파라손 코퍼레이션 주목받는 응용사례: 소형 패키지 컨테이너

파라손 코퍼레이션(Farason Corporation)은 30년 이상 맞춤형 자동화와 로봇 시스템을 설계하고 제조사에 공급해 왔으며 북미, 아시아, 남미, 유럽에 900대 이상의 장비를 납품했습니다. 파라손 팀은 고객이 당면한 특정 과제에 밀착하여 맞춤화된 유일무이한 솔루션을 제공한다는 파라손의 약속에 따라 설계 및 생산 능력을 강화하기 위해 Markforged 3D 프린터를 추가했습니다. 파라손 코퍼레이션은 제품을 수집하고 운송하는 데 사용되는 맞춤형 3D 프린팅 소형 패키지 용기를 디자인했습니다.

미국의 유명 스낵 식품 회사가 치즈볼 제품의 소형 패키징 수거 및 운송 문제를 해결하기 위해 맞춤형 솔루션이 필요했는데, 기존의 모든 솔루션을 이미 고려해 봤으나 거부된 상황이어서 파라손은 어려움에 봉착했습니다. 도전의 핵심은 제품 자체입니다: 설계 지원 엔지니어 크리스찬 웨더는 "정적이고 균일하지 않은 가장자리와 낮은 질량을 가진 가방의 특성 때문"이라고 설명합니다.   "이 모든 기능을 한 상자에 넣는 것은 아주 어렵습니다."

파라손 팀은 패키징 공정을 뒤집는 특이한 아이디어를 생각해냈는데, 로봇이 길쭉한 용기를 들어 올려 마치 맥주잔을 따르는 듯한 동작으로 물건을 밀어내기 때문에 '스타인(맥주잔)' 프로젝트라는 애칭을 붙였습니다. 하지만 아이디어가 떠올랐을 때 솔루션이 너무 참신해서 첫 번째 난관에 부딪혔습니다. 엔지니어 리차드 쿡은 "디자이너들은 아무도 이 아이디어를 받아들이지 못했습니다."라고 설명했습니다. 이례적인 접근 방식이었기 때문에 일부 팀원들은 이를 미친 짓이라고 일축하기도 했습니다. 그들은 "그냥 X를 하지 그래요"라고 했던 것을 리처드는 기억합니다.

"하지만 X는 고객이 이미 시도해봤고 효과가 없다는 것을 알았기 때문에 고객이 원하지 않는 것이었습니다. 저는 그 아이디어를 보고 '와, 참신하다'고 생각했습니다. 잘 될 것 같은데'라는 생각이 들었습니다." 고객에게 이 아이디어가 최선의 아이디어임을 입증하는 방법은 R&D 팀이 아이디어를 완벽하게 구상해서 이 접근 방식이 계약을 따낼 수 있다는 것을 보여주는 것이었습니다.

그러나 컨셉을 다루기 전에 두 번째 난제를 해결해야 했습니다. 이 아이디어는 매우 구체적인 요건을 가진 특이한 디자인인 데다가 작은 제품을 모으기 위해 맞춤형 용기 세트가 필요했습니다. 로봇이 물체를 어떻게 처리하는지, 초경량 패키지 문제가 해결될 수 있는지 테스트하기 위해 기존의 용기는 사용할 수 없었습니다.

확실히 알 수 있는 유일한 방법은 이러한 독창적인 디자인을 사내에서 프로토타입으로 제작하는 것입니다. 파라손에 따르면 맞춤형 용기와 운송 솔루션은 제조사의 요구 사항에서 책정한 용기당 $500달러 예산보다 훨씬 더 비싼 경향이 있다고 합니다. 이 아이디어는 원리적으로는 효과가 있지만 비용 측면에서 보면 채택할 수 없습니다.

파라손 팀은 두 가지 어려움을 동시에 해결할 수 있는 최선의 방법을 재빨리 찾아냈습니다. 바로 산업용 3D 프린팅 재료인 Markforged Onyx를 사용하여 3D 프린팅으로 용기를 설계하는 것이었습니다. 고객에게 솔루션을 배송할 때에도 동일한 재료와 생산 방식으로 할 것입니다.

크리스티안 웨더는 "무게 절감과 비용은 당연히 우리 엔지니어링 설계 팀에서 가장 많이 고려하는 사항입니다. 설계 방식만 봐도 3D 프린팅이 파라손과 잘 어울린다고 생각합니다. 우리는 매우 복잡한 기계 가공 부품을 많이 사용하는 경향이 있는데, 설정 시간, 가공 시간 등에서 많은 비용을 절감할 수 있기 때문에 3D 프린팅이 정말 잘 대체할 수 있는 부분이 바로 이 부분입니다."라고 말합니다.

적층 제조를 도입함으로써 팀은 용기당 전체 예산을 초과하는 기존의 주조 PC 파트 대신 합리적인 가격의 PVC 튜브 파트를 조달할 수 있었습니다. 일련의 3D 프린팅 파트는 용기 어셈블리를 함께 고정하고 다른 장비와의 인터페이스하는 모든 중요한 기능을 담당합니다. 여기에는 운반 메커니즘을 찾아서 고정하기 위한 베이스의 자석 위치, 로봇이 물건을 들어올리고 흔들고 분배하기 위해 잡는 '핸들' 구성품 장착 위치가 포함됩니다. 이 파트를 통해 삽입된 알루미늄 연결 막대는 용기 기둥의 프린트된 구성품과 연결하여 상단에서 하단까지 전체 길이를 이어줍니다.

개념을 입증한 후 파라손 팀이 입찰을 따냈고 80개 이상의 소형 패키지 용기를 제작했습니다. 적층 제조 및 '프린팅 가능성'을 위한 설계 접근 방식을 통해 현장에 설치된 제품을 유지 관리하고 지속적으로 최적화할 수 있습니다.

Markforged의 장점

• Onyx™ 소재로 생산 준비가 완료된 강한 파트를 제작합니다.
• 입찰 과정에서 완전 기능하는 컨셉트를 사내에서 렴하게 제작할 수 있습니다.
• 입찰 및 컨셉팅 과정에서 외주 제작 서비스 비용을 줄이거나 사내 장비 수요를 줄입니다.