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활용사례

여러 산업에서 다양하게 활동되고 있는
3D프린터를 확인할 수 있습니다.

항공기 3D프린팅 적용사례

항공기 3D프린팅 적용사례

활용기업

Emirates

분야

항공

목적/방식

플라스틱

Prologue

항공 산업 분야는 극한의 효율을 추구한다는 점에서 카레이싱 업계와 비슷합니다. 하지만 동시에 안전까지 중요하게 고려한다는 점에서 조금 궤를 달리 할 수도 있겠네요. 항공 전문 평가기관 스카이트랙스에 의해 세계 1위 항공사로 선정(2016)되기도 한 에미레이트 항공은 지속적으로 혁신적인 기술을 적용하여 항공 환경을 변화시켰습니다.

에미레이트 항공은 더 나은 제품, 경험 및 가치를 제공하기 위한 선도적인 방법론을 지속적으로 모색하는 회사입니다. 특히 2014년부터는 실내 객실 부품을 3D 플라스틱 부품으로 대체하기 위한 노력을 시작했습니다.

3D프린팅은 좌석 뒤 비디오 모니터 덮개와 같이 교체가 빈번하고 소모성 부품에 알맞은 솔루션이라고 판단했기 때문입니다. 해당 부품은 항공기 객실의 분위기와 항공사 이미지 제고를 위해 위해 주기적으로 교체해야 합니다.

에미레이트 항공의 엔지니어링 지원 서비스 수석 부사장인 Ahmed Safa는 “에미레이트 항공은 운영 효율성에 중점을 둡니다. 단일 객실 부품의 무게가 조금이라도 줄어도 265대 이상의 항공기를 놓고 보면 상당한 영향을 미칠 수 있으며 연료 비용 절감으로 이어집니다.”라고 전합니다.

어떤 소재가 적합할까?

항공산업의 새로운 혁신에는 엄격한 인증절차가 필요합니다. 에미레이트 항공은 중량 감소, 운영 비용 절감 및 효율성 측면에서 3D 프린팅 도입에 적극적이었습니다만, 결국 안전이 최우선적으로 고려되어야했습니다. 따라서 에미레이트 항공 적층 제조 부서는 검사를 통과하기 위한 재료 및 인증 요구 사항을 3D Systems에 공유하고 긴밀한 협조를 통해 적합한 SLS재료를 선정하였습니다.

최종적으로 선정된 소재는 DuraForm ProX FR1200입니다. 해당 재료는 평균 항공 플라스틱보다 10%가벼운 난연성 나일론 재료입니다. 에미레이트 항공은 SLS 프린팅을 사용하여 더 이상 사출 성형의 한계에서 벗어나 설계를 최적화하여 최적화된 강도 대 중량 비율로 목적에 맞는 부품을 만들 수 있게 되었습니다.

DuraForm ProX FR1200은 또한 AITM 연기 밀도 및 독성 요구 사항을 통과하며 소비재에 대한 UL 인증을 보유하고 있습니다. 또한 에미레이트 항공은 항공기 사용 승인으로 SLS 인쇄 된 비디오 덮개 부품 설계를 검증하기 위해 Form1 인증을 확보하고 있습니다.

목적에 맞는 부품 설계

에미레이트 항공은 3D 프린팅 생산 공정과 항공 인증 SLS 재료 외에도 제조 공정을 시작하기 위해 3D 설계 파일이 필요했습니다. (에미레이트 항공사는 항공기 생산업체가 아니기 때문이다.) 비디오 모니터 덮개 생산을 위한 기존의 CAD 데이터가 없는 에미레이트 항공은 FARO Design ScanArm을 사용하여 포인트 클라우드 데이터를 수집하고 3D Systems Geomagic Design X™ 열설계 소프트웨어를 사용하여 해당 데이터를 3D 프린팅에 적합한 파라메트릭 CAD 파일로 전환했습니다. 이 스캔 기반 설계 워크플로우로 효율적이고 정확한 설계 프로세스를 가능하게 했습니다.

비디오 모니터 덮개 설계가 완료되고, 3D Systems의 SLS 기술을 통해 출력을 진행하였습니다. “가능한 한 빠른 기간에 가능한 한 많은 부품을 인쇄하고 싶었습니다.” 3D Systems SLS 인쇄 기술을 통해 더 가벼운 부품, 더 빠른 제조가 가능해졌습니다.

3D프린팅 활용은 잠재적인 비용 이점은 엄청납니다. 이제 예비부품을 실제 창고에서 소프트웨어 파일로 보관하게 된 것입니다. “이 기능의 잠재적 영향은 빠른 인쇄 속도와 빠른 부품 납품으로 재고 비용 절감으로 이어진다는 것입니다. 이제는 모든 개별 객실 구성 부품에 대해 대량의 재고를 유지하는 것에서 파일 이름으로 디지털 상에서 보관하면 됩니다.

DuraForm® ProX® FR1200 is a FAR 25.853 compliant, flame retardant nylon material that is 10% lighter than the average aviation plastic.
3D Systems’ aerospace applications team designed key engineering improvements to update the new CAD data.

SLS 인쇄 및 제조서비스

SLS 프린팅을 사용하여 3D Systems 제조서비스팀은 기존 공정에서 제조된 비디오 모니터 덮개보다 9~13% 더 경량화하는데 성공했습니다. 또한 지오매직 컨트롤 X™ 3D 검사 및 계측 소프트웨어를 통해 최종 인쇄된 형상을 원래 디지털 파일과 비교하여 부품 정확도를 검증하였습니다.

새로운 인쇄 부품은 프랑스에 본사를 둔 유럽 항공 엔지니어링 및 인증 사무소 및 서비스 제공업체인 UUDS에 의해 제조 인증을 위해 보내졌습니다. UUDS는 광범위한 구조, 내구성, 가연성 및 화학 테스트를 진행하였습니다.

에미레이트 항공은 계속해서 혁신을 거듭할 것입니다. “우리는 이러한 새로운 기술을 활용할 수 있는 특별한 위치에 있습니다. 3D SYSTEMS는 우리의 비전을 현실로 만드는 데 큰 역할을 하고 있습니다”

활용 3D 프린터

ProX SLS 6100
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