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마크포지드 - 시멘스 에너지 고객사 성공 사례

기업

시멘스 에너지는 시멘스 그룹의 글로벌 에너지 사업 부문으로, 공공사, 독립 발전 업체, 전송 시스템 운영자, 석유 및 가스 산업 및 기타 고에너지 산업을 위한 기술 및 디지털 및 전통적 서비스 포트폴리오를 제공합니다. 에너지 사업을 지원하기 위해 회사는 최근에 플로리다 주 오란도에 시멘스 이노베이션 센터를 개설했습니다. 이 센터는 디자인과 제조를 동시에 제공하며 로봇 공학, 빠른 프로토타입 제작, 스캐닝, 디지털 도구 및 현장 금속 부가 제조를 구현하는 미국에서 유일한 센터입니다. 시멘스 이노베이션 센터는 회사의 에너지 사업을 지원하는 신속한 문제 해결에 중점을 둡니다.

도전 과제

시멘스는 세계 곳곳의 고강력 압축 스테이션, 발전소 및 정제 공장을 지원하기 위해 견고한 서비스 및 유지 보수 작업을 제공합니다. 많은 루틴 서비스 및 유지 보수 작업은 현장에서 또는 디지털 도구를 사용하여 원격으로 수행할 수 있지만 더 많은 수리 작업은 때로는 터빈을 시멘스 수리 시설로 운송해야 할 수 있습니다. 이로 인해 다운타임이 증가하고 계획된 정지 시간이 연장되며 터빈이 작동하지 않는 시간이 발생할 수 있습니다.

시멘스는 세계에서 가장 높은 성능의 압축 스테이션, 발전소 및 정제 시설을 지원하고 있으므로 터빈을 여러 주 동안 사용할 수 없게 만드는 것은 확실히 원치 않는 일입니다. 따라서 다운타임을 줄일 수 있는 프로세스는 환영받는 것입니다.

“Markforged 3D 프린터를 사용하여 빠르게 반복하는 것은 우리가 도구를 바라보는 방식을 혁신시켰습니다. Markforged 플랫폼을 사용하면 강력하고 내구성 있는 도구를 생산할 수 있습니다.”
— 트렌트 알몬드, 기계 공학자, 시멘스

해결책

Markforged의 기술인 연속 섬유 강시멘스 이노베이션 센터의 엔지니어들은 터빈 유지 보수를 개선하여 비현장 수리와 비용 부담을 줄일 수 있는 더 나은 방법을 찾기 위해 과제를 부여받았습니다. 요청서를 받은지 4주 후에 팀은 터빈의 윤곽과 정확히 일치하는 원형 톱에서 영감을 받아 디자인하고 제작한 컷백 도구를 개발했습니다. 이 디자인이 작동하면 현장 엔지니어가 수리 시설로 터빈을 운송하지 않고도 간단한 현장 유지 보수를 제공할 수 있으며, 수주의 시간을 절약할 수 있습니다.”
“처음에는 7대의 Markforged X7 3D 프린터를 사용하여 컷백 도구를 신속하게 프로토타입으로 만들었으며, 공압 스핀들과 몇 개의 외부 제품 나사를 제외한 도구의 모든 측면을 프린트했습니다. Markforged 파트너인 The SolidExperts와 함께 작업하면서, 현장 조건을 견딜 수 있는 산업용 강도를 여전히 제공하면서도 빠른 반복을 가능하게 하는 간단한 방법을 제공하는 Markforged 산업용 3D 프린터를 선택했습니다. Markforged의 독특한 3D 프린팅 프로세스는 지속적인 탄소 섬유 소재를 활용하여 부품에 고충견딜 강도와 내구성을 부여하여 고충견딜 환경에서 필요한 강도를 제공합니다. 이후에 발생한 일은 이노베이션 센터의 엔지니어와 디자이너들을 놀라게 했습니다. 처음에는 형태와 맞춤형 프로토타입으로만 계획되었지만 컷백 도구는 실제 생산용으로 테스트하는 동안 부하 용량과 강성 요구 사항을 계속 초과했습니다. “원래는 스핀들을 움직이도록 설계된 대로 작동하는지 확인하고 테스트 맞춤형만 할 계획이었습니다,”라고 시멘스 기계 공학자인 트렌트 알몬드는 말합니다. “그러나 Markforged의 탄소 섬유 복합 소재는 실제 현장 사용을 견딜만큼 충분히 강력하다는 사실을 발견했습니다.” 시멘스 에너지 이노베이션 센터의 디렉터 클리퍼드 해처도 동의합니다. “사람들이 빨리 배운 것은 소재의 전반적인 강도와 프린트 품질을 기반으로 실제 도구 제작에 사용할 수 있다는 것입니다.” 이전에 이와 유사한 도구는 디자인하는 데 수개월이 걸리고 소재를 조달하고 CAM 소프트웨어를 프로그래밍하고 CNC 기계에서 전통적이고 비용이 많이 드는 재료를 사용하여 디자인을 반복했어야 했습니다.”

해결책

“현장 엔지니어로부터 피드백을 받은 후에는 시멘스 이노베이션 센터 엔지니어들이 Markforged 3D 프린터 플리트를 사용하여 디자인을 개선했습니다. 새롭고 개선된 3D 프린트 도구는 이제 루틴 검사 중에 3교대로 수행할 수 있는 터빈 구성 요소를 수리하기 위해 현장에서 정기적으로 사용됩니다. 시멘스는 경쟁적인 산업의 최전선에 머무르면서 더 나은 고객 솔루션을 제공할 수 있다는 것을 발견했습니다. “우리는 시간을 절약하고 부가 제조를 현장으로 가져가서 그들의 일을 훨씬 쉽게 만들고 있습니다,”라고 해처는 말합니다.

 

“Markforged 프린터는 엔지니어들이 신속한 실패를 장려하여 더 혁신적일 수 있도록 허용합니다. 이것은 디자인 철학의 변화입니다.”

— 클리퍼드 해처, 시멘스 에너지 이노베이션 센터 디렉터

 

미래

시멘스 에너지 이노베이션 센터의 엔지니어와 디자이너들은 새로운 도전에 처음으로 Markforged 플랫폼을 활용하고 있습니다. 그들은 제품 라인과 작업 스트림을 향상시키기 위해 터빈 날개용 모듈식 픽스처나 내부 로봇용 엔드 이펙터와 같은 새로운 응용 프로그램을 지속적으로 탐색하고 있습니다. 프린터는 제품 디자인에 실패하기를 장려함으로써 엔지니어들이 더 혁신적 일 수 있게 해주었습니다.”

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