지멘스 NX 적층제조로 제조업 미래 3D프린터 기능소개
제조업체들은 혁신을 통해 한계를 극복하고, 지속 가능한 성장을 이루기 위해 끊임없이 새로운 기술을 탐구합니다. 그중 적층 제조(Additive Manufacturing, AM), 즉 3D 프린팅은 제조 혁신의 핵심으로 자리 잡고 있습니다.
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지멘스 NX는 제품 설계, 생산 프로세스, 소재의 제약을 뛰어넘어 새로운 가능성을 열며, 제조업계는 이를 통해 품질 향상과 비용 절감을 동시에 달성하고 있습니다.
- 3D 모델링 및 설계(CAD): 복잡한 형상의 제품을 정밀하게 설계할 수 있습니다.
- 시뮬레이션(CAE): 제품의 물리적 특성 및 성능을 가상으로 분석하여 설계 검증을 수행합니다.
- 제조 공정(CAM): CNC 가공을 위한 경로 생성 및 최적화를 통해 효율적인 제조를 지원합니다.
- 적층 제조(AM): 3D 프린팅을 통한 부품 생산을 지원하여 혁신적인 제조 방식을 제공합니다.
- 데이터 관리(PLM): 제품 수명 주기 전반의 데이터를 통합 관리하여 협업과 효율성을 향상시킵니다.
- 전기 설계(ECAD): 전기 시스템의 설계 및 시뮬레이션을 지원합니다.
- 제너레이티브 디자인: 인공지능을 활용하여 최적의 설계 대안을 자동으로 생성합니다.
- 리버스 엔지니어링: 스캔 데이터를 활용하여 기존 제품의 3D 모델을 재구성합니다.
- 모션 시뮬레이션: 기계 시스템의 동작을 시뮬레이션하여 성능을 분석합니다.
- 열 및 유동 해석: 제품의 열적 특성과 유체 흐름을 분석하여 설계 최적화를 지원합니다.
- 구조 해석: 제품의 강도와 내구성을 평가하여 안전한 설계를 보장합니다.
- 협업 도구: 팀 간의 실시간 협업을 지원하여 설계 효율성을 높입니다.
- 클라우드 통합: 클라우드 기반의 데이터 저장 및 접근을 통해 유연한 작업 환경을 제공합니다.
- 모델 기반 정의(MBD): 3D 모델에 제품 및 제조 정보를 포함하여 도면 없이도 제조를 지원합니다.
- 품질 관리: 제품의 품질 검사를 지원하여 높은 품질의 제품 생산을 보장합니다.
지멘스는 이러한 적층 제조의 가능성을 최대로 이끌어내기 위해 NX 소프트웨어를 제공합니다.
그리고 이 통합 플랫폼은 설계부터 제조까지 모든 과정을 지원하며, 제조업체가 디지털 전환을 가속화하고 경쟁력을 강화할 수 있도록 돕습니다.
적층 제조 제조업의 한계를 극복하는 새로운 방식
적층 제조는 기존 제조 방식과는 근본적으로 다릅니다.
전통적인 절삭 가공이 소재를 제거하여 원하는 형태를 만드는 방식이라면, 적층 제조는 소재를 한 층씩 쌓아 올려 제품을 제작합니다.
이를 통해 기존 방식으로는 불가능했던 복잡한 형상, 경량화된 부품, 맞춤형 제품 제작 등이 가능해집니다.
적층 제조가 가져오는 주요 이점
- 제품 설계 혁신: 설계 자유도를 확대하여 경량화 및 성능 최적화된 부품 제작 가능.
- 생산 효율성 증가: 복잡한 조립 과정을 단축하거나 생략 가능.
- 소재 활용 최적화: 다양한 소재 적용으로 제품의 물리적, 화학적 특성 개선.
- 경제적 비용 절감: 툴링, 금형 등의 준비 과정이 생략되어 소량 생산에도 경제적.
- 맞춤형 제작: 의료 분야의 환자 맞춤형 임플란트, 항공 부품 등 개별화된 제품 제작 가능.
지멘스 NX 3D 프린터와 적층 제조를 위한 최고의 솔루션
| 적층 제조 기능 | 설명 | 필요한 라이선스 모듈 |
|---|---|---|
| Powder Bed Fusion (PBF) | 금속 분말을 층층이 쌓아 부품을 제작하는 기술로, 정밀한 금속 부품 생산에 사용됩니다. | NX AM Fixed-Plane |
| Multi Jet Fusion (MJF) | 프린트 헤드가 분말 위를 이동하며 융합액을 도포하고, 적외선 램프로 소재를 융합하여 부품을 제작하는 기술입니다. | NX AM Fixed-Plane |
| Direct Energy Deposition (DED) | 프린트 헤드를 CNC 기계나 로봇 암에 장착하여 금속 분말이나 와이어를 용융시켜 부품을 제작하는 기술입니다. | NX AM Multi-Axis |
| Multi-Axis Fused Deposition | 다축 로봇을 활용하여 플라스틱 소재를 압출하여 복잡한 형상의 부품을 제작하는 기술입니다. | NX AM Multi-Axis |
지멘스 NX는 설계, 시뮬레이션, 출력 준비, 가공까지 모든 과정을 통합적으로 관리하는 엔드투엔드 솔루션을 제공합니다.
| 기능 이름 | 설명 |
|---|---|
| 모델링 및 설계(CAD) | 3D 프린터를 위한 모델을 설계하고 복잡한 형상과 내부 구조를 정의합니다. 지멘스 NX는 파라메트릭 및 직관적 설계를 지원합니다. |
| Support 구조 생성 | 적층 제조 시 안정성을 높이기 위해 자동으로 Support 구조를 생성하여 출력 과정에서 부품의 변형이나 파손을 방지합니다. |
| 출력 방향 최적화 | 출력 방향을 최적화하여 출력 시간을 단축하고 재료 사용량을 줄이며 출력 품질을 극대화합니다. |
| 적층 경로 검증 | 레이저 트레이스, 슬라이스 및 해칭 경로를 검증하여 출력 오류를 사전에 방지하고 제조 품질을 보장합니다. |
| 재료 정의 | 금속, 플라스틱 등 다양한 소재의 물리적 특성을 정의하여 적층 제조 시 소재의 기계적 특성과 제조 가능성을 고려합니다. |
| 모델 기반 정의(MBD) | 모델에 제품 및 제조 정보를 포함하여 도면 없이도 3D 프린터 출력이 가능하도록 데이터를 제공합니다. |
| 시뮬레이션(CAE) | 출력 전 구조적 안정성, 열 특성, 유동 특성 등을 분석하여 부품이 적층 제조에 적합한지 확인합니다. |
| 데이터 변환 없이 통합 작업 | NX는 적층 제조 전용 파일 형식으로 데이터를 자동 변환하여 별도의 추가 소프트웨어 없이 설계에서 출력까지 원활하게 작업할 수 있습니다. |
| 멀티 부품 배치 | 출력 트레이에 여러 부품을 효율적으로 배치하여 출력 공간을 최적화하고 출력 프로세스를 단축합니다. |
| 적층-가공 하이브리드 | 적층 제조와 CNC 가공을 결합하여 복잡한 형상의 부품을 제조하면서도 높은 표면 품질을 제공합니다. |
| 레이어별 시뮬레이션 | 적층 제조 과정에서 각 레이어가 출력될 때의 구조적 안정성과 품질을 예측하여 최적의 제조 전략을 설계합니다. |
| 3D 프린팅 전용 인터페이스 | NX는 최신 3D 프린터와 호환되며, 프린터 제어 및 출력 설정을 손쉽게 구성할 수 있는 전용 인터페이스를 제공합니다. |
| 열 및 유동 해석 | 출력 시 발생하는 열 응력 및 유체 흐름을 분석하여 출력 중 결함 발생을 방지하고 부품 품질을 보장합니다. |
이는 별도의 소프트웨어나 데이터 변환 없이, 단일 플랫폼에서 적층 제조의 모든 단계를 효율적으로 수행할 수 있도록 합니다.
NX가 제공하는 주요 기능
- 설계 및 최적화
NX는 CAD와 CAM 기능을 통합하여 적층 제조에 최적화된 설계를 지원합니다. 제품의 형상, 내부 구조, 소재 사용량 등을 시뮬레이션과 함께 설계할 수 있어, 초기 단계부터 완성도를 높입니다. - 적층 제조 기술 지원
NX는 주요 적층 제조 기술을 지원하여 사용자의 요구에 맞는 최적의 솔루션을 제공합니다:- Powder Bed Fusion (PBF): 정밀한 디테일과 부품 강도를 요구하는 금속 3D 프린팅 기술.
- Multi Jet Fusion (MJF): 고속 프린팅과 높은 치수 정확도를 제공하는 HP의 최신 기술.
- Direct Energy Deposition (DED): 적층 제조와 기존 가공 기술을 결합하여 대형 금속 부품 생산 가능.
- Multi-Axis Fused Deposition: 다축 로봇을 활용해 복잡한 형상과 다양한 크기의 부품을 제작.
- 데이터 통합 관리
NX는 설계부터 시뮬레이션, 출력 준비까지 데이터를 일관되게 관리합니다. 데이터 변환 과정에서 발생할 수 있는 시간 낭비와 오류를 줄이며, 모든 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다. - 출력 준비 및 검증
NX는 3D 프린팅 전 출력물을 검증하여, 프린팅 중 발생할 수 있는 오류를 사전에 방지합니다. 레이저 트레이스 검증, Support 구조 자동 생성, 출력 방향 최적화 등 모든 과정이 자동화되어 있습니다.
3D 프린터 활용 방안: 다양한 산업 분야에서의 응용 사례
3D 프린터는 다양한 산업 분야에서 혁신을 가져오고 있습니다.
항공우주 산업
- 무게를 줄이고 강도를 높인 경량화 부품 제작.
- 엔진 부품이나 기체 구조물 등 복잡한 형상의 부품을 단일 공정으로 제작.
의료 산업
- 환자 맞춤형 임플란트 및 의료 기기 제작.
- 해부학적 데이터를 활용한 맞춤형 수술 도구 개발.
자동차 산업
- 경량화된 부품 제작으로 연료 효율 향상.
- 컨셉카 및 맞춤형 부품의 빠른 프로토타이핑.
산업 기계 분야
- 복잡한 공구 및 부품의 경제적인 제작.
- 성형 및 주조 공정을 단축하여 비용 절감.
소비재 산업
- 맞춤형 가구, 전자 기기 케이스, 디자인 제품 등 다양한 응용 가능.
- 대량 생산이 어려운 소량 다품종 제품 제작.
NX와 함께하는 3D 프린팅 설계 및 출력 프로세스
- 디지털 설계
CAD를 통해 3D 모델을 생성한 후, 적층 제조에 최적화된 설계를 적용합니다. NX는 내부 구조 설계, 형상 최적화, 소재 선택 등을 지원하며, 이를 바탕으로 디지털 시뮬레이션을 수행합니다. - 시뮬레이션 및 최적화
설계한 모델의 물리적, 기계적 성능을 시뮬레이션하여 개선점을 도출합니다. 이를 통해 출력 과정에서 발생할 수 있는 오류를 사전에 방지합니다. - 출력 준비 및 생산
프린터에 데이터를 전송하기 전에, NX에서 Support 구조 생성, 출력 방향 설정, 레이저 경로 검증 등의 작업을 수행합니다. 최적화된 데이터는 HP, EOS 등 최신 3D 프린터와 완벽히 호환됩니다. - 출력 후 후처리
NX는 적층 제조 후 표면 가공이나 추가 작업을 위한 절삭 경로를 생성할 수 있습니다. 이를 통해 최종 제품의 품질을 보장합니다.
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- 사용자 맞춤형 교육 프로그램 제공.
- 3D 설계, 시뮬레이션, 출력 과정에 대한 기술 지원.
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