사진. BMW그룹

 

BMW그룹이 3D프린팅을 통해 작업 현장에 맞춰 그리퍼를 유연하게 생산하고 있어 고객들의 니즈에 대응하고 있으며, 기존 소재보다 경량화를 실현시켜 작업 시간을 절약시킴으로써 생산성 향상에 기여하고 있다. 이렇게 3D프린팅을 이용해 생산해 로봇 그리퍼를 적용시키는 동사의 사례를 살펴보자. 

 

다양한 산업에 적합한 그리퍼 제공
BMW 그룹은 3D프린팅을 통해 1991년 초부터 3D프린터를 통해 개별 차량 부품 및 구성 요소 생산, 프로토타입 및 경주용 자동차에 응용하면서 현재는 생산 모델에 이용하고 있다. 이처럼 자체 생산 시스템을 위한 다양한 작업 보조 장치와 도구를 제조하고 있다. 이를 증명하듯 BMW 그룹의 오버슐라이스하임의 적층 제조 캠퍼스에서는 2023년에 3D프린팅을 통해 300,000개 이상의 부품을 제작했다. 

이를 통해 동사는 자체 생산 보조 장치와 핸들링 로봇을 적합하게 연동될 수 있도록 유연하게 생산하고 있으며 고객의 요구사항을 바로 적용하며 우수한 품질을 자랑하고 있다. 더불어 그리퍼에 대한 무게를 경량화하면서 생산 라인의 속도를 높일 수 있어 사이클 시간을 단축시키고 제작 비용을 절감할 수 있다. 

또한 3D프린팅을 금형으로 제작해 프로토타입 주조물 제작은 물론, 고성능 모터용 부품의 대규모 생산에 사용하고 있고 추후에는 다양한 작업에 적용하기 위해 생산 보조 분야까지 도입할 예정이다. 

 

3D프린팅 통해 CFRP 지붕용 대형 로봇 그리퍼 제조
BMW 그룹은 3D프린팅을 통해 대형 로봇 그리퍼를 약 120㎏ 그리퍼를 제공하고 있다.   기존 그리퍼에 비해 3D프린팅을 사용해 제조된 대형 로봇 그리퍼는 기존 그리퍼 보다 경량화됨됨으로써 작동 수명을 연장하고 시스템의 마모를 줄일 수 있다. 

또한 이 그리퍼들은 각각 다른 프로세스 조합으로 작업 현장에 맞게 사용될 수 있다는 장점을 가지고 있다. CFRP 원료를 들어 올리는 진공 그리퍼와 니들 그리퍼용 클램프는 선택적 레이저 소결(SLS) 방식으로 제작되는 반면, 대형 루프 쉘과 베어링 구조는 대규모 프린팅(LSP) 방식으로 제작된다. LSP를 사용하면 경제적이고 지속 가능한 방식으로 대형 부품을 생산할 수 있다. 이 공정에서는 사출 성형 과립과 재활용 플라스틱을 사용하며, CFRP 잔여 물질도 사용 및 재활용이 가능하다. 

 

중량 절감한 생체공학 그리퍼 
BMW 그룹이 개발한 생체공학 그리퍼는 LSP 프린터의 지붕 쉘과 SLS 진공청소기 및 생체공학적으로 최적화된 베어링 구조를 결합하는데 사용된다. 이를 위해 샌드 캐스팅에 코어가 인쇄된 금형이 사용된다. 이 주형은 복잡한 알루미늄 구조로 주조된다. 

새로운 그리퍼는 이전 제품보다 25% 가볍기 때문에 BMW M3의 CFRP 지붕을 제조하는 전체 공정을 3대의 로봇을 사용하던 이전 작업과 다르게 단 한 대의 로봇으로 수행할 수 있다.