최근에 HP 3D프린터를 활용하여 단종된 부품 교체와 사용한 후 폐기할 소재의 재활용사례가 있어서 소개해 드립니다.

SOLIZE 와 HP 는 Nissan의 NISMO Heritage Parts 프로그램으로 단종된 교체 부품의 주문생산에 협력하고 있습니다. 두 회사는 NISMO 애호가를 위해 3D 프린트된 교체 부품을 최초로 설계하고 제조하였습니다.

Nissan과 협력하여 3D 제작에 이상적인 부품을 식별 한 후 SOLIZE는 HP와 협력하여 HP의 Multi Jet Fusion 플랫폼이 제공하는 고급 기능을 활용하여 설계를 최적화하고 고품질 상용 부품을 제조했습니다. 3D 프린팅을 사용하여 복원하기 위한 첫  부품은 R32 Nissan Skyline GT-R 용 하네스 보호기의 플라스틱 부분입니다. 

<HP High Reusability PA 11로 생산된 부품>

HP 3D 프린팅 및 디지털 제조를위한 글로벌 커머셜 비즈니스 책임자인 Jon Wayne은 “Nissan과 같은 업체들은 교체 부품을 위한 보관, 금형 및 물류의 막대한 비용 영향과 산업용 3D 프린팅이 어떻게 도움이 될 수 있는지 알고 있습니다. 디지털 제조는 생산 가속화, 공급망 혁신 및 자동차와 같은 산업 활성화를 위한 실행 가능한 장기 솔루션입니다. SOLIZE와 함께 우리는 기업이 지속 가능한 디지털 생산으로 제조를 혁신 할 수 있도록 돕는 데 주력하고 있습니다. "

이어서 미국의 자동차회사인 포드 사례입니다. 포드는 HP와 제휴하여 3D 프린팅 폐기물을 자동차 부품으로 재활용했습니다.

<포드의 Super Duty F-250 트럭>

업계 최초로 재활용된 3D 프린팅 재료를 포드의 Super Duty F-250 트럭에 사용하기 위해 사출 성형된 연료 라인 클립 부품으로 변환하였습니다. Ford의 기술자인 Debbie Mielewski는 “많은 회사가 3D 프린팅 기술의 큰 용도를 찾고 있지만, 우리는 HP와 함께 폐기할 분말에 대한 고부가가치 활용방안을 찾은 최초의 기업입니다. 이 폐기할 분말을 기능적이고 내구성있는 자동차 부품으로 전환시켰습니다."

HP의 MJF 3D 프린터는 이미 높은 재료 효율성을 위해 설계 되었기 때문에 분말 사용을 최소화하고 초과 재료를 향후 빌드에 재사용하는 경우가 많습니다. Ford의 고급 제조 센터에는 이러한  HP MJF 3D 프린터가 많이 있으며 그곳의 연구팀은 사내 시스템 폐기물을 위한 '폐기물 제로' 애플리케이션을 개발하여 지속 가능성 게임을 한 단계 끌어 올리려고했습니다.

수지 제조업체 인 Lavergne은 몰드와 폐 분말을 사출 성형 공정에 적합한 폴리머 펠릿으로 재활용합니다. 마지막으로 엔지니어링 회사인 ARaymond는 이러한 펠릿을 F-250의 최종 사용 연료 라인 클립에 성형합니다.

<사출 성형된 연료 라인 클립 부품, 이미지 : 포드>

Mielewski는 "지속 가능한 재료로 작업하는 새로운 방법을 찾고, 폐기물을 줄이고, 순환 경제 발전을 주도하는 것은 Ford의 열정입니다. 다른 포드 차량에서 이미 10 개 이상의 다른 적합한 연료 라인 클립을 찾아냈고, 이러한 작업들은 모두 2050년까지 완전히 탄소 중립을 추구하는 Ford의 기후 변화 목표와 일치합니다." 라고 말하였습니다.

<3DGURU Opinion>

Wohlers report 2021에서 발표된 산업별 3D프린터 활용 1위 분야가 자동차 산업입니다. 4~5년전만 해도 자동차 산업이 이렇게 빨리 3D프린터를 많이 활용할지 예상하지 못했습니다. 이미 자동차 회사별로 활용사례는 다양하게 소개되었습니다. SOLIZE사와 같이 단종된 부품을 3D프린터로 출력하여 사용하는 사례는 꽤 많습니다.  전통적인 방식으로 금형뜨고, 사출성형을 통해서 단종된 부품을 생산하기보다, 재고 관리, 생산 단가, 산업폐기물 절감 등의 여러가지 측면에서 유리한 점이 있기 때문입니다.

포드 자동차의 사례는 HP MJF 방식의 3D프린터로 사용하고 남은 폐기할 분말소재를 재활용하여 사출성형의 원료인 펠렛으로 만들어서 최종부품으로 사용한 사례는 재무적인 이점도 있겠지만, 환경 보호에 공헌하는 좋은 사례라고 할 수 있을 것입니다.

예전에 예술하는 분들이 폐기할 플라스틱 분말가루를 사용하여 예술작품을 만드는 것을 본적이 있었는데, 그 이후에 전격적으로 산업용으로 활용되는 것은 포드 자동차 사례가 처음이 아닌가 싶습니다.

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