사례 연구

Nissan이 데이터 준비 시간을 50% 단축한 방법

5 분 분량

Magics로 3D 디자인을 보고 있는 사람들

닛산 자동차는 3D 프린팅 기술을 사용하여 시제품파트를 제작하고 새로운 차량들의 형태를 실험하고 있습니다. 기존의 작업방식에는 많은 수작업이 필요했습니다. 그러나 머티리얼라이즈 소프트웨어 솔루션 도입후 닛산이 전체 프로세스를 변경하고 효율성을 크게 높일 수 있었던 사례를 소개합니다.  데이터 준비 시간이 몇 개월에서 몇 초로 단축되었습니다.

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SinterStationHiQ을 사용하는 신차 생산 준비 기술 센터의 닛산 직원

데이터 준비 및 서포트 제거 시간을 대폭 단축

플랫폼은 크기가 제한되어 있으므로 큰 파트는 잘라내어 별개의 파트로 프린팅해야 합니다. 과거 워크플로우에서 닛산은 CAD 소프트웨어를 사용하여 큰 파트를 작은 파트로 분할했습니다. 보통 큰 파트를 분할하는 데에만 3일 정도의 기간이 걸렸다고 합니다. 그러나 이제 닛산은Materialise Magics software을 활용하여 데이터 준비 시간을 50% 단축했습니다.

"Magics의 분할 기능을 통해 원하는 위치에서 파트를 쉽게 분할할 수 있었으며 작업 시간도 절반 정도 단축되었습니다." 라고 닛산 측은 설명합니다. "분할 작업을를 수행할 때 위치 고정 핀을 자동으로 생성는할 유용한 기능도 있어 조립 중에 위치를 쉽게 일치시킬 수도 있습니다."

과거에 닛산이 겪은 또 다른 어려움은 파우더 신터링을 사용할 때 고온으로 인해 형성 과정에서 파트가 뒤틀리거나 구부러질 위험이 있다는것이었습니다. 그림 3에서 보여지듯이 서포트 구조를 생성함으로써 이를 방지할 수 있었습니다. 또한 자동으로 서포트와 파트 간의 연결을 매우 미세하게 조정할 수 있기 때문에 서포트 구조를 더 쉽게 제거할 수 있어 후처리 속도도 빨라졌습니다. 

한 달의 작업량을 몇 번의 클릭으로 이루어 내다

큰 부품들을 분할(splitting)하는 것 다음으로, 닛산은 적절한 벽 두께(wall thickness)를 설정하는 데 많은 시간을 소비했습니다. 차량 모델 중 하나를 선택하여 3D 모델을 축소할 때, 파트의 벽 두께(wall thickness)가  함께 얇아져 프린팅 할 수 없는 데이터가 생성되었다고 합니다.. 이를 해결하기 위해 예전에는 CAD에서 디자인을 수동으로 변경했었고 약  한 달 정도의 작업시간이이 필요했었습니다.

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“얇은 벽으로 된 구성 요소를 찾아 두께를 늘리기 위해 20,000개 이상의 데이터를 검색해나가야 했죠. 한 개의 피스로 3D 프린팅이 필요한 파트의 경우, 원래 디자인된 파트 간의 간격을 변경해연결이 가능하도록 하기 위해서 많은 수작업을 해야 했습니다."라고 닛산 측은 설명합니다.

오늘날 닛산은 이러한 단계를 자동화하는 Magics software를 사용하여 많은 시간을 절약하고 있습니다.

"머티리얼라이즈의 Magics를 사용하기 시작한 이후로 단 한 번의 클릭으로 자동 데이터 오류 수정, 임의 값에 의한 두께 검색, 데이터 병합 등의 프로세스를 모두 수행할 수 있게 되어, 필요한 작업 시간이 크게 단축되었습니다 (그림 4). 또한 벽 두께 분석 기능을 사용하여 각 파트의 두께를 시각화하여 3D 프린팅이 불가능한 얇은 벽을 가진 파트가 간과되는 것을 방지할 수 있었습니다 (그림 5). 또한 임의의 영역을 선택한 후 해당 영역의 두께를 쉽게 변경할 수 있게 되었죠. 이게 우리가 자주 사용하는 기능들입니다.” (그림 6)"

파우더 신터링 3D 프린터를 위한 자동화 3D 배치 기능으로 작업 시간을 크게 단축하다

사용 전 – 반복된 수동 데이터 준비 작업으로 오랜 작업 시간이 걸리다

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파우더 신터링 3D프린터의 운영 효율성을 위해 가장 중요한 것은 한 번에 최대한의 파트를 프린트할 수 있도록 파트를 잘 배치하고,  배치한 후에는 높이를 제한하는 것입니다. 이 접근 방식은 파우더 비용을 절약하고 빌드 시간을 줄이며 장비의 사용을 최적화합니다.

닛산의 담당자는, "닛산은 Magics 신터 모듈을 사용하기 전에는 3D 프린터와 함께 제공된 기존의 소프트웨어를 사용하여 파트를 수동으로 배치하여 서로 닿지 않도록 하면서 높이를 최대한 제한하는 작업을 했습니다(1단계와 2단계). 그 후에는 동일한 소프트웨어를 사용하여 파트 간의 겹침을 확인하였습니다. 수동으로 진행된 파트 배치에 오랜 시간이 걸렸고 겹침 확인을  위한 시간만 계산만 해도 몇 시간이 걸렸습니다(3단계).

이로 인해 3D 프린팅 작업시작이 지연되었을 뿐만 아니라, 언제 계산이 끝날지 몰랐기 때문에 생산 일정을 계획하는 것 자체가 불가능했습니다. 우리에게는 정말 힘든 일이었습니다. 겹침이 발견되면 레이아웃 작업을 수동으로 다시 수행한 다음, 또다른 겹침이 있는지 확인을 또 실행해야 했습니다. 이는 작업 스케줄링과 직원 업무시간을 관리하는 양쪽 측면에서 매우 골칫거리였습니다.”

사용 후 – 신터 모듈이 사용자를 대신해 최적의 파트 배치를 수행하고 따라서 전반적인 프로세스의 효율성을 개선합니다.

“이제는 Magics 의 신터 모듈이 구성 요소를 자동으로 배치하면서 파트간 설정 간격을 유지하고 높이를 제한해주기 때문에 더 이상 오버랩을 검사한 후 다시 수동 레이아웃 작업을 반복하는 데 엄청난 시간을 투자할 필요가 없어졌습니다. 신터 모듈이 대신 올바른 간격을 유지하면서 구성 요소를 배치해주기 때문에, 빌드 플랫폼 내에 파트들이 완전히 배치될 수 없어 여러 빌드로 분할해야 했던 과거와 달리, 이제는 파트를 한 번의 빌드 작업으로 완료할 수 있게 되었습니다. 단일 빌드 작업의 용량을 늘림으로써 작업 시간, 데이터 준비 시간, 프린팅 시간, 쿨링 시간 등 작업을 위한 3D 프린터 점유 시간, 그리고 낭비되는 재료 양을 확실히 줄일 수 있었습니다. 그 결과, 전체 3D 프린팅 공정의 효율성이 훨씬 높아졌습니다!" – Nissan


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이 사례 연구를 간단히 요약

산업

Automotive

이 접근 방법인 이유

Making the entire 3D printing process more efficient.

Automating production process

Eliminating repeated manual data preparation operations

Data preparation time reduced from months to seconds


사용한 솔루션

Materialise Magics

Sinter Module

도움을 준 방법

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