위 사진의 그리퍼는 실제 공장에서 돌고 있습니다. ULTEM 9085 로 뽑아 로봇 팔에 붙였습니다.
지그와 고정구는 팔리는 물건이 아닙니다. 만드는 것을 돕는 물건입니다. 그래서 여기에 돈과 시간을 쓰는 것이 늘 아깝습니다. 그런데 없으면 라인이 서 있습니다.
지그야말로 조건이 맞습니다
불리해지는 조건은 분명합니다. 3D프린팅은 같은 것을 많이 만들 때 집니다. 수량이 붙으면 사출이나 절삭이 이깁니다.
지그는 정반대입니다.
| 지그의 성질 | 전통 가공에서 | 3D프린팅에서 |
|---|---|---|
| 소량 | 1~2개 만들자고 준비 비용이 붙습니다 | 개수와 무관하게 그냥 뽑습니다 |
| 맞춤 | 부품마다 새로 도면을 그립니다 | 마찬가지지만 가공 제약이 없습니다 |
| 자주 바뀜 | 부품이 바뀌면 다시 깎습니다 | 파일을 고쳐 다시 뽑습니다 |
| 사람이 든다 | 금속이라 무겁습니다 | 가볍게 나옵니다 |
마지막 항목이 현장에서 가장 크게 체감됩니다. 조립 지그는 작업자가 하루 종일 듭니다.
실제 사례 4건
핸들 안착 지그 — 대략 27만 원
검은 핸들을 정확한 위치에 고정하는 맞춤 지그입니다. Ultimaker S5 로 뽑았고 소재는 PLA 입니다.
이 건은 접촉면 공차가 전부였습니다. 지그는 부품이 딱 하나의 자세로만 앉아야 합니다. 헐거우면 위치가 틀어지고, 빡빡하면 넣고 빼는 데 시간이 걸립니다.
설계 도구를 썼습니다. Fixturemate 라는 지그 전용 도구입니다. 표준 구조와 필요한 공차를 정해진 방식으로 잡아줍니다. 손으로 그릴 때보다 설계 시간이 줄고, 공차를 잘못 잡을 여지가 적어집니다.
로봇 워터젯 그리퍼 — 파손이 잦은 곳
표지 사진이 이 사례입니다. 워터젯 절단 시스템의 로봇 팔에 붙는 그리퍼입니다. Fortus 450mc 에 ULTEM 9085 를 썼습니다.
여기서 3D프린팅을 고른 이유가 흥미롭습니다. 그리퍼는 부러집니다. 로봇이 반복해서 집고 놓는 곳이라 언젠가는 깨집니다.
깨지면 라인이 섭니다. CNC 로 다시 깎으면 도면을 넘기고 일정을 잡고 받아오는 시간이 붙습니다. 프린터는 파일을 걸고 뽑습니다. 사례에서 밝힌 효과가 로스타임 감소입니다.
부품 값이 싸서 고른 것이 아닙니다. 라인이 서 있는 시간이 비싸서 고른 것입니다.
자동차 조립 도구 — 금속 공구를 대신
테스트 차량을 조립할 때 쓰는 맞춤 도구입니다. 대량 생산 라인을 돌리기 전에 조립이 일관되게 되는지 확인할 때 씁니다.
이 사례가 적어둔 효과 중 하나가 작업자의 작업 환경 개선입니다. 금속 공구를 대신했기 때문입니다.
도구가 가벼워지면 작업이 빨라지는 것이 아닙니다. 하루가 끝날 때 남는 피로가 달라집니다.
범퍼 지지대 고정 장치 — 72% 가볍게
범퍼 지지대를 잡아주는 고정 장치입니다. 사람이 들고 차체에 대는 물건입니다.
기존 알루미늄 고정 장치보다 72% 가벼워졌습니다. 4분의 1 남짓입니다. 같은 사람이 같은 횟수를 들어도 팔에 걸리는 부담이 다릅니다.
바꾸면 달라지는 것 3가지
소재는 무엇으로 가나
같은 지그라도 놓이는 곳에 따라 소재가 달라집니다. 사례 4건이 서로 다른 소재를 쓴 이유가 여기 있습니다.
| 조건 | 소재 |
|---|---|
| 실내에서 손으로 쓰는 안착 지그 | PLA 계열로 충분합니다 |
| 반복 하중을 받거나 열이 있는 곳 | ULTEM 계열로 갑니다 |
| 부딪히고 떨어뜨리는 현장 | 질긴 계열을 봅니다 |
ULTEM 을 쓴 사례가 그리퍼 하나뿐인 것도 이유가 있습니다. 값이 몇 배 차이 나기 때문입니다. 자세한 것은 ULTEM·PEEK 3D프린팅, 금속 대신 쓸 때에 정리했습니다.
다시 봐야 할 경우
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 맞는 경우 | 부품마다 달라지는 안착·고정 지그 / 자주 바뀌는 라인의 검사 지그 / 사람이 들고 쓰는 조립 도구 / 파손이 잦아 재제작이 반복되는 곳 |
| 다시 봐야 합니다 | 강한 절삭력을 받는 가공 지그 — 금속이 맞습니다 / 정밀 측정 기준이 되는 지그 — 온도에 따라 치수가 움직입니다 / 같은 지그를 수십 개 — 어느 선을 넘으면 가공이 쌉니다 / 기름과 용제에 계속 닿는 곳 — 소재를 따로 봐야 합니다 |
측정 기준용 지그는 특히 조심하셔야 합니다. 플라스틱은 금속보다 온도에 따라 더 움직입니다. 검사 결과가 계절을 타면 곤란합니다.
담당자가 확인할 것
- 잡을 부품이 먼저입니다. 지그는 상대 부품을 기준으로 그립니다. 실물이나 도면을 준비해 주십시오.
- 어느 면을 기준으로 잡을지 정합니다. 부품이 하나의 자세로만 앉아야 합니다.
- 넣고 빼는 횟수를 알려주십시오. 하루 몇 번 쓰는지에 따라 소재가 달라집니다.
- 사람이 드는지 알려주십시오. 든다면 무게가 설계 조건이 됩니다.
- 놓이는 곳의 온도와 기름을 확인합니다. 소재를 가르는 조건입니다.
