1. 적층 제조 설계의 높은 자유도는 자동차 산업이 고정물 생산 공정에서 탄소 발자국을 80%까지 줄이는 데 도움이 됩니다.
2. 디지털 트윈을 통해 생산 공정을 최적화하여 생산 공정에서 탄소 배출량을 줄입니다.
3. 분산 생산을 통해 창고 및 운송 중 탄소 배출량을 줄입니다.
4. 생분해성 재료를 사용한 3D 프린팅은 오염을 줄입니다.
Siemens는 2022 Formnext 적층 제조 국제 무역 전시회에서 적층 제조 지속 가능한 개발 솔루션을 선보입니다. 여러 응용 사례를 통해 Siemens는 제품 수명 주기 전반에 걸쳐 지속 가능한 개발 개념을 구현하고, 자원 절약을 실현하고, 생산 공정에서 탄소 발자국을 줄이고, 글로벌 기후 거버넌스 목표를 달성하는 데 도움이 되는 방법을 포괄적으로 보여주었습니다.
고정물 적층 제조를 위한 친환경 솔루션
자동차 산업에서 사용되는 Siemens의 고정 장치 솔루션은 친환경 적층 제조 실현에서 최적화된 설계의 중요한 역할을 충분히 보여줍니다. 이 사례에서 Siemens는 적층 제조 산업을 위한 NX 소프트웨어 플랫폼을 사용하여 토폴로지 최적화를 사용하여 최적의 설계를 찾은 다음 유한요소법(FEM) 시뮬레이션을 사용하여 테스트하는 완벽한 디지털 프로세스 체인을 구축했습니다. 최적화된 설계를 통해 고정구의 총 질량이 64% 감소하여 필요한 제조 재료가 크게 줄었습니다. Siemens의 "Teamcenter 제품 비용 관리 솔루션" 및 "제품 탄소 발자국 계산기" 기능도 생산 비용과 탄소 발자국을 최적화할 수 있습니다. 이 경우 처음에는 660개 이상의 부품으로 조립되고 무게가 58kg인 고정물을 제작할 계획이었습니다. 최종 제품의 무게를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 유연한 설계로 조립의 복잡성을 줄여 조립 시간을 80% 단축합니다. 기존 설계 방법과 비교할 때 적층 설계를 사용하면 이 경우 생산 비용이 73% 감소하고 탄소 발자국이 82% 감소합니다. 고정구의 무게를 줄이면 더 작은 로봇으로 조작할 수 있어 연간 54%의 에너지 소비를 추가로 절감할 수 있습니다.
디지털 혁신을 통한 에너지 소비 최적화
Siemens와 GENRA는 적층 제조 분야에서 협력 관계에 도달했습니다. GENERA는 Siemens Aventura의 "Additive Manufacturing Digital Factory Planning Toolkit"을 채택하여 디지털 조명 처리를 사용하는 플러그 커넥터의 산업 생산을 시뮬레이션했습니다. 생산 공정의 디지털 트윈을 구축함으로써 시스템의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않고 다양한 기계 상태에서 3D 프린터의 에너지 소비를 정확하고 투명하게 분석할 수 있습니다. 보다 효율적인 에너지 관리 덕분에 프린터 활용도에 따라 개별 구성 요소를 생산할 때 에너지 소비를 25%에서 30%까지 줄일 수 있습니다.
친환경 소재 개발
Siemens는 또한 생분해를 달성하고 산업의 지속 가능한 발전을 위한 큰 잠재력을 제공할 수 있는 건설 및 인프라 건설 산업을 위한 환경 친화적인 재료의 3D 프린팅을 시연했습니다.
적층 제조 기계 제조업체인 CEAD와 네덜란드 복합재 전문업체인 Poly Products는 3D 프린팅 리넨 포트 펜더를 공동으로 개발했습니다. 포트 펜더는 선박이 해안에 정박할 때 해안 벽이 선박의 외벽에 큰 손상을 일으키지 않도록 완충 역할을 할 수 있습니다. 포트 펜더는 종종 플라스틱으로 만들어지며 일상적인 마모로 인해 유해한 플라스틱이 바다로 흘러 들어갈 수 있습니다. 3D 프린팅으로 생산된 리넨 흙받이는 기존 흙받이만큼 튼튼하지만 생산 과정에서 탄소 발자국이 더 적고 100% 생분해되어 더욱 환경 친화적입니다. 재료를 생산한 3D 프린터에는 로봇의 복잡한 움직임을 정밀하게 제어할 수 있는 Siemens Sinumerik 840D sl 제어 시스템이 장착되어 정확한 재료 적용 및 부품 밀링이 보장됩니다.
적층 제조 네트워크 구축
생산 중 탄소 발자국 감소
적층 제조는 제조 산업을 "분권화"로 이끌고 있으며 기존의 고비용 물리적 재고는 디지털 창고로 전환되어 가까운 생산을 달성할 것입니다. 이것은 공급망의 유연성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 재고 비용을 줄이고 운송 중 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. Siemens의 적층 제조 디지털 솔루션은 조직이 디지털 자산을 구축 및 인증하고 통합 "라이브러리"에 통합하여 사용자가 필요에 따라 클릭 한 번으로 주문할 수 있도록 지원합니다. Siemens Additive Manufacturing Network는 사용자의 제조 요구에 따라 일치하는 생산 현장을 찾을 수 있으므로 각 생산 현장의 응답 속도와 장비 활용도가 크게 향상됩니다. 이 모드는 불필요한 가동 중지 시간을 효과적으로 방지하고 예열 및 냉각을 위해 3D 프린터가 소비하는 에너지를 최적화할 수 있습니다. Siemens 적층 제조 네트워크는 기업이 디지털 플랫폼을 기반으로 통신할 수 있도록 지원하여 생산 시설 할당을 최적화하고 생산 요구에 효율적으로 대응합니다.