제작 배경

의뢰기업은 크레인 관련 업종 기업으로, 파손된 사출품을 복원하고 내구성을 보강하기 위해 저희를 찾았습니다. 파손된 부품의 기능을 개선하고 소모성 부품의 내구성을 높이기 위한 프로젝트로, 원래 제품의 성능을 유지하면서도 복원된 부품의 수명을 늘리는 것이 목표였습니다.

크레인 계측기 부속 휠은 크레인 구동 헤드 및 구조물의 이동 수치를 조정하는 데 사용되는 소모성 부품입니다. 메인 바디와 상·하판으로 구성되어 있으며, 바디에 판 스프링이 장착되어 접선방향 하중이 발생합니다. 이 부품은 크레인 작동 시 안정성과 정확성을 유지하는 데 필수적입니다.

 

제작 과정

1) 역설계 및 보완

기존 제품의 파손부 수치를 정밀하게 측정하여 기성품 데이터를 확보하고, 이를 바탕으로 기존 제품의 문제점을 분석했습니다. 내구성을 보강할 수 있는 설계 변경을 진행하여 최종 3D 모델링 데이터를 확보했습니다. 특히, 부품의 취약 부분을 보완하고 접선 방향 하중에 대한 저항성을 높이기 위해 구조적 설계를 강화했습니다. 이로써 부품의 강도와 안정성을 극대화하는 동시에, 제조 공정의 효율성을 높이는 설계를 완성했습니다.
 

2) 3D 프린팅

FDM 방식의 3D프린터를 이용해 PLA 소재로 부품을 출력했습니다. PLA는 높은 강도와 내구성을 제공하면서도 출력이 비교적 수월한 소재이며, 차후 소량양산의 측면에서도 최적의 소재와 공법이었습니다. 3D프린팅 과정에서는 제품의 형상을 정밀하게 구현하기 위해 레이어 두께를 최적화하고, 출력 속도를 조절하여 정확한 치수와 매끄러운 표면 품질을 확보했습니다. 출력 중 온·습도, 베드 접착력 등의 생산환경을 철저히 관리함으로써 출력물의 변형을 방지했습니다.
 

3) 후처리

FDM 프린터는 제품의 복잡한 형상을 출력할 때 서포트 구조물이 필연적으로 발생합니다. 서포트는 주로 바닥으로부터 떨어져 있는 부분이나 돌출된 부분을 지지하기 위해 생성됩니다. 출력이 완료된 후 서포트는 제거되며, 이 과정에서 출력물의 표면이 손상되지 않도록 주의가 필요합니다.

출력된 제품 하부에 생긴 서포트를 제거하고, 표면을 다듬는 작업을 진행했습니다. 서포트 제거 작업은 수작업으로 이루어지며, 이를 통해 출력물의 불필요한 부분을 제거하여 최종 제품의 형상을 완성합니다. 이후 표면 연마 과정을 통해 제품의 외관을 매끄럽게 다듬어 미관을 개선했습니다. 최종적으로, 제품의 모든 면이 설계된 대로 정확하게 제작되었는지 검토하고, 필요한 경우 미세 조정을 통해 완성도를 높였습니다.

 

제작 결과

제작된 부품은 원래 제품과 비교하여 규격상 문제없이 실제 사용이 가능하였으며, 내구성 측면 또한 개선되었습니다. 특히, 보완된 설계를 통해 접선 방향 하중에 대한 저항력이 향상되어 부품의 수명이 증가되었습니다. 테스트 후 추가로 부품을 필요로 할 경우 다시 연락을 주시기로 하셨습니다.

이번 프로젝트를 통해 의뢰기업은 고품질의 내구성 강화 부품을 확보할 수 있었고, 이는 크레인의 운영 효율성을 높이는 데 큰 기여를 하였습니다. 또한, 제작된 부품은 현장에서 실제로 테스트를 거쳐, 예상했던 성능과 일치하는 결과를 보여주었습니다. 완성품의 확대 적용을 위해 추가 발주가 진행되어 10 set 단위로 정기 납품을 진행하게 되었습니다.

 

마치며

이번 프로젝트는 성공적으로 마무리되었으며, 저희 한양3D팩토리는 다양한 종류의 제품 제작 문의를 받고 있습니다. 시제품 제작, 목업 제작, 3D 모델링, 3D 프린팅 등 맞춤형 전담팀처럼 함께하는 마음으로 제작하고 있습니다.

저희는 의뢰기업의 요구를 정확히 파악하여 최적의 솔루션을 제공하기 위해 항상 노력하고 있습니다. 아래  제작 문의 배너를 통해 3D 프린팅 상담을 신청하시면 빠른 문의가 가능합니다.