극한의 상태를 위한 개발: 전투화용 3D 프린팅 미끄럼 방지 밑창

| Essentium

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미군(모든 부대)에 제공된 군복의 일부에는 표준 규격의 전투화가 포함됩니다. 건조한 환경에 맞게 고안된, 이 전투화의 합성 고무 밑창은 콘크리트, 아스팔트, 흙에서 걷기에 적합하지만, 진흙, 진창, 눈 또는 얼음으로 뒤덮인 지형에서는 그다지 효과적이지 않습니다. 미끄러운 장소인 경우, 군인, 해병 및 방위군은 미끄럼을 방지하기 위해 낙하산 줄로 스파이크 밑창을 전투화에 묶습니다.

이러한 개념은 극한의 기후 환경에서 또 다른 전투화를 준비할 필요를 없애주므로 공간과 중량 및 비용을 절감합니다. 가벼운 밑창을 배낭에 집어넣었다가 필요 시 이를 탈착할 수 있습니다. 이러한 스파이크 밑창이 뛰어난 생각이지만, 이러한 밑창을 만드는 데 몇 주의 제작 시간이 걸리고 비용이 드는 생산 방법을 이용해야 합니다. 배치 기간이 짧고 기후 관련 비상 상황에 대응할 때 이러한 변수는 받아 들이기가 힘듭니다. Essentium은 이러한 문제를 적층제조(AM)로 해결할 수 있다고 생각했습니다.

3D 프린팅된 액세서리는 표준 규격의 군대 장비에 정밀하게 들어맞음으로써 성능, 수명을 개선하고 기존 장비의 역량을 확대할 수 있습니다. 이번 경우에는 기존의 전투화를 극한의 기후용 스노우 부츠로 변환시켰습니다.

전투화를 재발명하지 않고, 액세서리를 재발명하다

스노우 밑창으로도 많이 불리는 이 액세서리는 원래 다양한 소재와 공정을 거쳐 만들어집니다. 전투화의 아랫부분에 묶는 유연한 베이스는 미끄럼 방지용 금속 스파이크와 체결된 사슬이나 와이어에 부착됩니다. 재고로 보유한 모든 크기의 전투화에 대해 사출성형 부품을 만들어야 하므로 이는 값비싸고 시간이 오래 걸리는 과정이 됩니다. 금속 스파이크는 절단 및 기계로 가공한 다음, 부품을 수작업으로 조립해야 합니다.

AM은 기술, 기계 및 소재의 수를 하나로 줄여 조립 작업과 다수의 부품, 도구 및 원재료를 보관해야 할 필요성을 없앰으로써 이러한 용도에 대한 뛰어난 대안이 될 수 있습니다.

Essentium의 애플리케이션 엔지니어인 Leslie Bush는 불과 며칠 만에 다양한 스파이크 기하학, 패턴 및 필라멘트로 AM에 최적화된 작업 가능한 모델을 만드는 실험을 통해 군대의 가장 효과적인 스노우 밑창을 본뜰 수 있었고, CAD 지원 소프트웨어 프로토타입 및 반복 공정을 통해 신속하게 진행할 수 있었습니다.

이 미끄럼 방지 밑창은 일체형이며 뒤집혀진 형태로 3D 프린팅되어, 먼저 평평한 베이스와 전투화 부착용 플랩을 만든 후, 융기된 스파이크가 정밀하게 공간 배치된 패턴이 구축되어 있습니다(그림 B). 전투화에 부착하기 위해 낙하산줄을 묶는 것이 아니라서 조립이 필요없습니다.

디자인은 최대한 슬림하게 유지되어 높이가 약 ½”에 불과하여 배낭의 공간을 최소한으로 차지합니다. 소재로는 유연하고 가볍지만, 고성능인 필라멘트인 Essentium TPU-74D를 선택했습니다. 이 소재는 마모 저항성이 아주 뛰어나서 금속 스파이크 스노우 밑창에 맞먹는 성능을 보여줍니다. 일체형 솔루션인 Essentium 밑창은 디자인할 때 더 많은 스파이크를 넣을 수 있어서 미끄럼 방지 성능이 더 개선되며, 전투화에 플랩을 편하게 두를 수 있는 유연성 또한 갖추고 있습니다(그림 C).

3D 디자인이 최종 확정되면, 소프트웨어가 손쉽게 밑창의 크기를 늘리거나 줄일 수 있으므로, 정확한 바닥 크기에 맞는 일체형 미끄럼 방지 밑창을 필요한 수량대로 프린트 합니다. 성형은 필요없습니다. 밑창이 손상되거나 잃어버리는 경우, 필라멘트 비용만으로 필요한 시점에 요구에 맞게 새로운 밑창을 프린트할 수 있습니다. 최소 주문 수량이 필요하지 않으며, 외부 공급업체로부터 배송되기를 기다리는 등의 골치 아픈 물류 문제도 없습니다.

Essentium HSE 3D 프린팅 플랫폼의 대형 빌드 장소에서 생산 규모를 조절할 수 있으므로 턴어라운드 시간 또한 개선됩니다. 한 번의 작업으로 불과 몇 시간만에 최대 6쌍의 밑창을 프린트할 수 있습니다. 불과 며칠 만에 소대 또는 중대 전체에 3D 프린트된 미끄럼 방지 밑창을 공급할 수 있습니다. 배치 준비 기간이 짧은 경우에 완벽한 솔루션입니다.

3D 프린트된 미끄럼 방지 밑창은 AM을 통해 다른 장비와 기술에 대한 투자를 극대화하고, 공급 사슬을 탈피하며, 디자인, 마감일 및 최종 사용자에 이르는 비용을 통제할 수 있는 방법을 보여주는 하나의 예에 불과합니다.

저희에게 연락하여 Essentium HSE 3D 프린팅 플랫폼과 갈수록 늘어가는 엔지니어링급 필라멘트의 포트폴리오를 통해 극한의 상황에서 표준 규격 장비의 성능을 개선할 수 있는 방법에 대해 더 자세히 알아보세요.

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