서문: 비용 효율성과 다양한 장점으로 인해 3D 프린팅을 선택하는 제조 기업이 점점 더 많아지고 있습니다. 이 기술은 전통적인 제조 기술과 어깨를 나란히 하며 제조 업계에서 확고한 명성을 얻고 있습니다.

3D 프린팅은 부품 수를 줄이고, 더 가볍고 구조적으로 더 튼튼한 부품을 만들 수 있으며, 조립 비용을 절감할 수 있기 때문에 그 잠재력은 엄청납니다. 3D 프린팅을 제조에 활용하면 기존 방식으로는 달성할 수 없거나 더 까다로운 기능을 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다.

그렇다면 3D 프린팅이 왜 그렇게 인기가 있을까요? 3D 프린팅이 사출 성형보다 저렴할까요? 이 문서에서는 주로 3D 프린팅과 사출 성형의 비용 비교를 살펴봅니다.

3D 프린팅 및 사출 성형 공정

적층 제조라고도 하는 3D 프린팅은 CAD 또는 디지털 3D 모델에서 3D 모델을 제작하는 프로세스입니다. 재료를 한 층씩 쌓아 올려 원하는 물체를 만듭니다.

반대로 사출 성형 공정 연삭, 드릴링 또는 가공을 통해 재료를 제거하거나 금형에 주조하는 기존 기술을 포함합니다.

3D 프린팅 가격에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?

3D 프린팅은 일반적으로 시제품 제작과 점점 더 다양해지는 최종 사용 애플리케이션을 위한 부품을 제작하는 가장 빠르고 비용 효율적인 방법으로 인식되고 있습니다. 맞춤형 부품의 3D 프린팅 비용을 결정할 때는 다양한 요소가 작용합니다.

자료

각 3D 프린팅 기술에는 고유한 폴리머 재료가 있습니다. FDM(용융 증착 모델링)에 사용되는 스풀은 일반적으로 비용이 저렴한 반면, SLA 레진, SLS 및 MJF 파우더는 일반적으로 가격이 더 비쌉니다. 부품을 프린트하는 데 필요한 재료의 양은 특히 FDM 기술을 활용할 때 전체 가격에 큰 영향을 미칩니다.

파트 볼륨

부품이 클수록 기계에 더 많은 재료와 공간이 필요하므로 생산 시간이 길어집니다. 재료와 생산 시간의 증가는 결국 비용 증가로 이어집니다.

포스트 프로세싱

프린팅 공정 이후에는 어셈블리를 마무리하기 위해 추가적인 수작업이 필요할 수 있습니다. 이러한 마감 방법에는 서포트 또는 파우더 제거, 세척, 샌딩 및 기타 후처리 기술이 포함되며, 이 모든 것이 부품의 최종 가격에 영향을 미칩니다.

장비 비용

이러한 비용에는 설치 및 설정 시간, 운영 비용, 일상적인 기계 유지보수 및 산발적인 수리가 포함됩니다. 사용되는 제조 기술에 관계없이 이러한 비용은 발생할 가능성이 높습니다.

3D 프린팅이 다양한 애플리케이션에 비용 효율적인 옵션이 될 수 있는 주요 요인 중 하나는 이 기술의 설정 비용이 최소화된다는 점입니다. 이러한 측면은 3D 프린팅을 소량 부품에 특히 유리하게 만듭니다. 그러나 대량 생산 시에는 CNC 가공 및 사출 성형보다 가격 경쟁력이 더 높을 수 있습니다.

3D 프린팅과 사출 성형 간에 고려해야 할 핵심 요소는 무엇인가요?

제작 시간

3D 프린팅과 사출 성형 방식을 비교할 때 생산 시간이 핵심적인 차별화 요소로 떠오릅니다. 예를 들어 사출 성형 방식은 부품 제작을 위한 금형(툴링)이 필요합니다. 이러한 금형 개발에는 1개월에서 2개월 이상 소요될 수 있습니다. 오늘날의 경쟁 환경에서는 시간 경과에 따라 성공과 실패의 희비가 갈릴 수 있습니다. 이 특정 생산 단계에서는 상당한 비용이 발생하므로 소량 생산은 경제적으로 불가능합니다.

하지만 3D 프린팅으로 패러다임이 바뀌었습니다. 성형 단계를 생략함으로써 디자인이 완성되면 신속하게 생산을 시작할 수 있습니다. 이는 곧 시장 출시 기간을 단축하여 경쟁 우위를 확보할 수 있다는 의미로 해석됩니다.

생산 비용

3D 프린팅은 새로운 제품을 생산할 때마다 추가 비용이 발생하지 않습니다. 즉, 거의 동일한 비용으로 하나의 부품과 수백 개의 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 사출 성형에서는 불가능하며, 제품을 연속 생산할 때만 정당화되는 고가의 툴링 단계가 필요한 경우가 많습니다. 따라서 소량 생산의 경우 3D 프린팅으로 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

둘째, 기존의 생산 및 조립 단계에는 막대한 기계 설치와 인건비가 필요합니다. 3D 프린팅은 최소한의 수작업이 필요하고 공구 교체가 필요 없으며 조립 시간이 단축되므로 이러한 상황을 크게 줄이거나 없앨 수 있습니다.

효과

3D 프린팅의 단위당 비용이 일정하기 때문에 큰 비용 부담 없이 제품을 무한대로 조정할 수 있습니다. 이 기능은 디자이너와 엔지니어가 최소한의 비용으로 제품을 지속적으로 개선하고 수정할 수 있으므로 디자인 사고 원칙의 통합을 지원합니다. 기업은 고객 선호도와 밀접하게 일치하는 제품을 개발하는 데 집중함으로써 잠재적으로 매출을 높일 수 있습니다.

각 디자인 반복과 관련된 비용을 낮추면 제품 개발과 관련된 위험도 최소화할 수 있습니다. 결과적으로 3D 프린팅은 더 높은 위험을 감수하여 궁극적으로 우수한 제품을 만드는 데 기여합니다.

또한 제품당 고정 비용으로 맞춤화가 용이합니다. 개별 고객의 요구 사항에 맞게 제품을 맞춤화하면 전반적인 브랜드 경험이 향상됩니다.

지속 가능성

3D 프린팅과 지속 가능성은 밀접하게 연관되어 있습니다. 기존의 감산 제조 방식은 종종 사용할 수 없는 과도한 폐자재를 생성합니다.

반면 3D 프린팅은 적층 제조 원리를 따라 처음부터 제품을 제작하기 때문에 낭비를 최소화합니다. 적층 제조를 위한 설계(DfAM), 토폴로지 최적화, 제너레이티브 설계를 통합하여 재료 사용량과 제품 무게를 줄일 수 있습니다. 제품 경량화는 운송 및 물류 부문에서 에너지 소비를 40%에서 60%까지 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

사출 성형에서 복잡성은 제품 비용에 영향을 미치는 중요한 과제입니다. 부품의 복잡성은 비용 상승의 주요 요인입니다. 복잡한 설계는 더 높은 정밀도와 전문성을 요구하므로 제조 비용이 증가합니다. 디자인이 복잡할수록 관련 비용도 높아집니다.

3D 프린팅은 제조 산업에 수많은 고유한 이점을 제공합니다. 복잡한 디자인 제조와 관련된 설계 제약을 없앨 수 있습니다. 부품당 가격이 비교적 안정적으로 유지되므로 복잡성이 증가해도 제조 비용에 큰 영향을 미치지 않습니다.

또한 추가 비용 없이 여러 부품을 단일 부품으로 결합하여 부품 통합을 구현할 수 있으므로 조립 요구 사항을 제거하거나 줄이고 제조 시간을 단축할 수 있습니다.an제조 속도.

3D 프린팅은 아이디어 단계부터 실제 프로토타입 및 완제품까지 전례 없는 속도로 제품 개발을 가속화하여 사출 성형 공정을 훨씬 능가합니다.

앞서 언급했듯이 여러 부품을 융합할 수 있어 조립 단계가 필요하지 않으므로 특정 제품의 전체 제조 시간을 단축할 수 있습니다.

창고는 사출 성형이 부족한 중요한 측면입니다. 사출 성형은 주로 대량 생산에 적합하며 대부분의 상품에 예비 부품이 필요합니다. 따라서 사출 성형에는 토지 임대료, 창고 인프라, 인건비 등을 포함한 광범위한 창고 수요가 수반됩니다. 재고를 오래 보관할수록 수익 마진이 좁아집니다.

3D 프린팅은 온디맨드 제조와 소량 생산을 촉진하여 창고 운영에 혁신을 가져와 상당한 비용 절감 효과를 가져올 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이러한 접근 방식은 창고 요구 사항을 효과적으로 최소화하고 회사의 비용을 간소화할 수 있습니다.

71%의 소비자가 특별함을 느낄 수 있는 맞춤형 상호작용을 기대하는 등 개인화의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 하지만 사출 성형 는 기존 생산 방식의 한계로 인해 제품을 개인화하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다.

이러한 기술은 새로운 부품의 신속한 제조를 처리하기에 적합하지 않기 때문에 새로운 제품을 시장에 출시하려면 새로운 기계, 설계 및 금형에 상당한 투자가 필요합니다. 이러한 투자는 틈새 시장에서는 실용적이지 않을 수 있습니다.

이와 달리 3D 프린터는 놀라운 유연성을 제공합니다. 비용이 많이 드는 새로운 툴링이 필요하지 않으며 제품 수정을 쉽게 수용할 수 있습니다. 생산 단위당 추가 비용이 들지 않기 때문에 3D 프린팅은 개인 맞춤형 부품의 대규모 제조를 위한 비용 효율적인 솔루션으로 부상하고 있습니다. 따라서 새로운 트렌드가 기존 제품에 영향을 미칠 경우 디자인을 조정하고 다시 인쇄를 시작하면 됩니다.

구매

3D 프린팅을 제조 워크플로에 통합하려는 기업에게 조달 또는 초기 자본 투자는 여전히 사소한 장애물로 남아 있습니다. 3D 프린터에 $1,000달러를 투자하는 대신 3D 프린팅 작업을 아웃소싱하는 것을 고려할 수 있습니다. 이는 우수한 옵션으로 보일 수 있지만 장기적으로 지속 가능한 전략은 아닙니다.

향후 가능성

3D 프린팅은 지속적으로 발전하고 있으며 미래를 위한 뚜렷한 이점을 제공합니다. 수많은 산업 분야에서 이 기술을 점점 더 많이 도입하고 있습니다. 이는 이 기술이 더욱 비용 효율적으로 발전하여 한계를 극복하고 더 우수하고 새로운 재료, 기술 및 환경 친화적인 제조 방법을 제시할 것임을 의미합니다.

사출 성형은 생산, 툴링, 조립 인건비 등 초기 비용과 지속적인 비용을 분산하기 위해 대규모 생산이 필요하므로 3D 프린팅 기술의 장점을 조기에 활용하는 것이 바람직합니다.

3D 프린팅의 제조 비용은 수량과 무관하므로 소량 생산 시 비용 효율성이 더 높습니다. 또한 3D 프린팅은 디자인 유연성이 뛰어나고 한 대의 기계로 제품을 생산할 수 있어 기존 방식에서는 불가능했던 기능을 제공합니다.

중소형 물체를 제작하는 영역에서 3D 프린팅은 속도 면에서 기존의 많은 제조 방식을 능가합니다. 이러한 속도 향상은 사출 성형 공정에 사용되는 주조 및 금형용 툴링 제작에 소요되는 시간을 절약할 수 있기 때문입니다.

3D 프린팅은 디자인 유연성, 복잡한 디자인 생산 능력, 맞춤형 대량 생산, 경제적인 소량 제조 기술 등 제조 분야에 다양한 이점을 제공합니다.

사출 성형과 비교하여 3D 프린팅의 장점은 무엇인가요?

3D 프린팅은 큰 재료 블록에서 제품을 절단하는 사출 성형 공정과 달리 레이어별로 물체를 제작합니다. 이러한 차이점 덕분에 3D 프린팅은 재료 낭비를 줄일 수 있습니다.

직접 에너지 증착, 수지 기반 프린터(또는 VAT 중합), 바인더 분사, 재료 압출, 재료 분사, 파우더 베드 융합, 시트 라미네이션 등 다양한 3D 프린팅 기술이 있습니다.

모든 유형의 3D 프린팅은 이러한 그룹으로 분류할 수 있습니다. 또한 3D 프린팅 기술은 물체를 프린팅할 수 있는 다양한 재료를 제공합니다. 현재 3D 프린팅을 활용하는 산업으로는 로봇공학, 항공우주, 자동차, 의료, 치과, 스포츠, 기타 소비재 등이 있습니다.

3D 프린팅은 사출 성형에 비해 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다:

설정 비용 없음

사출 성형 방식은 대량 생산에는 탁월하지만 높은 설정 비용으로 인해 개별 프로토타입, 파일럿 부품, 예비 부품, 소량 생산 시리즈, 툴링 또는 고정 장치를 생산할 때는 부족합니다.

3D 프린팅 기술을 도입함으로써 기업은 설정 비용을 절감하고 디지털 모델에서 부품을 직접 제조할 수 있는 이점을 누릴 수 있습니다. 기존 방식과 달리 3D 프린팅은 금형이 필요하지 않으므로 비용 효율적인 생산 대안을 제공합니다.

다목적 3D 프린터에 투자하면 엔지니어링 폴리머부터 고성능 폴리머 및 폴리머 복합재에 이르기까지 다양한 열가소성 플라스틱을 사용하여 부품을 제작할 수 있습니다. 이 기술은 유연성과 경제성을 제공하므로 다양한 요구 사항을 충족하는 이상적인 제조 솔루션입니다.

짧은 배송 시간(빠른 부품 수령)

다음을 통해 생산 시작 사출 성형 방법에는 금형 제작, 공장 램프업 및 재료 블록 소싱이 수반됩니다. 이 프로세스는 초기 부품 배치를 얻는 데 평균 15일에서 60일이 소요될 정도로 시간이 많이 걸립니다. 반면 3D 프린팅은 이러한 비용을 없애고 하루 안에 첫 번째 부품을 생산할 수 있습니다.

짧은 리드 타임과 비용 효율적인 제조의 결합으로 제품의 신속한 시장 진입이 가능합니다. 또한 생산 과정에서 부품에 대한 즉각적인 대응과 실시간 조정이 가능합니다. 개인용 3D 프린터를 구축할 때 필요한 부품을 사양에 따라 직접 신속하게 제조할 수 있는 자율성을 확보할 수 있습니다.

단가 비교

3D 프린팅의 한 가지 장점은 제조되는 부품의 복잡성으로 인해 제조 비용이 증가하지 않는다는 것입니다. 3D 프린팅으로 생산되는 부품의 단가는 1개이든 1,000개이든 생산 수량에 관계없이 일정하게 유지됩니다. 이러한 특성은 부품의 기하학적 구조에 기인하므로 3D 프린팅은 특정 크기 범위 내에서 시리즈를 생산하는 데 이상적인 제조 솔루션입니다.

스톡 모양 제한 없음

감산 제조 방법에 대해 논의할 때, 부품이 완전히 형성될 때까지 블록에서 재료를 서서히 제거합니다. 이러한 유형의 생산 공정에서는 두 가지 주요 과제가 발생합니다. 첫째, 원래 블록의 70~80%에 달하는 상당한 재료 손실이 발생합니다. 둘째, 특히 고성능 폴리머 및 폴리머 복합재와 관련하여 재료 블록의 가용성에 제약이 있습니다.

반면 3D 프린팅은 이러한 한계가 없습니다. 재료 낭비를 최소화하면서 부품을 제작할 수 있으므로 복잡한 형상과 다양한 통합 기능을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, PEEK 또는 ULTEM 재료로 제작된 33x18x18cm 블록을 구하는 것은 불가능하지는 않더라도 어려울 수 있습니다. 설령 구할 수 있다고 해도 비용은 수백 유로가 아니라 수천 유로에 달할 가능성이 높습니다.

공장 현장에서 플라스틱 파편이 되어 버려지는 원자재의 양이 70%에 달한다는 사실은 심각한 자재 낭비 문제를 잘 보여줍니다.

3D 프린팅은 기계 가공 부품에 비해 훨씬 적은 비용으로 동일한 크기 범위 내에서 부품을 생산할 수 있습니다. 이 기술은 탁월한 설계 유연성을 제공하므로 디자이너는 원자재의 재고 형태가 설계 프로세스의 시작점을 결정하는 기존의 제약에서 벗어날 수 있습니다.

효과적인 재고 관리

와 달리 사출 성형 3D 프린팅을 사용하면 부품을 필요한 곳에서 바로 주문형으로 생산할 수 있습니다. 그 결과 재고 필요량이 줄어들어 재고 관리가 더욱 효율적으로 이루어집니다.

일반적으로 기존 방식으로 대량으로 제작되는 부품의 경우 3D 프린팅을 사용하면 필요에 따라 개별 부품을 생산할 수 있습니다. 이 시나리오에서는 창고에 품목당 하나의 예비 부품만 보관하면 됩니다.

부품이 사용되면 교체 부품이 생성되어 다음 날 선반에 나타납니다. 3D 프린팅의 기능을 활용하면 창고는 본질적으로 가상이 되어 필요한 저장 공간과 관련 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

고도로 사용자 정의 가능

3D 프린팅을 사용하면 사출 성형 방식에 비해 훨씬 저렴한 비용으로 개별 부품, 프로토타입 및 생산 보조 장치를 제조할 수 있습니다. 이를 통해 대담한 디자인 실험을 가능하게 하고 틀에서 벗어난 사고를 촉진하여 종종 상당한 혁신으로 이어집니다.

또한 고객의 피드백에 따라 기존 제품을 무제한으로 변경할 수 있는 기능은 최고의 고객 경험을 보장하는 데 매우 중요합니다. 3D 프린팅의 힘을 활용하면 기업은 사출 성형 방식에 비해 반복적인 제품 개발 비용과 속도를 최대 901%까지 절감할 수 있습니다.

또한 3D 프린팅 기술을 사용하면 다양한 산업에서 공급되는 실제 재료를 사용하여 프로토타입을 제작할 수 있으므로 단순한 시각적 복제품이 아닌 실제 기능의 프로토타입을 제작할 수 있습니다. 또한 이 기술을 통해 파일럿 부품이나 향후 전체 생산 시리즈까지 생산할 수 있습니다.설정 및 도구.

설정 및 툴링 비용도 3D 프린팅의 강점 중 하나로, 두 영역 모두에 투자할 필요가 없기 때문입니다. 반면 사출 성형은 부품을 성형할 때마다 툴링 비용과 종종 설정 비용이 발생합니다. 앞서 설명한 대로 DFM 분석은 툴링 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만, 툴링에는 여전히 상당한 초기 비용이 발생할 가능성이 있습니다.

또한 3D 프린팅은 부품 수를 줄이고, 더 가볍고 구조적으로 더 튼튼한 부품을 제작하며, 조립 비용을 절감할 수 있는 놀라운 기회를 제공합니다. 3D 프린팅 기술을 사용하여 부품을 제조하면 기존 방식으로는 달성할 수 없거나 더 까다로운 부품 기능을 구현할 수 있습니다.

3D 프린팅에는 고정 장치, 금형 또는 다양한 유형의 툴링이 필요하지 않다는 점을 명심하는 것이 중요합니다. 이는 지금까지 관찰된 추가 비용을 상쇄하는 데 도움이 됩니다. 핵심적인 고려 사항은 3D 프린팅에서 파생되는 전반적인 가치이며, 이는 점점 더 많은 애플리케이션과 산업에서 놀라운 것으로 입증되고 있습니다. 시간이 지남에 따라 3D 프린팅과 관련된 특정 추가 비용은 제조 비용을 낮추고 설계 유연성과 고품질 부품으로 이어질 수 있습니다.

결론

요약하자면, 사출 성형은 주로 생산에 초점을 맞추고 있지만 3D 프린팅은 전체 공급망에 걸쳐 가치를 더합니다. 3D 프린팅은 설계 및 제조 유연성 향상, 재료 절감, 창고 및 배송 비용 절감, 출시 시간 단축, 제품 품질 개선, 비용 효율성 향상을 가능하게 합니다.

사출 성형에 비해 3D 프린팅은 더 빠른 제품 반복과 비용 절감을 제공합니다. 부품을 3D 프린팅한 후 설계 결함이 발견되면 CAD 파일을 쉽게 조정하여 며칠 내에 다른 반복 작업을 위해 프린팅할 수 있습니다.

반면 사출 성형에서 설계를 수정할 때마다 금형 재작업으로 인해 상당한 비용이 발생합니다. 또한 사출 성형은 금형 제작에 여러 요소를 고려해야 하는 복잡한 공정이 포함되기 때문에 더 복잡한 사전 설계 작업이 필요한 경우가 많습니다.

3D 프린팅의 비용 효율성은 다음과 같습니다. 사출 성형 방법은 재료, 디자인 복잡성, 처리량, 품질 요구 사항 등의 요인에 따라 달라집니다. 소량 생산, 프로토타입 제작 또는 복잡한 디자인의 경우 3D 프린팅이 더 비용 효율적일 수 있습니다. 그러나 대규모 생산의 경우 사출 성형 또는 CNC 가공과 같은 사출 성형 방법이 단가가 더 낮을 수 있습니다.