일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.1.5

Formnext 2022
3D프린터의 필요악 '서포트'를 자동으로 제거
Rivelin Robotics, AI로 다양한 모양에 대응

영국 스타트업 기업 Rivelin Robotics는 금속 3D 프린터를 이용한 제조에서 조형물의 토대나 발판이 되는 '서포트'의 제거 등 후처리 공정을 자동화하는 장치를 개발했다.

인공지능(AI) 등을 활용한 제어 소프트웨어를 이용해, 다양한 모양의 조형품의 서포트를 로봇 팔에 장착한 커터 등의 공구를 사용해 자동으로 제거한다. 자동화를 통해 작업자에 의한 품질의 편차를 줄임과 동시에 부품 단가의 30%를 차지하는 후처리 공정의 비용을 낮출 수 있다.

세계 최대 규모의 3D 프린팅 전시회 ‘Formnext 2022’(22년 11월 15~18일, 독일 프랑크푸르트)에서 서포트 제거와 일부 표면 마감을 자동화하는 장치 ‘NetShape Robots’를 선보였다.

Rivelin Robotics의 Robert Bush CEO는 “현재, 후처리 공정은 수작업이 많다. 금속 3D 프린터를 본격 도입하려면 자동화가 필수다”라고 말했다. 이 장치를 사용하면 사람이 개입하는 작업이 줄어들기 때문에 오퍼레이션 비용과 낮은 품질에 기인하는 비용을 각각 기존의 10%까지 줄일 수 있다고 한다.

자동화 장치의 핵심은 Rivelin Robotics가 개발한 제어 소프트웨어 ‘NetShape’에 있다(일반적으로 net shape란 후가공이 필요 없는 완제품 형상을 가리킨다). “기계학습과 옛날 방식인 결정론적 모델을 병용함으로써 다양한 형상에 정밀하게 대응할 수 있다”(Robert Bush CEO).

장치의 하드웨어는 캐나다 LMI Technologies의 3차원 스캐너, 야스카와전기의 수직 다관절 로봇, 프랑스 건설기업 Saint-Gobain(생고뱅)의 공구 등 범용품을 조합한 것이다. 각 업체와 제휴해 용도에 맞는 제품을 활용하고 있다고 한다.

장치는 다음과 같은 흐름으로 기능한다. 우선 후처리를 원하는 조형물을 NetShape Robots 내부에 고정하면 3차원 스캐너가 조형물을 스캔한다. 스캔 데이터는 제어 소프트웨어인 NetShape에 의해 3D-CAD 데이터와 자동으로 대조된다.

유저는 3D-CAD 데이터를 보면서, 후처리하고 싶은 면을 디스플레이의 터치 조작 등으로 선택한다. 그러면 NetShape가 서포트부를 절단하는 데 필요한 로봇 팔의 움직임을 자동으로 산출한다. 로봇을 티칭하기 위해 유저가 프로그래밍 코드를 쓸 필요는 없다고 한다.

다음으로 팔 끝에 공구를 장착한 로봇이 조형물의 서포트 등을 자동으로 제거한다. 로봇은 역각 센서를 갖추고 있어 전용 알고리즘을 통해 힘 조절을 제어하면서 효율적으로 가공해 나간다. 공구를 바꿔 연마나 쇼트 블라스팅 등의 가공도 가능하다. “손으로 할 수 있는 가공은 기본적으로 NetShape Robots로 할 수 있다. 게다가 재현성이 높다”(Robert Bush CEO).

-- 3종류의 장치 개발 --
NetShape Robots의 라인업은 ‘NS-0’ ‘NS-1’ ‘NS-2’ 세 종류다. NS-0은 시제품용으로 최대 90kg의 부품 조형이 가능하다. NS-1은 공장용으로 최대 1500kg의 대형 부품까지 다룰 수 있다. 생산성을 높이기 위해 마감 가공하는 구역은 2곳이다.

NS-2는 NS-1의 기능을 그대로 둔 채 장치를 휴대용으로 만들었다. NS-1은 공장 내의 같은 장소에서 상시 가동시킬 계획이다. 반면에 NS-2는 여러 장소에서 부품을 수리하거나 스페어 부품을 생산할 때 사용할 계획이다. 다만 각 장치들은 아직 실용화에 이르지 못했다. 생산성, 품질, 비용 등의 측면에서 요구를 충족시킬 수 있을지 특정 고객과 검증 중인 것으로 알려졌다.

Rivelin Robotics에는 항공기 등을 개발하는 영국 GKN Aerospace와 영국 국방부가 출자하고 있다. 회사 이름 'Rivelin'은 영국 중부에 있는 도시 Sheffield 근교에 있는 계곡의 이름에서 따왔다. 이 회사가 본사를 Sheffield에 두고 있는 데다 1차 산업혁명 때 칼을 만드는 장인들이 모여 있었다는 이 지명의 덕을 입어 자동화라는 4차 산업혁명을 일으키고 싶다는 뜻을 담고 있다고 한다.

-- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.