Model No Funiture는 지속 가능한 하이테크 접근 방식으로 3D Systems의 EXT Titan™ 펠렛 압출 프린터를 통해 고급 가구를 제작하여 가구 산업에 재편하고 있습니다. 톱밥과 기타 식물 폐기물을 3D 프린터로 재활용하는 것부터 3D 프린팅을 활용한 주문형 design 공정 구현까지, Model No 환경에 미치는 영향이 없습니다.

"최근 추정에 따르면 상업용 실내 인테리어 매출은 약 5년마다 발생합니다. 이러한 인테리어에 사용되는 대부분의 가구는 석유 기반 플라스틱으로 만들어지고 구식 제조 공정으로 만들어 컨테이너에 담겨 배송되고 대규모 시설에 보관됩니다. 유해한 탄소 배출과 폐기물을 대량으로 배출한 대부분의 가구는 수명이 다한 미국 매립지에 버립니다.

우리는 체계적인 변화에 대응하고 있습니다. Model No 에서 우리는 3D Systems의 EXT 타이탄 펠릿 프린터와 바이오 레진 및 무독성 소재를 사용하여 가구 제조 프로세스를 간소화했습니다."

- Philip Raub, CEO, Model N°

적층 기반

Model No는 2018년에 시작되었습니다. 창립자는 맞춤형 가구를 현지에서 지속적으로 제작하는 동시에 제품을 적시에 납품할 수 있는 솔루션을 찾고 있었습니다. 이들은 대형 3D 프린팅이 해결책이 될 수 있다고 생각했지만 기존 필라멘트 3D 프린터로는 프린트 속도와 지속 가능한 소재 선택에 있어서는 부족함을 발견했습니다. Model No는 EXT Titan Pellet 시스템에서 펠릿을 사용하여 3D 프린팅하면서 지속 가능한 맞춤형 바이오 레진 컴파운드를 활용하는 동시에 증착률을 크게 높여 제품을 더 빨리 생산할 수 있었습니다. 

필수사항

협력 프로젝트의 일환으로, Model No와 선정된 미션 중심 design 파트너는 협력 프로젝트의 일환으로 완전한 원형을 유지하고 폐기물을 남기지 않는 제품 컬렉션을 설계했습니다. 이들은 회수한 목재를 베이에어리어에서 현지에 조달하여 CNC 기계로 가구를 제작했습니다. CNC 밀링 공정에서 발생하는 톱밥 폐기물을 3D 프린트가 가능한 바이오 레진 펠릿을 맞춤 합성하는 데 사용되었습니다. 그 다음 업사이클링된 목재 충전 PLA 펠릿 소재를 사용하여 목재 제품을 보완하는 동시에 절삭 밀링 공정이 환경에 미치는 영향을 중화하는 독특한 가구 및 예술품을 프린트했습니다. 

Model No의 CEO인 Philip Raub에 따르면 바이오 레진을 사용한 3D 프린팅, 목재 가공, 천 재봉 등 Model No가 제품에 사용하는 모든 소재는 재생성, 생분해성, 재활용성이 뛰어나고 지속 가능한 인증을 획득했습니다. 이 회사의 모든 레진은 5년 안에 퇴비로 사용할 수 있는 업사이클링 된 식물 폐기물로 배합됩니다.

완전한 순환 과정을 추구하면서 Model No는 재활용 프로그램을 통해 고객이 수명이 다한 제품을 회수하여 재사용하여 제품 수명 주기를 완료할 수 있도록 하고 있습니다. "미래에 이러한 기술은 우리의 고객과 브랜드 파트너에게 우리 제품의 애프터 라이프 솔루션을 개발할 수 있는 능력을 제공할 것입니다. 그동안 고객을 위한 회수 프로그램도 제공하고 있습니다." 라고 Raub는 설명합니다. "또한 3D Systems에서 제공하는 폐기물이 전혀 없고 태양 에너지를 사용하는 최첨단 대형 3D 프린터를 사용하기 때문에 우리가 만드는 모든 제품에 폐기물이 없습니다."

 

디지털 장점

AM을 통해 Model No는 대량 맞춤화 및 주문형 제조는 물론 고유한 설계 및 반복 프로세스를 통해 디지털 제작의 이점을 극대화합니다. "우리는 모든 것을 주문형으로 제작합니다. 우리 고객들은 자신의 제품을 맞춤 제작하거나 사전에 설계된 카탈로그에서 주문할 수 있기 때문에 재고를 제거할 필요도 없고, 낭비되는 생산도 해결할 수 있습니다."라고 Raub는 말했습니다. 공정 초기에 CAD 및 3D 프린트 원형 제작을 통해 설계를 수정할 수 있는 기능을 통해 Model No는 단일 design를 확장하고 하나의 아이디어에 기반한 전체 제품군을 만들 수 있습니다. 

Model No에서 판매를 기다리고 있는 제품으로 가득 찬 창고도 없습니다. 이 회사는 모든 제품을 주문에 따라 제조하여 폐기물과 운영 비용을 줄이면서 비교적 빠른 처리 시간을 유지합니다. 대부분의 제품은 주문에서 배송까지의 표준 리드 타임으로 8주가 소요되며, 대량 주문은 일반적으로 12주 정도 걸립니다. 이러한 리드 타임은 기존 방식으로 제조된 맞춤형 가구의 일반적인 것보다 훨씬 빠릅니다. 

지속 가능한 결과

Model No의 접근 방식이 효과가 있는 것은 분명합니다. 이들 회사의 제품에 대한 수요는 매우 높으며 회사는 매년 성장 목표를 달성하고 있습니다. AM을 지속 가능한 생산 공정의 중추로 삼고 Model No는 3D 프린터를 추가하여 생산 용량을 늘리는 방식으로 규모를 관리했습니다. 현재는 연속 작동이 가능한 EXT 1070 Titan Pellet 3D 프린터 3대를 운영하고 있습니다.

"Model No와의 파트너십은 약 3년 전 Model No가 개념 모델을 제시하면서 시작되었습니다. 그들이 얼마나 발전했는지를 보는 것은 매우 만족스럽습니다. 이는 3D Systems의 펠릿 압출 3D 프린터로 가능한 독특한 제조 응용 분야를 완벽하게 보여주는 예입니다."

- Rahul Kasat, 부사장 - Titan, 3D Systems

구배 각도 설명

WAZER를 포함한 모든 워터젯은 절단 시 약간의 구배 각도를 남깁니다. 이는 절단 흐름이 절단 중인 재료의 상단 표면에 닿을 때 더 많은 에너지를 갖고 바닥 표면으로 절단할 때에는 더 적은 에너지를 갖기 때문입니다.

이로 인해 상단이 약간 더 넓어지고 하단이 더 좁아지게 절단되어 결과적으로 절단 조각의 상단이 약간 더 작고 하단 표면이 약간 더 넓어집니다. 절단된 조각이 측면에서 볼 때 가벼운 사다리꼴 형태를 취하므로 아래에서 볼 수 있습니다.

이 기사에서는 WAZER 워터젯에서 기대할 수 있는 구배 각도와 절단 시 구배 각도 효과를 줄이는 방법에 대해 설명합니다.

1. WAZER 워터젯 드래프트 각도

2. WAZER 컷에서 구배 각도를 줄이는 방법

1. WAZER 워터젯 드래프트 각도

WAZER 워터젯은 최저 2도 미만에서 최고 12도까지의 드래프트 각도를 생성합니다.

드래프트 각도는 절단되는 재료의 두께와 워터젯 갠트리의 절단 속도라는 두 가지 주요 요소의 영향을 받기 때문에 범위는 2~12도입니다. 다양한 일반 재료, 다양한 두께 및 다양한 절단 속도에 대한 실제 구배 각도는 아래 표 1을 참조하십시오.

• 재료 두께 - 구배 각도는 재료가 얇을수록 재료가 두꺼운 경우 구배 각도는 작습니다.
• 갠트리 절단 속도 - 절단 속도가 빠를수록 구배 각도가 커지고, 절단 속도가 느릴수록 구배 각도가 작아집니다.

재료 두께가 구배 각도에 영향을 미침

아래 사진 그림은 재료 두께에 따라 구배 각도가 어떻게 다른지 보여줍니다. 스테인레스강의 두께가 0.040" 에서 0.090"으로 증가함에 따라 구배각은 작아졌습니다.

절단 속도는 구배 각도에 영향을 미칩니다

아래의 두 사진 그림은 절단 속도에 따라 구배 각도가 어떻게 다른지 보여줍니다. 0.1875" 연강과 0.250" 붕규산 유리 모두 절단 속도가 느려짐에 따라 ("거친" 절단에서 "고운" 절단으로) 구배 각도가 다시 작아졌습니다.

아래 표1은 다양한 재료, 두께 및 절단 속도에 대한 구배 각도 효과의 측정값을 보여줍니다. 보시다시피, 구배 각도는 더 얇은 재료와 더 빠른 절단 속도에서 가장 커집니다.

맨 오른쪽 열은 절단된 부품에 대한 의미를 공유하며 절단된 사다리꼴의 상단 가장자리와 하단 가장자리의 너비 차이를 보여줍니다. 구배 각도는 두께에 따라 감소하지만 위쪽 가장자리와 아래쪽 가장자리 폭의 차이는 실제로 두께에 따라 증가합니다.

이는 구배 각도 효과를 보여주는 예시 샘플입니다. 구배 각도가 응용 분야에 중요한 경우 실제 구배 각도를 결정하기 위해 특정 재료 또는 두께로 테스트 절단을 수행할 수 있습니다.

표1. 구배 각도 측정 - 재료 및 두께 테스트

2. WAZER 컷에서 구배 각도를 줄이는 방법

언급한 바와 같이 워터젯과 WAZER를 사용하여 절단할 때는 항상 구배 각도 요소가 있습니다. 실제 사용 사례, 설계 및 제작 요구 사항, 허용 가능한 공차에 따라 구배 각도가 중요할 수도 있고 중요하지 않을 수도 있습니다.

절단 시 구배 각도를 줄여야 하는 경우 절단 속도를 줄이는 방법이 있지만 이 방법에는 제한 사항과 비용이 있으며 비용 효율적이지 않을 수 있습니다.

• 아래 표2는 절단 속도가 느려질수록 구배 각도가 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 예를 들어, 0.125인치 6061 알루미늄의 경우 절단 속도가 분당 1.7인치(IPM)에서 0.71IPM으로 감소하면 해당 드래프트 각도가 5.7도에서 3.6도, 즉 2도 개선됩니다.
• 절단 속도가 느리면 구배 각도가 줄어들 수 있지만 이러한 개선을 달성하려면 상당한 상충 관계와 비용이 필요합니다
• 절단 속도가 느려질수록 부품(0.125인치 6061 알루미늄)을 절단하는 데 소요되는 시간과 소비되는 가넷 연마재의 양이 모두 150% 증가했습니다.
• 절단 부품당 비용은 소비된 가넷 연마재의 양에 크게 영향을 받으므로 연마재 소비가 증가하면 부품당 비용이 직접적으로 증가합니다.
• 또한 절단 속도를 추가로 늦추면 구배 각도가 더 이상 감소하지 않을 수 있으며 절단 속도가 느려지고 연마재 소비 비용이 추가될 수 있습니다.
• 따라서 우리는 구배 각도를 조금만 줄이기 위해 절단 속도를 줄이는 것이 많은(또는 대부분의 상황)에서 반드시 권장되는 접근 방식은 아니라고 생각합니다.
• 다시 말하지만, 맨 오른쪽 열에는 절단된 부품에 대한 의미, 즉 절단된 사다리꼴의 상단 가장자리와 하단 가장자리의 너비 차이가 표시됩니다. 표 1과 대조적으로, 아래 표 2에서는 절단 속도가 변하는 동안 재료 두께가 일정하게 유지되었습니다. 따라서 절단 속도가 감소함에 따라 구배 각도와 사다리꼴의 상단 및 하단 가장자리 너비 차이가 모두 감소했습니다.

WAZER의 WAM 소프트웨어를 사용하면 절단 속도를 늦추고 절단 시 구배 각도를 줄일 수 있습니다. 이 소프트웨어를 사용하면 절단 속도 또는 WAZER 워터젯의 갠트리 동작 속도를 조정하는 절단 품질을 선택할 수 있습니다. 방법은 다음과 같습니다.

• WAZER의 WAM 소프트웨어에서는 왼쪽에 표시된대로 거친, 중간 또는 미세한 절단 품질을 선택할 수 있습니다.
• 이 절단 품질 설정은 갠트리 동작 속도를 직접 제어합니다.
• 거친 절단은 절단 속도가 더 빠르고 미세 절단은 절단 속도가 느립니다.
• 거친 절단 품질과 빠른 절단 속도로 인해 구배 각도가 더 커집니다.
• 대조적으로, 절단 속도가 느린 정밀 절단 품질은 구배 각도를 감소시킵니다.
• 구배 각도를 줄이려면 WAM에서 고품질 설정을 선택하십시오.

결론

모든 워터 제트는 절단되는 재료의 두께와 갠트리 속도에 따라 달라지는 드래프트 각도를 생성합니다. 재료가 두껍고 절단 속도가 느리면 구배 각도가 줄어들고, 반대의 경우 구배 각도가 늘어납니다. WAZER의 구배 각도는 최저 2도 미만부터 최고 12도까지 입니다.

주어진 재료와 두께에 대한 구배 각도를 줄이려면 WAZER WAM 소프트웨어의 고품질 전단 옵션을 사용하세요. 그러면 절단 속도가 느려집니다.

WAZER 소형 워터젯은 정밀한 산업용 도구입니다. 사람들은 WAZER의 정밀도와 절단 시 정확도를 높이는 방법에 대해 자주 질문합니다. 이 기사와 동영상에서는 WAZER의 정밀도, 정밀도 측정 방법론, 최적의 정확성을 위해 WAZER를 사용하는 팁에 대한 결과를 공유하면서 이 주제를 자세히 다룰 것입니다. 

명확성을 위해 정확도와 정밀도는 서로 다른 두가지이며 이 문서에서는 두 가지를 모두 다룰 것입니다. 시작하려면 해당 정의는 다음과 같습니다.

• 정확도는 부품의 측정된 치수가 CAD 도면과 얼마나 일치하는지를 의미합니다.
• 정밀도는 동일한 부품을 여러개 절단할 때 부품의 측정된 치수가 서로 얼마나 가까운지를 의미합니다.

1부 - WAZER 정밀성

우리가 달성한 정밀도는 0.008" 범위에서 ±0.004" 였습니다. 

이는 75개 샘플을 절단할 때 왼쪽에 표시된 대로 샘플 중 95%가 평균 ±0.004인치 범위 내에서 측정되었음을 의미합니다.

• 이 정밀도는 0.080"(2mm) 이하의 얇은 시트 재료에만 해당되면 이는 테스트에 사용된 것입니다.
• 이 연구에서 절단된 부품 샘플은 1"x0.75"로 상대적으로 작았습니다. 상당히 큰 부품의 경우 정밀도가 더 나빠질 수 있습니다.

2부 - WAZER로 최적의 정확도를 달성하는 방법 

절단되는 재료와 두께, WAM에서 절단이 설정되는 방식, 재료가 WAZER의 절단 베드에 얼마나 잘 고정되는지, 기계의 유지관리 등 정확도에 영향을 미치는 요소가 너무 많기 때문에 WAZER에 대한 정확도 사양을 게시하는 것은 불가능합니다.

그럼에도 불구하고 정확도에 영향을 미치는 다양한 요소와 부품 정확도를 향상시키는 데 사용할 수 있는 유용한 기술이 있습니다. 이들 각각에 대해서는 아래에서 더 자세히 살펴보겠습니다.

1. 구매 각도

2. 절단할 시트 재료를 WAZER에 고정하기

3. 절단

4. 절단면 수평 조정을 포함한 유지 관리

1. 구배각도 

WAZER와 같은 워터젯은 일반적으로 절단 시 약간의 구배 각도를 남깁니다. 이는 절단 흐름이 절단 중인 재료의 상단 표면에 닿을 때 더 많은 에너지를 갖고 하단 표면으로 절단할 때까지는 에너지가 적기 때문입니다. 이로 인해 상단의 절단이 더 넓어지고 하단의 절단이 더 좁아집니다. 드래프트 각도는 WAM에 설정된 절단 속도, 재료의 경도 및 두께에 따라 달라집니다.

1) 0.08인치 알루미늄 시트를 절단하기 위해 구배각 6도를 측정했습니다.

2) 이는 아래 이미지에 표시된 것처럼 부품의 측면이 평행하지 않고 위쪽 가장자리가 아래쪽 가장자리보다 짧다는 것을 의미합니다.

3) 예시적인 예로, 0.080인치 알루미늄의 경우 상단과 하단 가장자리의 차이는 0.009인치였습니다.(구배 각도는 재료 및 재료 두께에 따라 달라집니다.)

2. WAZER에서 절단할 시트 재료 고정하기

1) 움직임이 있으면 정확도에 부정적인 영향을 미치기 때문에 스톡 재료는 절단 중에 고정된 상태로 유지되어야 합니다.

2) 항상 재료가 절단 베드에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오.

3) 또한 부품의 외부 프로파일이 절단되면 재료 외부 주변의 패스너가 더 이상 부품을 고정하는데 효과적이지 않습니다.

• 이 문제를 해결하려면 탭을 사용하여 강성을 유지하세요. 작은 부품의 경우 일반적으로 탭 1개로 충분합니다. 대형 부품의 경우 탭이 2개 이상 필요할 수 있습니다. 탭을 추가하려면 아래 WAM 스크린샷을 참조하세요.
• 탭을 원하지 않지만 매우 정확한 부품이 필요한 경우 내부 형상을 절단한 후 절단을 일시 중지하고 나사를 추가한 다음 외부 프로파일 절단을 계속할 수 있습니다.

3. 커프  

1) WAZER의 새 노즐의 경우 혼합 튜브 내경은 0.045"입니다. 그러나 300시간이 지나면 믹싱 튜브의 내경이 약간 팽창하여 절단 정확도가 저하됩니다.

2) 내부 직경의 변화를 보상하기 위해 WAM에서 오프셋을 조정할 수 있습니다. 우리는 이 방법을 귀하의 컴퓨터에 "dialing in" 이라고 부릅니다.

• 이렇게 하려면 기본 WAM 설정으로 조각을 자르는 것부터 시작하십시오. 조각을 측정하고 CAD 도면과 비교하여 둘 사이의 차이를 확인하십시오.
• 그런 다음 WAM에서 "절단 경로 오프셋" 설정을 수정합니다. 원본 컷과 CAD 사양 간의 차이의 절반만큼 설정을 변경합니다.
• 절단을 다시 실행하고 다시 측정하십시오. 절단된 조각이 원하는 공차 내에 있을 때까지 이 단계를 점진적으로 반복합니다.

WAZER 노즐의 일반 수명은 300시간입니다. 300시간이 지나면 노즐의 혼합 튜브가 마모되어 내부 직경이 확장되고 절단 흐름이 약간 퍼지면서 절단 정확도가 저하됩니다.

4. 컷팅 베드 수평 조정을 포함한 유지 관리

1) 컷팅 베드가 수평인지 확인하십시오.

2) 권장 유지 관리 일정을 따르세요.

WAZER의 절단면은 면 전체에 걸쳐 균일하게 절단되도록 수평을 유지해야 합니다. 절단 베드의 수평을 맞추려면 다음 지침을 따르십시오. 컷팅베드의 수명은 20~100시간입니다. (윗부분이 닳은 후에 계속 사용하려면 뒤집어서 사용할 수 있습니다.) 새 컷베드를 사용하면 컷팅 중인 재료를 더 단단하게 고정할 수 있으므로 정확성에 도움이 됩니다.

요약

WAZER 워터젯은 반복 절단에 대해 높은 수준의 정확도와 정밀도를 제공할 수 있습니다. 또한 WAZER의 WAM 소프트웨어를 사용하여 필요한 허용 오차를 달성하기 위해 정확도를 더욱 "조정"할 수 있습니다.

모든 정밀 산업용 도구와 마찬가지로, 유지 관리를 유지하고 작업 주기에 도달하면 마모된 부품을 교체하면 우수한 결과를 얻을 수 있습니다.

WAZER 정밀도 측정 방법론

WAZER는 0.008" 범위에서 ±0.004"의 정밀도를 달성했습니다.

테스트 방법론

- 테스트 컷

* WAZER를 사용하여 동일한 부분을 75번 반복해서 자릅니다.

• 모든 부품은 동일한 재료인 0.080인치(2m) 알루미늄을 사용하여 절단되었습니다.
• WAZER 컷은 의도적으로 WAZER 컷베드 전체에 분산되었습니다.
• 부품은 두 개의 내부 구멍으로 설계되어 WAZER의 내부 특징 절단뿐만 아니라 외부 둘레 절단도 측정할 수 있습니다.

 

20여년 전 Steve와 Rebecca Brydge는 공구 및 금형 공장을 운영하는 Rebecca의 아버지로부터 워터젯을 소개받은 후 유리를 이용한 창의적인 여행을 시작했습니다. "유리를 버터처럼 절단"할 수 있는 기계를 찾는 것은 항공우주를 포함한 다양한 산업 분야의 바닥재, 금속, 고무 및 플라스틱 절단도 포함하도록 성장한 절단 서비스의 완벽한 시작처럼 보였습니다.

2015년에 Brydge's는 유리 절단의 뿌리로 돌아와 워터젯 절단 키트와 스테인드글라스 생산 제품을 갖춘 BrydgeWorks Glass Studio를 열었고 미리 절단된 유리 조각을 활용한 워크샵과 수업도 제공했습니다. 대형 워터젯을 사용하면 이 작업에 적합했지만 재료 고정 및 고압 피어싱과 같이 작은 조각을 절단할 때 재료 손실 및 반복 절단으로 이어지는 몇 가지 단점이 있었습니다. 작업자는 절단하는 동안 절단 조각이 절단 헤드를 방해하여 절단 오류를 일으키지 않도록 지속적으로 모니터링해야 했습니다. 

Brydge's는 이제 반쯤 은퇴할 시간이라고 판단하고 대형 워터젯을 판매하여 절단 서비스를 종료했습니다.유리 스튜디오의 성공을 계속하려면 새로운 절단 솔루션인 WAZER가 필요했습니다. WAZER는 유리 스튜디오를 매일 활용하는 데 딱 맞는 기계입니다. 스튜디오 워터젯 작업자는 곧 손쉬운 고정, 저압 피어싱, 절단 중에 기계 위에 "호버링"할 필요가 없다는 이점을 발견했습니다. 스튜디오는 현재 50~60개의 프리컷 키트와 기타 WAZER 컷 아이템을 스튜디오, Etsy, 현지 포도원, 농장 시장 및 기타 벤더 이벤트에서 판매하고 있습니다. Rebecca와 그녀의 승무원은 일년 내내 수백 명의 사람들에게 다가가는 열정적인 학생들에게 스테인드글라스 및 융합유리 수업을 가르칩니다.

"유리 작업 시 WAZER를 신뢰할 수 있습니다."

Steve는 자신의 긍정적인 경험을 아주 간단하게 요약했습니다. "유리 작업을 할 때 WAZER를 신뢰할 수 있습니다."

WAZER 절단 베드는 유리와 같은 시트 재료를 고정하도록 특별히 설계되었으며 낮은 수압으로 인해 유리가 깨지지 않고 뚫릴 수 있습니다. 지속적인 모니터링 없이도 제작진은 생산을 계속 진행하는 다른 프로젝트를 수행하면서 WAZER를 실행할 수 있습니다. WAZER는 BrydgeWorks Glass Studio에 적합한 솔루션이었으며 수요에 부응하기 위해 일주일에 며칠 동안 실행되었습니다.

여가 시간을 보내기 위해 시작한 취미는 이제 유리 예술가 Cathy Minyard의 두 번째 사업으로 성장했습니다.

1800년대 후반 빅토리아 시대 주택을 구입한 후 그녀는 화려한 스테인드 글라스 창문을 추가하는 등 건물을 이전의 웅장함으로 복원하려고 했습니다. 그녀는 스테인드 글라스 공예를 마스터하고 집 전체에 스테인드 글라스 창을 추가하는 동안 골동품 유리 이발사의 지구본 사인 사진을 발견하고 즉시 그것을 재현하고 싶었습니다.

골동품 유리 이발소 지구본은 원래 1940년대부터 1970년대까지 상징적인 회전 줄무늬 표지판과 함께 이발소를 식별하기 위해 소량 생산되었습니다. 최초의 지구본 제작자가 세상을 떠난 후, 그의 패턴과 디자인은 마침내 소유자/수집가가 될 때까지 여러 당사자에게 판매되었습니다. 그 수집가는 예술품을 높이 평가했지만, 지구본을 상업적으로 생산할 수는 없었습니다. 다행히도 그와 Cathy는 연결되었고 그녀는 즉시 그 가능성에 흥미를 느꼈습니다.

신규 사업 추진

Cathy가 당시에 깨닫지 못한 것은 그녀가 처음으로 제대로 된 지구본을 완성하기 위해 제조 과정과 구형 모양을 알아내는 데 거의 2년에 가까운 시행착오가 필요하다는 것이었습니다. 그 시간의 대부분은 평평한 유리 조각을 가져와 자신의 디자인에 맞게 자르고 맞춤형 곡선 주형 위에 가마에서 구워 독특한 구형 모양을 만드는 방법을 개발하는 데 소비되었습니다. 그 후에도 그녀는 최종 3차원 지구본을 만들기 위해 조각들을 함께 납땜해야 했습니다. 

한 주요 이발소 기념품 수집가는 우연히 그녀의 첫 번째 지구본의 온라인 사진을 보고 원래 지구본의 사양을 더 잘 이해할 수 있도록 도와주겠다고 제안했습니다. 

수공예품의 아름다움과 도전

원래 Cathy는 전통적인 방식으로 유리잔을 손으로 자릅니다. 이 작업은 지루하고 균일성이 부족했으며 파손으로 인해 고가의 재료가 25%나 낭비되었습니다.

각 유리 이발소 지구본에는 150개 이상의 개별 유리 조각이 필요하며 완성하는 데 2개월이 소요됩니다. 레터링만 손으로 자르는데 3일이 소요됩니다. 복잡성을 더해 Cathy는 직경이 10인치와 12인치인 두 가지 크기의 지구본을 제공했으며 각 크기는 고유한 절단 및 모양의 조각으로 구성되었습니다.

Cathy는 매우 독특한 이발소 지구본의 유일한 생산자입니다. 주로 소셜 미디어를 통해 소문이 퍼져 전국의 이발사와 수집가들이 이제 그녀에게 연락하여 한 번에 한 개가 아니라 때로는 여섯 개 이상의 지구본을 주문하고 있습니다.

지구당 소요 시간이 2개월로 인해 1인 아티스트가 수요를 따라가는 것이 점점 더 어려워졌고 Cathy는 더 나은 솔루션이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 운 좋게도 그녀의 아들은 Kickstarter에서 WAZER 소형 워터젯 데뷔를 보았고 그것은 그녀의 사업을 개선할 확실한 기술이었습니다. 

"WAZER를 사용하면 워터젯으로만 절단할 수 있는 모양을 절단할 수 있습니다."

Cathysms WAZER 시스템을 구입하여 설정하고 레거시 Inkscape 디자인을 Gcode로 신속하게 변환했습니다. 그런 다음 그녀는 워터젯으로 자른 조각을 가지고 지구본을 만들기 시작했습니다. WAZER를 통해 그녀가 디자인에 적용한 첫 번째 변경 사항 중 하나는 별 모티브를 추가한 것입니다. Cathy의 독특한 흰색 작은 별 띠는 그녀의 지구본이 그녀의 독특한 디자인임을 나타냅니다. WAZER 소형 워터젯은 이전에는 손으로 별을 자르는 것이 불가능했기 때문에 그녀의 사업을 변화시켰습니다. 그녀는 "WAZER를 사용하면 워터젯으로만 절단할 수 있는 모양을 절단할 수 있습니다"라고 말했습니다.

WAZER는 손으로 제작할 수 없는 독특한 디자인 외에도 Cathy에게 많은 시간과 재료를 절약해 줍니다. 예전에는 손으로 3일이 걸렸던 레터링이 이제는 30분 만에 재단됩니다. 지구본을 완성하는 데 2개월이 걸리던 것이 이제는 3주 만에 완성되었으며 Cathy는 유리 파손 및 낭비도 25% 줄였습니다. 워터젯으로 유리를 자르더라도 Cathy는 각 구체를 수동으로 조립하여 모든 구체에 손으로 만든 개성을 더합니다.

WAZER 워터젯으로 Cathy 사업의 모든 부분이 개선되었습니다. 그녀는 늘어가는 고객 기반을 만족시키기 위해 더 많은 지구본을 더욱 빠르게 생산할 수 있습니다. 그녀는 효율성을 높이기 위해 인건비와 재료비를 줄였습니다. 또한 그녀는 제품 디자인을 독특하고 복잡하게 만들 수 있으며 심지어 새로운 변형을 디자인 할 수도 있습니다. 

WAZER는 판금 및 심 스톡과 같은 얇은 재료를 절단하는 놀라운 도구입니다. 그러나 심 스톡은 얇고 약하기 때문에 WAZER의 강력한 워터젯이 절단 중에 섬세한 스톡을 왜곡하거나 손상시키지 않도록 다양한 절단 방법이 필요합니다.

Part 1. 얇은 심 스톡 및 단단한 판금 절단에 대한 배경

WAZER는 얇은 심 스톡을 포함하여 거의 모든 재료를 절단할 수 있습니다. 일반 경질 판금은 절단 설정을 위한 일반적인 방법을 사용하여 WAZER에서 절단할 수 있습니다. 그러나 얇은 심스톡을 절단하려면 위 영상과 아래 설명된 방법 중 하나를 사용해야 합니다. 이러한 방법을 사용하면 WAZER 워터젯으로 얇은 심 스톡을 자신있게 절단할 수 있습니다.

• 예를 들어, 아래는 WAZER의 심 스톡에서 절단한 조각 사진입니다. 0.002인치만큼 얇은 구리와 강철을 정확하고 깨끗하게 절단한 것입니다.

WAZER의 Shim Stock에서 잘라낸 샘플 조각

단단한 판금 절단 

첫째, 재료가 충분히 두꺼운 단단한 판금(일반적으로 0.008"-0.010" 이상)인 경우 WAZER에서 판금을 고정하고 절단하는 일반적인 방법을 사용하면 됩니다.

1. WAZER 절단 베드에 판금을 놓습니다.
2. 절단용 시트를 고정하기 위해 둘레에 납작 머리 나사로 재료를 부착합니다.
3. 절단을 완료하고 절단된 부분을 WAZER에서 제거하세요.

그러나 재료가 이보다 얇다면 다양한 심 스톡 절단 방법 중 하나를 사용해야 합니다.

2부 - WAZER를 사용하여 얇은 심 스톡으로 고품질 절단을 얻는 방법

심스톡 절단

심 스톡은 단단한 판금보다 얇고 더 약합니다. 둘레에 납작 머리 나사만 사용하여 WAZER 절단베드에 평평하게 유지하기에는 너무 얇고 종이처럼 느껴집니다. 깨끗하고 정확한 절단 대신 이 사진에 표시된 것처럼 워터젯이 재료를 튕겨서 왜곡시킵니다. 

WAZER에서 심 스톡을 절단하는 세 가지 기술

방법 1. 샌드위치

첫 번째 방법은 일회성 작업 및 프로토 타입 제작에 적합합니다.이 방법은 다른 재료의 희생층 사이에 심 스톡을 끼워넣습니다. 희생 레이어는 단단하고 저렴하며 절단 정확도를 손상시키지 않는 1/8인치 아크릴일 수도 있습니다.

    1. 1/8인치 아크릴 시트와 같은 상부 및 하부 "샌드위치" 레이어 사이에 심 스톡을 조립합니다. 

• 당신의 컷을 만드세요.
• WAZER의 WAM 소프트웨어에서 중간 또는 거친 설정을 선택하십시오. 이렇게 하면 절단 속도가 빨라지고 심 스톡이 손상될 가능성이 줄어듭니다.

• 아래 사진처럼 절단된 부분의 품질은 양호하나 가장자리 버(Burr)가 약간 있습니다. 고운사포(800방)로 약 30~60초 동안 손으로 샌딩하여 버를 제거합니다.

 



방법 2는 동일한 부품을 여러 개 복사하거나 소량 생산하는 경우입니다. 이 방법은 여러 층의 심 스톡을 더 두꺼운 패키지로 쌓아서 얇은 스톡을 손상시키지 않고 절단할 수 있도록 합니다.

   1. 여러 조각의 심 스톡을 스택으로 조립합니다.

• 더 얇은 층을 안족에 배치하고 가장 두거운 조각을 스택의 상단과 하단에 쌓아서 다양한 두께의 심 스톡을 결합할 수 있습니다.
• 최상의 결과를 얻으려면 스프레이 접착제로 레이어를 접착하고 접착제가 굳는 동안 단단히 누르십시오(이상적으로는 유압 프레스 사용)

• 장점 - 이 방법은 여러 개의 부품 사본을 통해 우수한 품질의 부품 절단을 제공합니다.
• 단점 - 레이어를 분리하기 위해 선행 처리와 후처리가 필요하고 가벼운 손 샌딩이 필요합니다.

 

방법 3은 동일한 모양을 반복적으로 자르거나 찢어질 수 있는 깨지기 쉬운 부분으로 디자인이 복잡한 경우입니다. 이 방법은 고정장치를 사용하여 심 스톡을 단단히 고정합니다.

   1. 부품의 CAD를 사용하여 일치하는 고정 장치를 디자인합니다.

• 워터젯 흐름이 통과할 수 있도록 절단된 부분과 일치하는 열린 경로로 고정 장치를 설계합니다.
• 고정 장치 디자인에는 워터젯이 절단하지 않는 탭도 포함합니다. (이 탭은 절단 과정에서 재료가 움직이는 것을 방지합니다.)
• WAZER의 WAM 소프트웨어(CAD를 WAZER 절단 지침으로 변환)에 일치하는 탭을 추가하세요
• WAZER를 사용하여 고정 장치 사본 2개를 절단하고 절단 중심 스톡을 고정합니다.]

Point Designs는 3D Systems의 Application Innovation Group과 협력하여 단 6개월 안에 더 우수한 제품을 개발하고, 워크플로우 효율을 높이고, 티타튬 3D 프린팅으로 전환했습니다.

Point Designs은 손 부분 보철 디자인 분야의 혁신 기업으로서, 적층 제조(AM), 기계 설계, 임상 진료를 결합해 견뢰도가 뛰어난 인공 손가락 솔루션을 제공합니다. 콜로라도 대학의 바이오메카트로닉스 개발 연구소(Biomechatronics Development Laboratory) 출신 연구자들이 설립한 Point Designs는 자사 제품에 대한 수요가 회사 역량을 능가하게 되자 제조 지원이 필요하게 되었습니다. Point Designs는 3D Systems를 생산 파트너로 선택하여 그 공급 문제를 해결하고 자사 제품 개발 프로세스를 향상시켰습니다. Point Designs는 3D Systems 전문가들과 긴밀히 협업하여 단 6개월 안에 스틸에서 티타늄으로 전환하고, 워크플로우 효율을 높이고, 가치 있는 지식을 확보하여 자사 포트폴리오를 강화할 수 있습니다.

"3D Systems와 일하면서 실제로 우리 회사의 설계 프로토콜을 개선했습니다. 3D Systems에서 제공한 새로운 시각과 지식을 통해 대량 3D 프린팅에 맞게 우리 설계를 최적화하여, 후처리 방법을 개선하고, 각 빌드 플레이트에서 나오는 고정밀 부품의 수율을 높일 수 있었습니다."

-Levin sliker(Point Designs의 공동 창립자이자 CEO)

도전 과제

제휴를 통해 손 부분 보철 부품의 AM 생산 규모 확대

일찍부터 콜로라도 대학 연구소 자원을 이용할 수 있었던 Point Designs는 처음부터 3D 프린팅을 염두에 두고 자사 Point Digit 솔루션을 만들었습니다. 그러나 솔루션의 인기가 커지면서 Point Designs는 역량을 느리는 데 도움을 줄 파트너가 필요해졌습니다. 의료기기 제조 실적, 고품질 전문성, 반복 가능한 티타늄 프린팅, 경험으로 얻은 AM 기술과 공정에 대한 지식을 보고 Point Designs는 3D Systems로 정했습니다. 두 회사가 함께 Point Digit 솔루션을 티타늄으로 바꾸고, 출시 시간을 단축하고, 기능적으로나 미적으로 최적화된 제품을 구현하게 되었습니다.

솔루션

01.협업을 통해 적층 제조에 맞는 디자인으로 개선

Point Designs는 자사 Point Digit 솔루션을 설계할 때 제 자리에서 바로 유기적 형상, 반중공 구조, 조립체를 만들어 적층 제조용 디자인(DFAM)의 이점을 활용했습니다. 이 유형의 피처는 AM으로만 가능한데 부품을 의도한 기능에 맞게, 더 가벼운 중량으로, 더 적은 조립품으로 설계할 수 있어 많은 기업이 이 기술을 사용하는 것입니다. 그렇지만 3D 프린팅을 성공적으로 해내기가 어렵습니다. 특히 완성품에 엄격한 공차를 요하는 정밀 구조가 들어갈 때 더욱 그렇습니다. Point Designs의 CEO Levin Sliker는 자사 팀에서 3D Systems와 일하면서 프린팅 프로세스에 최적화되도록 설계를 개선할 수 있었다고 말합니다.

Point Designs에서 사용하는 핵심 AM 구현 기능 하나는 라이브 힌지인데, 그 자리에서 조립품으로 바로 프린팅하기 때문에 보다 자연스러운 동작을 위한 회전이 가능합니다. SLiker는 힌지 구성품은 작을 뿐만 아니라 그 안에 구성품도 있기 때문에 이 조립품을 제 자리에서 프린팅할 수 있는 것이 엄청난 장점이라고 말합니다. Sliker는 "다른 방식으로는 조립하기가 불가능하거나 어려울 것입니다. 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 정말 작은 부품들을 계속 주시해야 합니다. 라이브 힌지는 모든 것을 제자리에서 프린팅하기 때문에 조립과 제조가 매우 간소화됩니다."

02.대량 생산용으로 최적화된 프린트 전략 협의

제품 출시까지의 기한이 얼마 남지 않은 상황에서 Point Designs는 3D Systems와 작업을 시작하던 당시, 특히 부품 방향을 정하는 데 있어서 디자인과 관련하여 해결해야 할 문제가 몇 가지 있었습니다. Point Designs는 최종 부품의 필수 치수와 여유 없는 공차를 고려해 기존 빌드 방향을 선택했습니다. 그러나 이 방향은 대량 생산용으로는 적합하지 않았습니다. 3D Systems와 Point Designs는 함께 훨씬 더 많은 부품을 단일 빌드에서 프린팅하면서 다운스트림 공정도 고려할 수 있는 새로운 프린트 전략을 고안해냈습니다. 두 회사는 중요한 표면에 흠집이 나지 않도록 쉽게 제거할 수 있는 지지 구조물과 이러한 표면에 원하는 마감을 구현할 수 있는 기법을 함께 생각해냈습니다.

"부품을 다른 방향으로 배치하면서 단일 빌드 플레이트에서 생산할 수 있는 부품의 수가 두 배로 늘었습니다."

- Levin Sliker(Point Designs의 공동 창립자이자 CEO) 

03. 고급 티타늄 소재로 전환

Point Designs는 제조 파트너를 모색할 때 역량을 가장 우선으로 보았습니다. Sliker는 3D Systems를 선택하면서 티타늄을 보너스로 얻었다고 말합니다. 그러나 Point Designs만 혜택을 본 것은 아닙니다. Jeff Soelberg는 Point Digit 솔루션의 최종 사용자로서, 스틸 버전과 티타늄 버전을 모두 착용해보았습니다. 신소재로 무게가 30% 감량되면서 그 차이를 바로 느낄 수 있었습니다. Soelberg는 스틸 기기를 착용할 때는 소형 웨이트를 들고 다니는 느낌이었는데 "티타늄으로 바뀌면서 훨씬 더 가볍고 자연스럽게 느껴진다"고 말했습니다.

무게 감량 외에 강도, 내구성, 간편한 세척 때문에 이 기기의 소재와 디자인도 최종 사용자들로부터 긍정적인 피드백을 많이 받고 있습니다.사용자들은 손가락을 사용하는 어느 환경에서나 이 기기를 착용할 수 있습니다. Soelberg는 연습을 통해 사고 전에 했던 활동의 95%를 회복하고 있다고 말했습니다. 

소재를 전환하는 과정에서 3D Systems는 향후 프로젝트에 활용할 노하우를 공유하며 Point Designs가 티타늄 특유의 문제를 탐색하도록 도왔습니다. 그 중에서도 티타늄의 수축률을 고려한 설계에 관한 도움을 주었습니다. Sliker는 "3D Systems 팀과 함께 일하면서 기존 제품과 향후 제품의 설계 프로세스를 크게 개선하여 다음 제품은 구현하기가 더 쉽고 고정 설계 파일을 대량 생산헤 바로 사용할 수 있게 되었다."고 말했습니다. 

티타늄 Point Digit 2.0 솔루션은 3D Systems의 DMP(Direct Metal Printing) 기술과 산소 수치가 동급 최고인(<25 ppm) LaserForm Ti Gr23(A) 소재 그리고 불활성 프린팅 대기를 사용하여 프린트하기 때문에 화학 순도가 높고 반복 정확도가 뛰어난 매우 단단하고 정확한 부품을 보장합니다. 부품당 동일한 디지털 데이터 패키지 사용을 통해, 23D Systems 기계는 전역적 오프셋 없이 모든 DMP 기계에서 동일한 결과를 전달함으로써 생산의 확장성을 가능하게 합니다.

04. 조립 공정 절감 

Point Designs와 3D Systems가 함게 네 개 제품을 만드는데 각각 여러 개의 3D 프린팅 부품으로 구성되며, 크기가 다양해 총 17개의 SKU와 107개의 고유 부품을 만들 수 있습니다. Point Designs가 3D Systems로부터 프린트된 부품을 받으면 Point Designs 팀이 상용 및 맞춤 부품을 함께 사용하여 조립합니다. 조립 후 Point Designs에서 제품을 보장구사에게 전달하면 보장구사가 각 사용자의 맞춤 보철 소켓을 만듭니다.

Sliker는 "3D Systems의 Application Innovation Group에서 자체 기술을 사용하는 프린팅을 완벽하게 지원할 수 있다는 사실이 우리에게 정말 큰 도움이 되었습니다. 3D Systems가 자사 기기의 능력에 정통하다는 것은 업계에서 잘 알려진 사실이며, 덕분에 이 협력 관계가 성공할 수 있었다"고 말합니다.

공급 문제 해결과 관련하여 Point Designs에서 사업 개발 전문가로 일하는 Griffin Drye는 3D Systems와 함께 일한 후 업체들이 신뢰할 수 있는 생산 속도 체계를 갖추게 되었고 Point Designs는 제품을 제 때 납품하지 못하는 경우가 없어졌습니다. 이는 정말 의미 있고 기분 좋은 성과라고 말합니다. 이것이 가능했던 것은 Point Designs와 3D Systems의 솔직하고 긴밀한 의사소통을 통해 상대가 정확히 예측하고 계획하는 데 필요한 시간을 서로 공유했기 때문입니다. 1등급 의료 기기인 Point Digit 2.0이 성공적으로 출시되고 지금 Point Designs는 3D Systems 전문 기술을 활용할 다른 수많은 보철 제품을 계획하고 있습니다.

결과

대량 티타늄 프린팅으로 빠르고 원활하게 전환

CNC 절단석 및 타일: 카탄 보드의 맞춤 정착민

저는 어렸을 때부터 Settlers of Catan을 플레이해 왔으며 보드의 디자인이 게임의 다양한 리소스와 어떻게 일치하는지 항상 좋아했습니다. 최근에 DIY Catan 세트 예제를 많이 발견했는데, WAZER를 사용하여 하나 만들어 보면 재미있겠다는 생각이 들었습니다. 이 Catan 세트를 완전히 독특하게 만들기 위해 저는 전체 보드를 돌로 만들기로 결정했습니다. 이것은 WAZER에서만 달성할 수 있는 일이었습니다. 이 아이디어를 염두에 두고 우리는 프로젝트에 대한 몇 가지 목표를 세웠습니다. 첫 번째는 석재 절단에서 WAZER의 능력을 보여주는 것이었습니다. 돌을 자르는 능력뿐만 아니라 만들어질 조각의 가장자리 품질과 정확성도 보여드리겠습니다. 두 번째 목표는 금속에 WAZER를 사용할 때 기대할 수 있는 가장자리 품질을 보여주는 것이었습니다. 

보드 조각 디자인

이 프로젝트는 돌과 금속 조각을 모두 통합하여 완전한 카탄 정착민 보드를 만들었습니다. 내 개인 세트를 온라인 가이드와 자료로 사용하여 Solidworks에서 정확한 치수를 사용하여 보드와 게임 조각의 각 타일을 디자인할 수 있었습니다. 나는 완성된 보드의 어셈블리를 사용하여 테두리 조각의 크기를 더 잘 결정하여 올바르게 맞물리고 그 안에 포함된 타일을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있었습니다.

각 카탄 자원에 대한 석재 유형 선택

이 프로젝트의 자재 조달에는 원래 보드와 일치하는 다양한 석재 경도, 일관성 및 색상이 필요했습니다. 이를 달성하기 위해 저는 보드 자체에 7개의 서로 다른 돌을, 보드 조각에 4개의 서로 다른 돌을 공급했습니다. 이 7개의 서로 다른 돌은 각각 3/8인치 두께, 12인치 x 12인치 광택 타일로 공급되었습니다.

돌에서 플레이어 조각 4세트도 잘라냈습니다. 이 석재는 1/2인치 두께, 18인치 x 18인치 광택 타일로 공급되었습니다. 이러한 재료의 다양성을 통해 나는 두 개의 서로 다른 두께에서 전체 범위의 석재 일관성에 대해 다양한 절단 기술을 실험할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 동급의 석재(예:서로 다른 대리석 샘픔)와 석재 내에서 재료 경도의 차이를 관찰할 수 있었습니다. 

워터젯으로 대리석 절단하기

3/8인치와 1/2인치 두께의 대리석은 사용된 네가지 유형의 석재 중에서 절단하기 가장 쉬운 것으로 입증되었습니다. 대리석의 가벼운 재질 차이와 중간 정도의 경도 덕분에 날카로운 모서리를 매우 잘 고정하는 일관되고 부드러운 절단면이 가능합니다. 이것은 WAZER on Stone의 기능을 소개하는 환상적인 석재이며 완제품을 얻기 위해 사전 또는 사후 처리가 거의 필요하지 않습니다. 기계의 이송 속도에 대해 나는 0.5인치/분(12.5mm/분)이 3/8인치 두께의 재료에 가장 적합한 지점이라는 것을 알았습니다. 기계를 더 느리게 실행할 수는 있지만 절단 시간이 느려지는 것을 정당화할 만큼 가장자리 품질이 크게 향상되는 것을 느끼지 못했습니다. 1/2인치 두께의 재료의 경우 0.3인치/분(7.5mm/분)으로 가장자리 품질이 뛰어나고 절단 각도가 감소하는 것으로 나타났습니다. 제품의 허용 오차에 따라 이 속도보다 약간 더 빠르거나 느리게 실행될 수 있습니다.

대리석 절단이 비교적 용이함에도 불구하고 절단 전에 수행해야 하는 중요한 단계가 하나 있는데, 이는 리드 인을 0.2인치 이상으로 늘리는 것입니다. 이렇게 하면 재료의 피어싱 지점이 원하는 절삭날에서 멀어지게 이동하여 침식 포켓이 최종 제품에 영향을 미치는 것을 방지합니다. 대리석의 경도에 다라 납의 양을 더 늘리거나 줄여야 할 수도 있습니다. 테스트 중에 침식 주머니의 가장 큰 반경은 가장 부드러운 대리석의 경우 0.35인치이지만 가장 단단한 대리석의 경우 반경은 0.05인치에 불과하다는 것을 발견했습니다.

내가 대리석에 대해 수행한 유일한 후처리는 두 개의 1/2인치 대리석 타일에서 잘라낸 도시 및 정착지 조각에 대한 것이었습니다. 180방 사포 위에 가볍게 젖은 모래를 바르고 투명 바니시를 한 번 코팅하면 작품을 돋보이게 만드는 데 충분했습니다. 이 정보를 염두에 두고 발견한 모든 대리석을 자신있게 자르고 자신만의 복잡한 대리석 디자인을 만들 수 있습니다.

워터젯으로 슬레이트 절단

슬레이트는 두 번째로 작업하기 쉬운 재료였습니다. 대리석과 동일한 이송 속도를 사용하면 믿을 수 없을 만큼 부드러운 모서리 품질과 뛰어난 모서리 유지력을 얻을 수 있습니다. 리드는 슬레이트마다 조금씩 다르기 때문에 적절하다고 생각되는 대로 슬레이트에서 조정할 수 있습니다. 하지만 저는 0.2인치 리드를 사용했고 문제가 전혀 없었습니다. 놀랍게도 슬레이트의 층상 재료 구성은 절단에 영향을 미치지 않았으며, 이 재료 고유의 비균질성으로 인해 바생하는 실제 문제는 발견되지 않았습니다. 슬레이트에 대해 마지막으로 주의해야 할 점은 모서리가 섬세하고 일반 돌보다 더 많이 부서지거나 갈라질 수 있다는 것입니다. 

워터젯으로 오닉스 절단

오닉스는 매우 미세한 입자의 석영이므로 이 재료는 거의 완전히 균일한 구성을 갖는 돌의 예시입니다. 대리석의 공급 속도와 리드인은 이 재료가 훨씬 더 단단하더라도 오닉스에도 적용됩니다. 이 프로젝트에서 절단된 두 가지 오닉스 변형 모두 뛰어난 가장자리 품질과 정확성을 보여 주었지만 정확하고 날카로운 모서리를 얻으려면 두 가지 모두 사전 처리가 필요합니다. 오직스의 경도로 인해 WAZER는 때때로 날카로운 모서리에 작은 '꼬리'를 남길 수 있습니다. 워터 제트가 빠져나가는 곳에서 재료가 방향을 바꾸기 전에 노즐을 따라잡을 충분한 시간이 없기 때문입니다. 이를 방지하기위해 웹사이트https://ncviewer.com를 사용하여 각 타일 모서리 주변의 공급 속도를 수동으로 변경했습니다. WAM에서 Gcode 파일을 생성한 후 노트북을 사용하여 파일을 연 다음 Gcode 파일의 실제 텍스트를 복사하여 NC 뷰어의 왼쪽 열에 있는 텍스트 위에 붙여넣습니다. 이 작업이 완료되면 'PLOT(플롯)'을 클릭하여 WAZER가 보는 대로 프로젝트를 봅니다. 코드 라인을 스크롤하여 부품을 절단할 때 노즐이 공작물에서 어디에 위치하는지 확인할 수 있습니다. 각 모서리 오른쪽에는 코드 줄 끝에 'F' 명령이 있어야 합니다. (예:F7.50) 이는 해당 명령을 따르는 모든 항목에 대한 노즐 속도를 결정합니다. 'F' 뒤에 있는 숫자를 변경하여 수동으로 노즐 속도를 늦추고 더 날카로운 모서리를 얻을 수 있습니다. Onyx 타일의 코너 속도를 F8.75에서 F6.75로 줄였는데, 이는 코너의 '꼬리'를 제거하는 데 충분했습니다. 코너 속도를 줄이는 것 외에도 오닉스로 작업할 때 재료에 남아 있는 탭을 제거하는 것도 중요합니다. 아래 그림과 같이 아주 작은 탭이라도 제거 중에 부품이 부서질 수 있습니다. 어떤 이유로든 절단이 중단되면 절단을 계속해도 탭이 생성되지 않거나 절단이 완전히 다시 시작되지 않는지 확인하는 것이 좋습니다. 이 모든 것을 염두에 둔다면 정말 우아한 소재로 눈에 띄는 작품을 쉽게 만들 수 있을 것입니다.

워터젯으로 화강암 절단

화강암은 자르기가 가장 어려웠습니다. 화강암은 매우 단단한 재료이며 '두꺼운' 일관성을 갖고 있어서 재료 내에서 매우 단단한 입자와 덜 단단한 입자가 많이 발견됩니다. 이는 더 단단한 재료가 부드러운 주변보다 더 천천히 절단되어 제트 자체가 덩어리 주위를 휘게 하므로 워터 제트에 큰 문제를 야기합니다. 이로 인해 가장자리 품질과 정확성이 떨어지고 코너 '테일링'이 심해질 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 내 해결책은 화강암의 가장 단단한 부분을 절단할 수 있는 최대 속도와 일치하도록 이송 속도를 조정하는 것이었습니다. 본질적으로 부드러운 부분을 무시하고 화강암을 가장 단단한 부분만큼 단단한 균일한 슬래브로 취급합니다. 화강암에 사용한 공급 속도는 3/8인치 두께 타일의 경우 0.3인치/분(7.5mm/분)이었고 1/2인치 두께 타일의 경우 0.2인치/분(5mm/분)이었습니다. 이송속도를 줄이는 것과 더불어 코너에서도 NC 뷰어를 이용하여 속도를 줄이는 작업이 필요했습니다. 모든 화강암 절단에 대해 워터 제트의 코너 속도를 F5.00에서 F2.00으로 줄입니다. 피어싱 포인트 관련 결함으로 인한 부품 손실 가능성을 없애기 위해 화강암용 리드인도 권장됩니다. 저는 0.2인치 리드인을 사용했습니다. 이 미세 조정을 통해 3/8인치 두께의 타일을 후처리할 필요가 없다는 것을 알았지만 1/2인치 두께의 도시 및 정착지 조각에는 상당한 양의 샌딩이 필요했습니다. 나는 가능한 한 최선을 다해 절단 표면의 줄무늬를 제거하기 위해 120방 사포로 각 조각을 습식 샌딩했습니다. 그런 다음 각 조각을 투명 코팅하여 광택 마감 처리를 했습니다. 화강암은 사전 및 사후 처리가 많이 필요하며 WAZER를 사용하여 절단하는 속도가 매우 느립니다. 하지만 이 정보를 통해 저는 두 분이 상상할 수 있는 모든 것에 대한 놀라운 화강암 조각을 만들 수 있다는 것을 알고 있습니다.

워터젯을 이용한 판금 절단

숫자와 포트 토큰은 표준 WAZER 공급 속도, 리드인 및 탭 너비를 사용하여 1.5mm 6061 알루미늄 시트에서 잘라냈습니다. 이에 대한 한 가지 예외는 절단 경로의 오프셋 가격이었습니다. 숫자 자체에서 원하는 세부 사항을 보다 정확하게 달성하기 위해 오프셋을 0.005"로 줄였습니다. 알루미늄은 WAZER로 절단할 수 있는 가장 간단한 재료 중 하나이므로 전체 토큰 세트가 알루미늄으로 제작되었습니다. 그러나 다양한 경도와 연성을 지닌 금속에 대한 WAZER의 평균 절단 가장자리 품질을 보여주기 위해 아래와 같은 샘플 세트를 만들었습니다. 

워터젯 컷팅 판금의 마감 기술

알루미늄은 완제품으로 가공하기가 매우 쉽습니다. 토큰 표면에서 모든 버(burr)와 녹청을 제거하기 위해 120방 사포로 토큰을 습식 샌딩했습니다. 그 결과 석재 타일 사이에 잘 어울리는 깔끔한 브러시 모양이 탄생했습니다. 실제 카탄 세트의 경우 각 토큰 뒷변에 문자를 레이저로 새겼습니다.

스테인레스 스틸은 더 단단한 소재이며 알루미늄보다 절단하는 데 훨씬 더 오랜 시간이 걸립니다. 그러나 이 경도는 버의 크기를 줄입니다. 스테인레스 스틸의 외부 버를 제거하는 가장 쉬운 방법은 디버링 도구를 사용하는 것입니다. 더 복잡한 내부 곡석의 버를 위해 120방 사포를 사용하여 다시 습식 샌딩했습니다. 샌딩 작업은 시간이 조금 더 걸릴 수 있지만 결과는 알루미늄 토큰만큼 좋습니다.

구리는 이 세 가지 금속 중 가장 무른 금속이므로 버링(burring)의 양이 가장 많습니다. 다행스럽게도 구리는 매우 부드러워서 손톱만으로 많은 버를 제거할 수 있습니다. 하지만 너무 많은 재료를 제거하지 않도록 주의하는 한 디버링 도구도 잘 작동합니다. 구리에 대한 습식 샌딩은 빠르고 쉬우며 120방의 입자로 이 토큰에 환상적인 브러시 마감을 남겼습니다.

아름다운 카탄 정착민 보드

최종 결과는 100% 플레이 가능한 카탄 정착민 세트였습니다. 필요한 것은 자원 및 개발 카트 한 벌과 주사위 세트뿐입니다. 그러면 준비가 완료됩니다. 나는 최종 제품에 매우 만족하며 모든 것이 하나로 합쳐진 것에 감사드립니다. 테두리 조각은 완벽하게 맞물려 보드를 잘 둘러쌉니다. 플레이어 피스도 놀랍도록 잘 나왔습니다. 가장 자리는 매우 깨끗하고 원본 조각과 거의 정확하게 일치합니다. 최종 보드에서 제가 가장 좋아하는 부분은 각 타일의 자연스러운 색상이 해당 타일이 나타내는 리소스와 어떻게 일치하는지 입니다. 이는 숲 타일과 바다 경계에서 가장 두드러집니다. 열대 우림 대리석은 이 둘이 열대 우림을 조감도로 보는 것과 정확히 같이 때문에 이름이 매우 잘 지정되었습니다. 바다 경계에는 황후 녹색 대리석의 흰색 정맥과 짙은 녹청색 배경이 폭풍우가 치는 바다처럼 보입니다. 이것은 정말 독특한 카탄 세트이며 아마도 돌로 만들어진 최초의 세트일 것입니다.

다른 산업용 품질의 워터젯 그 이상으로 WAZER는 작은 공간을 차지하는 문제 해결사입니다. 아웃소싱에 2주가 걸리자 중서부의 한 회사는 WAZER를 선택하고 작업을 사내에서 유지하고 올바른 작업에 적합한 도구를 사용하여 기준을 높였습니다. 그들은 잠재적인 손실을 당일 배송으로 전환했습니다.

DEC Tool 소개

Dec Tool 은 자동차, 치과, 의료 산업에 원스톱 서비스 제공업체입니다. 그들의 매장에는 와이어 EDM 기계, CNC 밀링, CNC 터닝, CNC 연산, 스탬핑 기계 등이 잘 갖춰진 15,000sf가 있습니다. 이들은 금형 제작 및 유지 관리, 지그 연삭 및 리버스 엔지니어링 서비스를 전문으로 합니다. 또한 매우 정확한 작업으로 빠른 처리 시간을 제공합니다.

우리는 최근 회사에서 23년 이상 근무한 매장 감독인 조쉬 오브라이언(Josh O'Brien)과 이야기를 나눴습니다. 그는 일상 업무에서 WAZER를 사용한 경험을 공유했습니다. Dec Tool은 2018년에 WAZER 장치를 구입한 얼리 어답터였습니다.

도전 과제

생산 관점에서 워터젯 절단에 대한 명확한 필요성이 있었음에도 불구하고 회사는 큰 설치 공간과 필요한 복잡한 인프라에 대한 우려로 인해 시설에 워터젯 설치를 주저했습니다. 높은 비용, 작업 중 발생하는 소음, 주변 작업장의 와이어 EDM 및 CNC 장비 등 주변 장비의 오염 가능성도 중요 문제였습니다. 이러한 이유로 Dec Tool은 워터젯 요구 사항을 아웃소싱하거나 작업에 적합하지 않은 사용 가능한 CNC 도구를 사용했습니다. 그러나 이는 이익 마진과 배송 시간 측면에서 큰 대가를 치렀습니다.

WAZER 이용

WAZER 정보 영상을 본 후 Dec Tool은 WAZER가 다른 워터젯과 다르다는 것을 깨달았습니다. 그들은 주로 절단 능력, 작은 설치 공간, 적잘한 지원 요구 사항 및 문제 없이 다른 장비 근처에 배치할 수 있는 밀폐형 설계를 기반으로 기계를 구입했습니다. Josh는 WAZER가 기존 작업장에 매우 잘 맞고 작동이 매우 간단하고 효육적이며 WAM 절단 소프트웨어가 사용하기 "매우 쉽다"고 느꼈습니다. "가격 대비 훌륭한 도구입니다."라고 그는 덧붙였습니다. 

심 및 고정 장치와 같은 단기 품목에 대한 이러한 생산 변화는 회사의 순익을 즉시 증가시켰습니다. 아웃소싱의 필요성을 없애고 작업 비용을 추가했으며, 작업을 사내에서 유지함으로써 당일 배송으로 처리 시간을 단축 했습니다. Josh는 "WAZER와 아웃소싱 사이에 품질에는 차이가 없다"고 느꼈습니다.

결론

Josh는 설치 공간이 큰 워터젯 기계로 전환할 필요가 없다고 강하게 느꼈습니다. "큰 워터젯 기계는 시끄러고 지저분하며 전문적인 인프라와 교육이 필요합니다." 그는 계속해서 "WAZER는 내 기대를 뛰어넘었습니다." 라고 덧붙였습니다. "WAZER 지원은 훌륭했고 조언과 교체 부품을 통해 매우 도움이 되었습니다."

Waterjet은 절단 요구에 맞는 뛰어난 기술이었고 WAZER는 시장을 선도하는 가격대에서 산업 품질의 솔루션을 제공했습니다. 

Kevin Slate는 수석 엔지니어로 30년을 바다에서 보낸 후 영국 남서부에 Manor Farm Engineering을 설립했습니다. 높은 평가를 받는 공인 엔지니어인 Kevin은 수년간의 실무 경험을 보유하고 있으며 공학 석사 학위(MEng)와 3D CAD에서 오염 예방에 이르는 다양한 전문 과정을 추가로 보유하고 있습니다.

Manor Farm Engineering은 최근 Frazer-Nash Consultancy와 국방부를 위해 3D 프린팅 금속 조립품, WAZER에서 생산된 PTFE 및 금속 조각과 관련된 여러 프로토타입 프로젝트에 참여했습니다.

Kevin은 WAZER의 글로벌 리셀러 네트워크 중 하나인 영국의 SolidPrint3D에서 WAZER를 구입하여 증기 발사를 위한 증기 엔진 복원 부품 제작을 돕고 기계 공장의 유연성을 확보했습니다. 다양한 재료를 정확하게 절단 할 수 있는 다기능성을 갖추고 있습니다. 그는 WAZER를 사용하여 316 스테인레스 스틸, 6mm 강철 및 손상되지 않고 WAZER에 쉽게 고정할 수 있는 수많은 황동 품목과 같은 다양한 재료를 빠르고 정확하게 절단합니다.

"(WAZER)는 작업을 설정하고 유지하는 것이 더 쉽습니다."

Kevin은 워크샵의 다른 CNC 기술과 비교했을 때 WAZER가 설정하기가 훨씬 쉽다는 것을 알았습니다. "요즘에는 설정하기가 더 쉽기 때문에 밀링 머신이나 레이저 커터에서 프로파일링 하는 대신 WAZER를 사용하고 있습니다." 그는 또한 아웃소싱에 2주의 리드 타임이 필요한 경우 마감일이나 설계 변경 사항을 충족하기 위해 사내에서 무엇이든 잘라낼 수 있는 능력을 즐깁니다.

내 수저 맞춤화 하기: 스마일 커트러리

저의 경우에는 포크, 스푼, 나이프를 맞춤 제작하여 식사에 재미를 더하고 싶었습니다. 저는 정확한 위치에 동일한 웃는 얼굴이 있기를 원했습니다. 하지만 정확이 어디를 자르고 싶은지 WAZER에게 어떻게 입력할 수 있을까요? 수저가 흔들리지 않게 제자리에 고정하려면 어떻게 해야 할까요? 특정 디자인을 사용자 정의하려는 일부 개체로 잘라내려고 할 때 이 프로세스가 최대한 바르고 반복 기능 했으면 좋겠습니다.

반복 절단에 WAZER 사용

저에게 있어 핵심 과제는 CNC 워터젯으로 모든 식기류를 정확히 같은 방식으로 절단할 수 있는 고정 방법을 개발하는 것이었습니다. WAZER가 디자인을 자를 수 있다는 것은 알고 있지만 처음에는 같은 위치에서 반복적으로 자르는 방법이 정확하고 명확하지 않았습니다. WAZER를 사용하면 WAM을 조작하여 몇 가지 초기 단계 후에 기계가 부품을 찾도록 할수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 커팅 베드를 교체한 후나 다음날 커팅을 할 때 같은 위치에서 커팅을 시작하고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 시행착오 끝에 디자인을 자르고 싶을 때마다 일관되게 사용할 수 있는 기술을 찾았습니다. 다음은 올바른 위치에서 올바르게 자른 결과물을 얻기 위해 고정 장치에 대자인을 정확하게 배치하는 시스템을 만드는 방법에 대한 단계별 설명입니다.

지그를 사용하여 절단 파일을 자재 스톡에 정확하기 위치 지정

제가 마주한 첫 번째 장애물은 다음과 같습니다. 시작 출발지가 확실히 어디인지 항상 어떻게 알 수 있을까요? 원점을 볼 수 있는 시각적 단서를 만들 수 있을까요? 이 문제를 해결하려면 WAZER가 항상 시작하는 것과 다른 원본을 생성하여 컷이 참조하는 위치를 확실히 알아야 합니다. 

상당한 길이(예:2"x2")의 금속 시트에 대해 gcode를 만들고 정사각형을 자릅니다. 이 사각형은 설비의 모서리를 기계가 기본 설정하는 (0,0) 원점으로부터 설정된 거리에 정렬하는 데 도움이 되는 상대 원점이 될 것입니다. 절단 베드에 고정된 위치에서 사각형을 이동하지 마세요. 대신 사각형의 바깥쪽 가장자리를 볼트로 고정하세요.

위의 절단 사격형을 생성하기 위해 생성한 동일한 gcode 파일을 사용하여 펌웨어의 원점을 설정점(예:20mm,-20mm)으로 오프셋하고 다시 절단하여 고정 장치에 대한 작은 모서리 피어싱을 만듭니다. 이 오프셋을 기억하세요. 절단 베드에 고정된 모서리를 움직이지 마세요. 

이제 이 오프셋이 고정 장치 및 디자인 컷을 참조하는 새로운 원점입니다. 본질적으로 새로운 보편적 원점을 만들고 있습니다.

고정 장치 및 디자인 수정

재미있는 부분은 다음과 같습니다. 내면의 예술가가 되어 원하는 것을 디자인하고 이러한 도구를 안전하게 보호할 방법을 실질적으로 생각해 보세요. 자르고 싶은 물체를 기반으로 고정물 dxf 파일을 디자인하고 부품을 제자리에 고정할 수 있도록 만드세요.

다음 사항을 고려하십시오. 커팅 헤드에 부딪히는 것을 방지하려면 범용 포인트 재료 두께가 템플릿 재료보다 얇아야 합니다. 내 고정 정치에서는 포크나 스푼이 표면과 이루는 특정 접촉점을 확인하기 위해 식기를 평평한 표면에 놓았습니다. 그런 다음 설비에 디보트를 만들었고 절단된 침대 위에 놓을 때 기구가 제자리로 미끄러졌습니다. 그런 다음 고정 장치에 여유 구멍을 뚫어 도구의 돌출된 부분을 절단 베드에 볼드로 고정하여 절단 베드의 제자리에 유지합니다. 내 고정 장치의 경우 기구와 고정 장치 사이의 금속 대 금속 접촉으로 인해 WAZER가 재료를 절단하는 동안 견인력과 부동성을 허용하지 않을 수 있습니다. 따라서 실리콘 시트를 사용하여 이러한 접점을 쿠션 및 개스킷하는 것이 고정 경험에 도움이 되었습니다. 

WAZER에서 잘라낸 고정물을 만드는 데 사용한 것과 동일한 dxf파일을 사용하여 복사본을 만들고 CAD 소프트웨어를 사용하여 부품에 잘라낼 디자인을 만듭니다. 고정 장치와 관련된 설계 치수를 기준으로 WAM과 관련된 이후 단계를 위해 이 정보를 기록해 두십시오. 이는 디자인의 위치를 설정하는 데 도움이 됩니다. 이 파일을 저장하세요.

dxf 편집기를 사용하여 dxf에서 템플릿 스케치만 제거하여 디자인만 별도의 dxf로 저장하세요. 자르고 싶은 디자인만 남겨두세요.

더블 WHAMmy

이것이 해결의 핵심입니다. WAM을 열고 먼저 템플릿과 디자인의 윤곽이 포함된 고정 장치의 dxf를 삽입하세요. Scale and Position 메뉴에서, 원점 사각형을 오프셋할 때 기록한 정확한 변위로 고정물 템플릿을 오프셋합니다.

고정 장치의 dxf를 사용하여 절단 경로를 클릭하고 절단 없을을 선택합니다. 이렇게 하면 WAZER 기계가 원점이 오프셋이 있는 곳(이 경우 고정장치의 왼쪽 상단 모서리)에서 시작한다고 생각하도록 속일 것입니다. 예를 들어, 디자인 컷을 위해 컷 파일을 시작했을 때 컷팅 헤드는 먼저 홈을 잡고 (0,0)으로 이동한 다음 자동으로 (20mm,20mm)의 새 오프셋 원점으로 이동했습니다.

고정 장치 스케치가 제거된 디자인의 dxf가 포함된 다른 파일을 가져오고 배율 및 위치 탭을 사용하여 WAZER가 잘라낼 위치에 디자인을 배치하세요. 상대적으로 정확한 영역에 먼저 디자인을 배치하는 데 도움이 되도록 고정 장치와 관련하여 스마일리 디자인에 기록된 치수를 사용했습니다. 로드한 이전 dxf는 스킨 역할을 하여 컷 디자인이 있어야 할 위치를 안내하는데 도움을 줍니다.

그런다음 로고 디자인에 대한 절단 경로를 선택하고 gcode 파일을 생성하세요.

마지막 단계, 그 다음 스마일 

앞서 언급한 모든 초기 설정을 마치고 나면 이 방법의 효율성을 가장 빠르고 편리하게 보여주는 부분입니다. 오프셋을 사용하여 정사각형에 만든 모서리에 꼭 맞아야 하는 고정 장치를 정렬하세요. -> 고정 장치를 고정하세요. -> 자르고 싶은 부분에 넣어주세요. -> 고정 장치와 부품을 고정하세요. -> gcode를 실행하고 절단 헤드 높이를 설정할 때 절단하려는 부품 영역 위로 마우스를 가져간 다음 레벨링 캡 도구를 사용하여 정상적으로 높이를 조정하세요. -> 자르기

자르기를 시작하면 WAZER가 추가 작업 없이 로고 디자인을 찾아서 자를 것입니다.

잘린 베드를 교체했거나 마지막으로 디자인을 자르고 잘린 베드를 정리한 지 며칠이 지났더라도 걱정하지 마세요. 원래 모서리 절단 파일을 사용하여 새 빈 사각형에서 새 모서리를 잘라내세요. 그러면 모든 dxf파일은 편집 없이도 계속 작동하며 고정 장치와 절단 중인 부품 사이에 동일한 정렬을 유지할 것입니다.