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2011년 독일에서 시작된 4차 산업혁명이 몇 년 전부터 크게 대두되면서 제조업계는 스마트 팩토리에 많은 관심을 가지게 되었다. 작업자의 비중을 낮추고 미리 설비를 세팅하여 생산하는 자동화 공장으로의 전환에서 이제는 스마트 팩토리로 즉 공급되는 소재, 설비, 에너지, 환경 등 주변 상태에 따라 서로 통신하며 자율적으로 판단하여 프로그램을 변경 시키고 설비의 설정값을 자율 변경하여 제조하는 형태의 스마트 팩토리로의 전환을 하고 있거나 계획 중이다. 이와 더불어 스마트 팩토리를 뒷받침 할 많은 기술들 또한 각광 받고 발전하고 있다. 이 중 하나가 3D 프린팅 기술이다. Industry news 2018년 5월 28일 자에는 스마트 팩토리 주요 요소별 기술 및 산업 동향 3개중 하나로 ...

2011년 독일에서 시작된 4차 산업혁명이 몇 년 전부터 크게 대두되면서 제조업계는 스마트 팩토리에 많은 관심을 가지게 되었다. 작업자의 비중을 낮추고 미리 설비를 세팅하여 생산하는 자동화 공장으로의 전환에서 이제는 스마트 팩토리로 즉 공급되는 소재, 설비, 에너지, 환경 등 주변 상태에 따라 서로 통신하며 자율적으로 판단하여 프로그램을 변경 시키고 설비의 설정값을 자율 변경하여 제조하는 형태의 스마트 팩토리로의 전환을 하고 있거나 계획 중이다. 이와 더불어 스마트 팩토리를 뒷받침 할 많은 기술들 또한 각광 받고 발전하고 있다. 이 중 하나가 3D 프린팅 기술이다. Industry news 2018년 5월 28일 자에는 스마트 팩토리 주요 요소별 기술 및 산업 동향 3개중 하나로 3D프린팅을 선정하기도 하였다

제조업은 고객의 욕구에 맞춰 지속적으로 빠르게 변화하고 있다. 최근 5년간 생활가전 특히 소형 전자 제품 위주로 플라스틱 제품에서 메탈 재질로의 변화가 두드러지고 있다. 이는 금속 재질의 고급스러운 이미지와 견고성이 제품의 품질과 품격을 높여 구매자로부터 제품 구매욕구를 한층 더 충족시키는 역할을 하고 있기 때문이다. 이로 인해 많은 제품이 플라스틱 제품에서 메탈제품으로 변화하고 있고 제조 현장은 금속을 가공하는 CNC 공정, 아노다이징, 에칭과 같은 메탈 공정이 생겨나게 되었다. 이를 대신해 4차 산업혁명을 이끌어갈 기술이자 제조산업에 혁신적인 변화를 일으킬 기술인 3D프린팅으로 대체 했을때의 연구를 하였다.

본 연구에서 다루고자 하는 것은 다음과 같다.
첫째, 문헌과 인터넷상의 자료를 통해 지금까지의 금속의 종류와 특성, 가공 공정을 조사하였다
둘째, 이를 대체 할 수 있는 3D 메탈 프린팅의 개념, 특성, 시장 동향을 알아보고 대체 가능성에 대해 알아보았다.
셋째, A사의 휴대폰 바디를 3D모델링을 하고 3D프린팅을 하여, 제품으로의 활용이 가능한지를 연구 하였다
넷째, 3D 프린팅이 CNC 공정을 대체 했을 때의 공정의 효율성, 공간의 효율성, 인력의 효율성 및 불량 요소 감소와 품질 개선 효과, 경제성을 정량적 분석하였다.

이를 통해 CNC 메탈 가공 보다는 3D 프린팅으로 변경 하였을 때의 공정 변화, 공간 효율성, 인적활용율, 불량측면에서 큰 개선효과가 있다는 것을 확인하였다. 3D프린팅된 실제 제품을 통해 제품의 품질을 확인할 수 있었고, 3D 프린팅이 제조 산업에 CNC공정과 아니다이징, 에칭 공정을 대체하여 극복해야 할 과제와 문제점을 향후 과제로 도출하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since the 4th Industrial Revolution began to draw the public attention in Germany in 2011, the manufacturing sector has been much concerned with the smart factory. Thus, the manufacturing sector are changing or planning to change their processes from automatic production system - whereby less worker...

Since the 4th Industrial Revolution began to draw the public attention in Germany in 2011, the manufacturing sector has been much concerned with the smart factory. Thus, the manufacturing sector are changing or planning to change their processes from automatic production system - whereby less workers handle the facilities set in advance - to the smart factory wherein materials, facilities, energy and environment exchange with each other to make a judgement autonomously or change the program and facility setting.
At the same time, various technologies supporting the smart factory are spotlighted, being developed. One of such technologies is the 3D printing technology. Industry New dated May 28, 2018 selected the 3D printing as one of the three smart factory technologies.
The manufacturing sector is changing rapidly to meet customers' needs. For the last 5 years, the household electronic facilities, in particular, the small electronic commodities have been changing from plastic to metal materials, because the luxury image and ruggedness of the metal conduce to enhancement of the quality and dignity of the commodities and thus, satisfaction of consumers' needs. Thus, many commodities are changing from the plastic to metal ones, and the factories have begun to innovate the CNC, anodizing, etching and other metal processes. This study pays attention to the 3D printing applied in the manufacturing sector.
The study points were set as follows;
First, this study surveyed the types, properties and processing of the metals through Internet surfing.
Secondly, this study reviewed concept of the 3D metal printing and its market conditions.
Thirdly, this study 3D models and 3D prints the body of 'A' company's mobile phones and thereby, analyzes the availability of 3D printing for the factories.
Fourthly, this study analyzed such effects of 3D printing as efficiency of process, effectiveness of the space, efficiency of manpower, effects of decreasing product defects, and effects of quality improvements and factory economy quantitatively.
After all, this study has confirmed that 3D printing would be more efficient than CNC metal processing in terms of process variance, spatial effectiveness and manpower management. The quality of the commodity produced by 3D printing could be confirmed by checking the real commodities. Lastly, it is hoped that this study would be followed up by future studies that will address the problems of replacing the CNC process, anodizing and etching processes.

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