Stratasys가 공개한 Angel Trains 사례를 설명하기 위해 만든 이미지입니다. 실제 사례 사진은 아닙니다.
열차는 30년 넘게 운행하기도 합니다. 좌석 팔걸이 몇 개가 깨졌는데 원래 공급사가 사라졌다면 부품보다 금형을 다시 만드는 비용이 더 커집니다.
Angel Trains와 DB ESG는 단종 부품을 FDM으로 다시 설계했습니다. 이 글은 Stratasys가 공개한 Angel Trains 사례를 바탕으로 정리했습니다.
필요한 것은 부품 11개였습니다
기존 제조 방식은 수량이 많아야 단가가 내려갑니다. 그러나 유지보수 현장에는 팔걸이 4개와 손잡이 7개만 필요했습니다.
손잡이의 기존 공급사는 영업을 중단한 상태였습니다. 새 금형을 만들면 최대 1만5천파운드가 들고 약 2개월 반을 기다려야 했습니다. 소량 부품에는 맞지 않는 조건입니다.
단종 부품의 역설계와 체결부 확인 과정을 설명하기 위한 생성 이미지입니다.
팔걸이는 4개월에서 1주로 줄었습니다
최종 부품은 Fortus 450mc에서 ULTEM 9085로 출력했습니다. 실제 Chiltern Railways 여객 열차에 설치해 운행 환경에서 사용했습니다.
| 확인 항목 | 기존 제조 | FDM 제작 |
|---|---|---|
| 팔걸이 제작 기간 | 약 4개월 | 1주 이내 |
| 팔걸이 기간 감소 | 기준 | 약 94% |
| 예상 부품 비용 | 기준 | 최대 50% 절감 |
| 손잡이 제작 기간 | 약 2개월 반 | 약 3주 |
기간이 줄었다는 결과만 보면 부족합니다. 기존 부품의 외형을 복사한 것이 아니라 FDM에 맞게 형상과 마감을 검토했습니다.
소량으로 제작한 교체 부품을 열차에 설치한 상황을 설명하기 위한 생성 이미지입니다.
소재 등급과 부품 승인은 다릅니다
ULTEM 9085는 열차 산업의 화재·연기·독성 기준에 맞춘 이력이 있는 소재입니다. 그렇다고 ULTEM 9085로 출력한 모든 형상이 자동으로 승인되는 것은 아닙니다.
DB ESG는 소재뿐 아니라 설계, 출력, 마감과 운행 환경을 함께 시험했습니다. 체결부가 빠지지 않는지, 반복 하중을 견디는지와 표면 처리 뒤에도 요구 조건을 만족하는지 확인해야 합니다.
난연 소재를 고르는 기준은 난연 부품을 3D프린팅할 때 확인할 것에 정리했습니다. 고온용 소재 사례는 ULTEM·PEEK 3D프린팅 사례에서 볼 수 있습니다.
도면이 없으면 역설계부터 시작합니다
남아 있는 부품을 3D스캔해도 바로 출력할 수 있는 파일이 생기지는 않습니다. 닳거나 깨진 부위를 원래 형상으로 복원하고, 좌우 대칭과 장착 구멍을 다시 맞춰야 합니다.
특히 사람 손이 닿는 부품은 모서리와 체결부가 중요합니다. 실물만 있는 부품의 준비 과정은 도면 없는 부품, 실물만 보내도 제작할 수 있나에서 확인할 수 있습니다.
맡기기 전에 확인할 것
- 남아 있는 정상 부품과 파손 부품을 함께 준비합니다.
- 필요한 수량과 다시 주문할 가능성을 적습니다.
- 사용 온도, 세척제와 반복 하중을 전달합니다.
- 난연·화재·철도 규격과 시험 항목을 확인합니다.
- 장착 뒤 누가 어떤 기준으로 승인할지 정합니다.
