산업용 SLS 적층 제조 기술은 연료 탱크 시스템 프로토타입의 개발 및 기능 테스트를 더 빠르고 저렴하게 수행할 수 있도록 해줍니다.
자동차 연료 시스템 개발에서 시제품 생산은 전통적으로 고가의 금형과 긴 제조 리드 타임으로 인해 제약을 받아왔습니다. 연료 탱크 외피, 내부 칸막이 및 기타 구성 요소는 일반적으로 고속 금형을 사용한 진공 성형 또는 CNC 가공을 통해 생산되므로 설계 반복 작업이 비용과 시간을 많이 소모합니다.
산업용 SLS(선택적 레이저 소결) 3D 프린팅은 대안적인 접근 방식을 제공합니다. 금형 제작을 없애고 CAD 데이터에서 직접 기능성 고분자 부품을 생산함으로써 제조업체는 개발 비용을 절감하면서 프로토타입 검증 속도를 크게 높일 수 있습니다.

공구 및 CNC 가공을 SLS 생산 방식으로 대체
기존의 연료 탱크 시제품 제작에는 전용 금형이 필요한 경우가 많습니다. 탱크 크기에 따라 고속 진공 성형 금형 제작 비용은 약 5,500~7,000달러이며, 생산 기간은 12~14일 정도 소요됩니다. 연료 탱크 내부 칸막이는 일반적으로 폴리에틸렌 소재를 CNC 가공하여 제작하며, 개당 비용은 약 400~800달러이고 생산에는 4~7일이 걸립니다.
제품 개발 과정에서 디자인이 변경될 경우, 금형 제작이나 가공 공정을 반복해야 하는 경우가 많아 비용과 프로젝트 기간이 모두 증가합니다.
개발 효율성을 향상시키기 위해 자동차 연료 시스템 공급업체는 YAPP 자동차 시스템 TPM3D의 산업용 SLS 솔루션을 채택하여 다음과 같은 요소들을 결합했습니다. P360 SLS 3D 프린터 와 더불어 PPS360 분말 처리 스테이션. 회사에서는 사용합니다 프리시미드1176프로 GF30 블랙유리 섬유 강화 PA12 소재를 사용하여 디지털 설계로부터 연료 탱크 칸막이 시제품을 직접 제작합니다.
외주 가공에서 사내 SLS 생산으로의 전환은 개발 주기를 크게 단축시켰습니다. 이제 시제품 배플을 약 5일이 아닌 하루 만에 생산할 수 있게 되어 리드 타임이 약 80% 감소했습니다.
제조 비용 또한 크게 감소했습니다. 시제품 배플 생산 비용이 다음과 같이 줄어들었습니다. 약 625달러 에 약 85달러—감소 87%.
샌드블라스팅 처리 후, 출력된 부품은 조립 및 기능 평가에 필요한 충분한 치수 정확도와 표면 품질을 제공합니다. 엔지니어는 CAD 모델을 수정하고, 업데이트된 부품을 출력하고, 다음 날 검증을 완료할 수 있어 설계 반복 속도를 크게 높일 수 있습니다.
연료탱크 외피 프로토타입용 대형 SLS 시스템
개별 부품 외에도 TPM3D의 대형 듀얼 레이저 SLS 시스템은 다음을 포함합니다. P550DL S600DL—대형 연료탱크 외피 시제품을 일체형으로 생산할 수 있도록 합니다.
기존 진공 성형 공정과 비교했을 때, 완전한 연료 탱크 시제품의 제조 비용을 다음과 같이 절감할 수 있습니다. 약 7,000달러 에 약 1,250달러이는 대략적인 비용 절감을 의미합니다. 82%.
리드 타임 또한 약 12일에서 단 2일로 단축되어 배송 시간이 약 83% 감소합니다.
TPM3D는 또한 향후 더욱 큰 규모의 자동차 애플리케이션을 지원할 수 있도록 설계된 미터 규모의 SLS 시스템을 개발하고 있습니다.
시각적 프로토타입을 넘어선 기능 테스트
디자인 검토만을 위해 제작되는 외관 모델과 달리, SLS 방식으로 생산된 연료 탱크 부품은 제품 개발 과정에서 기능 테스트에 사용할 수 있습니다.
일반적인 검증 적용 사례는 다음과 같습니다.
- 6축 진동 시뮬레이션: Precimid1176Pro GF30 BLK의 기계적 강도와 등방성 특성 덕분에 일체형으로 출력된 연료 탱크 프로토타입을 진동 및 하중 시뮬레이션 테스트에 적용할 수 있습니다. 또한, 테스트 중 응력 및 변형률 데이터를 수집하기 위해 센서를 통합할 수도 있습니다.
- 밀봉 및 온도 평가: 후처리 및 밀봉 처리를 거친 후, 3D 프린팅된 연료 탱크는 기밀성, 방수성 및 열 성능에 대해 평가할 수 있습니다.
- 음향 테스트: 3D 프린팅으로 제작된 연료 탱크 칸막이는 소음 감소 설계의 신속한 평가를 지원하여 엔지니어가 개발 비용을 최소화하면서 여러 설계 반복을 비교할 수 있도록 합니다.
이러한 기능은 SLS의 역할을 시각적 프로토타이핑을 넘어 확장하여 엔지니어링 팀이 개발 프로세스 초기에 제품 성능을 검증하고 필요한 경우 소량의 기능 생산을 지원할 수 있도록 합니다.
자동차 연료 시스템의 디지털 개발 가속화
자동차 제조업체들이 개발 주기를 지속적으로 단축함에 따라, 적층 제조는 시제품 생산 및 엔지니어링 검증을 위한 점점 더 실용적인 도구가 되고 있습니다.
TPM3D의 솔루션은 산업용 SLS 하드웨어와 엔지니어링 등급 폴리머 소재를 결합하여 자동차 개발자들이 전용 툴링에 대한 의존도를 줄이고, 설계 반복 속도를 높이며, 프로토타입 제조 비용을 절감할 수 있도록 지원합니다.
연료 탱크 시스템과 같이 여러 차례의 검증이 필요한 응용 분야의 경우, SLS 3D 프린팅은 테스트에 필요한 기능적 성능을 유지하면서 더 빠른 엔지니어링 의사 결정을 지원하는 유연한 제조 워크플로를 제공합니다.
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