따라 생산 된 작은 배치를 생산하면서 거의 제조 직전에 제품을 판매 할 수있었습니다.

Materialize MGX와 같은 다른 회사는 곧 여러 디자이너의 3D 인쇄 인테리어 제품을 집계하고 더 전통적인 인테리어 소매 업체를 통해 마케팅을 시작했습니다. 미래 공장의 라이오넬 딘 (Lionel Dean)과 같은 3D 인쇄 제품 디자이너는 이탈리아의 쿤달리니 (Kundalini) 조명과 같은 기존 인테리어 제조업체와 협력하여 3D 인쇄 제품을 시장에 출시했습니다.

그리고 건축가는 어떻게 사용하고 있습니까?

현재 3D 인쇄는 건축가를위한 신속한 프로토 타이핑 도구입니다. 점점 더 많은 건축가가 2D CAD (Computer Aided Design) 소프트웨어에서 3D CAD 소프트웨어로 전환함에 따라 3D CAD와 3D 인쇄 사이의 연결을 활용할 수있게되었습니다. 건축가는 현재 건물, 인테리어, 3D 사이트 계획 및 재개발을위한 전체 마스터 계획의 매우 상세한 모델을 정기적으로 생산하고 있으며 3D 인쇄와 토폴로지 스캔 및 위성 데이터를 연결하여 가능합니다. Google 어스 및 3D에서 특정 지리적 영역의 데이터를 추출하는 것조차도이를 마스터 기획의 도움으로 인쇄 할 수 있습니다.

우리는 이제 D-Shape와 같은 건설 업계 용 3D 기술을 개발하는 회사를 만나고 있습니다.D-shape은 매립 된 대리석 분말 또는 모래를 사용하는 대용량 3D 프린팅 시스템을 개발했습니다.이 시스템은 재료에 바인더를 분사하여 통합됩니다. D 모양은 현재 gazebos, 간이 건축물, 공원 벤치 및 가구와 같은 상대적으로 큰 건축물 (약 5M 높이)을 생산하고 있습니다. 다른 연구 그룹은 전체 건물 생산을 위해 3D 인쇄를 확장하는 방법을 찾고 있습니다. 그러나 이것이 현실이되는 데는 10 년 또는 2 년이 걸릴 것으로 생각됩니다.

3D 인쇄를 주도하는 시장 동향과 소비자 기대치는 어느 정도입니까?

현재 3DP에 대한 관심과 과대 광고가 많습니다. 한편으로 그것은 좋은 것입니다. 그러나 다른 한편으로, 우리는 기술의 능력을 과용하지 않도록주의해야합니다. 이 기술은 스타일리시하고 개별적인 휴대폰 커버를위한 시장과 같은 일부 시장 동향에 매우 잘 대응하고 있습니다. 이 기술은 또한 온라인 게임 캐릭터 및 아바타를 유형화되고 개인화 된 제품으로 실현할 수 있도록 온라인 컴퓨터 게임 및 소셜 네트워킹의 성장에 대응했습니다.

그러나 공정 경제적 및 물질적 능력면에서 여전히 한계가 있습니다. 언젠가는 3D 인쇄가 가정, 냄비, 프라이팬, 세탁기, 샤워 실 또는 TV 리모컨의 깨진 부분에 이르기까지 거의 모든 것을 인쇄 할 수있을 것이라는 기대가 있습니다. 현실은 우리가 그러한 시스템으로부터 수년간 떨어져 있다는 것입니다. 그러나 우리는 이미 기본 장난감, 게임 및 골동품 제조에 적합한 소비자 시장을 겨냥한 상대적으로 기본적인 시스템을 보유하고 있습니다.

3D 인쇄가 설계 및 제조 프로세스에 미치는 영향은 무엇입니까?

3D 인쇄의 가장 중요한 측면 중 하나는 비용상의 불이익을 거의주지 않으면 서 복잡한 형상을 생산할 수있는 능력입니다. 실제로 3D 인쇄는 플라스틱 사출 성형과 같은 기존 프로세스를 사용하여 생산할 수없는 제품을 만드는 데 종종 사용됩니다. 디자이너는 점점 더 큰 수준의 제품 차별화를 가능하게함으로써 이러한 기하학적 유연성을 활용합니다. 결국 3DP 제품은 동일 할 필요가 없습니다.

이 단일 단위 배치 생산은 제조 공동체의 강력한 동인이기도합니다. 과거 제조 경제학에서는 금형 공구와 같은 고정 자산 비용을 충당하기에 충분한 구성 요소를 생산하는 데 항상 기반을 두었습니다. 그러나 금형 공구에 대한 필요성을 없앰으로써 경제 모델이 크게 바뀝니다.

3D 인쇄 프로세스는 공급망과 관련하여 몇 가지 실질적인 이점을 제공합니다. 이러한 이점을 설명 할 수 있습니까?

3D 프린팅은 몰딩, 주조 또는 기계 가공을 대체하기 위해 사용되는 파괴적인 기술 일뿐만 아니라 기업이 공급망, 나아가 가치 체인 및 비즈니스 내 고객과의 상호 작용에 관해 다르게 생각할 수있게하는 기술입니다. 3D 인쇄 구현으로 인해이 가치 사슬 전반에 걸쳐 실제로 6 가지 주요 이점이 있습니다.

• 디지털 및 도구가 필요없는 제조 - 특정 지리적, 인구 통계 학적 또는 사회적 추세를 지원하기 위해 제품 분산 수준을 높이고 경제적 배치 생산량을 줄입니다.
• 설계 자유를 활용하여 비용상의 불이익을 거의주지 않으면 서 기하학적 복잡성이 증가하는 제품을 생산할 수 있습니다.
• 제품 맞춤화 가능 - 복잡한 형상을 가진 배치 크기의 소량 생산을 결합하여 개별화 된 제품 실현
• 직관적 인 소프트웨어 도구 또는 3D 스캐닝에 대한 온라인 또는 오프라인 액세스를 통해 제품 디자인 경험에 소비자 참여 - 소매업에 새로운 경험 제공
• 신흥 시장 문제 해결 - 인구 고령화 및 인구 변화를위한 제품 맞춤화와 소매 접근성의 결합
• 공급망 녹 색 - 재고 보유 감소, 포장 폐기물 감소, 물류 감소 및 제조 CO2 감소

결과적으로 3D 인쇄는 체인의 백 엔드와 프런트 엔드 모두에 소비자를 배치하므로 공급 체인의 방향을 완전히 바꿀 수 있습니다. 소비자는 초기 제품 설계에 관여하거나 주문 교환을 통해 제품을 주문할 수 있으므로 주문형으로 주문할 수 있습니다. 3D 인쇄를 통해 민첩한 대응 공급망을 구축 할 수있을뿐만 아니라 린 (lean) 한 공급망을 구축 할 수 있습니다.

3D 인쇄의 중요한 한계는 무엇이며 이러한 한계를 극복하기 위해 어떤 진전이 이루어지고 있습니까?

우리가 말했듯이, 우리에게는 여전히 물질적 인 한계가 있습니다. 어떤 것은 육체적이고, 어떤 것은 경제적이며, 어떤 것은 심미적이며 어떤 것은 환경 적입니다. 3D 프린팅 공정은 성형 플라스틱 또는 고체에서 기계 가공 된 금속 부품의 기계적 성질을 얻기 위해 아직도 어려움을 겪고 있습니다. 그러나 전 세계 실험실과 대학에서 자료 범위를 확장하고 이미 보유하고있는 것들을 개선하기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.

또한 원료 공급 비용을 낮추고있는 재료 공급망에 진출하는 기업이 늘어나고 있으며 이는 최종 부품 생산의 경제성에 영향을 미칩니다. 우리는 또한 오일보다 식물에서 파생 된 나일론 11 및 PLA와 같은 녹색 폴리머와 같은 지속 가능한 재료와 함께 부품의 미적 감각을 개선하고 더 나은 색상 정의 및 투명도를 보게됩니다. 우리는 갈 길이 멀지 만 빨리 움직이고 올바른 방향으로 움직이고 있습니다.

3D 프린팅의 주요 걸림돌은 주류 기술이됩니까?

우리가 말했듯이 자료는 문제이지만, 일부는 제품 디자인을 통해 완화 될 수 있습니다.생산 3D 인쇄 기계 및 재료가 상대적으로 비싸고 상대적으로 느리기 때문에 경제성 또한 문제입니다. 생산하는 부품이 대량 생산 기술로 제조 된 부품보다 비용이 많이 드는 것처럼 보입니다. 그러나 재료 가격이 하락하고 생산성이 높아짐에 따라 3D 프린팅의 경제성이 더 좋아집니다.

다른 주요 한계는 지식입니다. 많은 기업들이 3D 인쇄 사용법이나 가치 사슬 내에서의 위치를 ​​이해하지 못합니다. 현재 제조 공급 체인이 취약하다고 느끼기 때문에 제품 설계자는 3D 인쇄를 고객 가치 사슬에 통합하는 방법을 이해하는 데있어 기하학적 이점과 마케팅 기능의 어려움을 완전히 이해하지 못합니다. 이것이 기업이 이러한 문제를 이해하고, 기술을 평가하고, 비즈니스 사례를 개발하고, 가치 흐름을 구현할 수 있도록 지원하는 컨설팅으로 생각됩니다.

저비용 휴대용 데스크탑 3D 인쇄 기계가 출현함에 따라 우리는 곧 가정에서이 3D 인쇄 기계를 사용할 수있게 될 것입니다. 이 시나리오는 얼마나 될 가능성이 있습니까?

내 집에는 두 개의 3D 인쇄 기계가 있으며 아이들은 그들을 사랑합니다. 그러나 다시 한 번, 장의사는 차고에서 2 개의 이상한 관을 가지고있을 것입니다. 진심으로, 홈 3D 프린팅에 대한 관심은 지난 2 년 동안 경이적인 것으로 나타났습니다. 마지막으로 우리는 전세계 40 개 이상의 회사에서 저가 프린터, 가정용 프린터 및 일반 프린터를 생산하고 있습니다. 대부분은 노즐을 통해 용융 된 폴리머를 밀어내는 동일한 오픈 소스 디자인을 기반으로하지만, 일부는 다른 방법을 사용하고 있습니다. 작년에 약 15,000 대의 가정용 프린터가 판매되었습니다. 우리는 그 숫자가 올해 (아마도 더 많은) 6 만개에 가까울 것으로 예상합니다. 모든 가정이 그러 하듯이 - 아직.

현재 대부분의 가정용 기계는 기술에 관심이 있거나 제품 디자인에 관심이있는 사람들이 사용하고 있습니다. 원격 조정 항공기 부품을 만들거나 사용자 지정 낚시를 만드는 등 취미 생활을 지원하기 위해 구매하는 사람들이 점점 늘어나고 있습니다. 교육적인 관점에서 볼 때 훌륭한 제품입니다. 3D 프린터, 코치 닐 식품 착색제, 식초 및 중탄산 소다를 섭취하면 최고의 '학급에서 우승 한'화산 숙제 프로젝트가 있습니다.

잠재적 인 사업 투자로 3D 인쇄를 탐험하려는 기업가에게 어떤 조언을 해 주시겠습니까?

시장을 알고 고객을 알고 기술을 알아야합니다. 3D 인쇄물 설계, 온라인 또는 하이 스트리트에서의 소매업, 다른 사람들이 설계 프로세스에 참여하고, 새로운 재료를 공식화하거나, 더 깊은 포켓이있는 사람들에게 생산 능력을 설정하기위한 소프트웨어 인터페이스를 개발하는 등 공급망 전반에 많은 기회가 있습니다 . 기업의 경우 핵심은 고객의 경험과 기술의 가치를 이해하는 것입니다. 일부 회사의 경우 3D 인쇄는 회사의 삶을 더 쉽게 만들어주는 침묵의 원동력입니다. 다른 사람들에게 3D 인쇄는 제품이 존재하는 이유인 차별화 요소입니다. 일단 3D 인쇄가 가치를 부가하는 방법을 이해하고 나면 회사는이를 사용하는 방법과 사용시기를 이해해야하지만 또 다른 이야기입니다.

Freshome은 Phil Reeves 박사에게 3D 인쇄 세계에 대한 전문가의 통찰력에 감사드립니다. 이 기사에 등장한 모든 이미지는 창조의 자유