농업 로봇, 3D 프린팅 휠 커버로 험난한 지형 극복! 한양3D팩토리 성공 사례
농업 자동화에 대한 요구가 높아지면서 농업용 로봇의 역할이 점점 더 중요해지고 있습니다. 하지만 흙, 습기, 불규칙한 지형 등 농업 환경은 로봇에게 끊임없이 도전 과제를 제시합니다. 특히 로봇의 이동 성능은 작업 효율성과 직결되므로 휠 커버의 역할이 매우 중요합니다. 진흙길에서 헛도는 로봇, 잦은 고장으로 인한 작업 중단 등은 농업 현장에서 빈번히 발생합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 한양3D팩토리는 실질적인 솔루션을 제공하였습니다.
기존의 농업용 로봇 휠 커버는 금속이나 일반 플라스틱 사출 성형 방식으로 제작되어 왔습니다. 이러한 방식은 대량 생산에는 적합하지만, 농업 환경의 특수한 요구 사항을 충족시키기에는 몇 가지 제한점이 있었습니다. 첫째, 무게로 인한 에너지 효율 저하, 둘째, 지형 조건에 최적화된 맞춤형 디자인의 어려움, 셋째, 외부 충격에 대한 취약성으로 인한 유지 보수 빈도 상승이 주요 과제로 지적되었습니다. A 농업 로봇 개발팀의 김** 팀장은
"기존 휠 커버는 무겁고 획일적인 디자인 때문에 로봇 성능을 100% 발휘하기 어려웠습니다. 특히 습하고 고르지 못한 지형에서는 접지력 부족으로 작업 효율이 크게 떨어졌죠."
라고 밝혔습니다. 이러한 문제 해결을 위해 A사는 한양3D팩토리에 휠 커버 제작을 의뢰하였고, 세 가지 중심 목표를 설정하였습니다. 첫째, 경량화, 둘째, 접지력 강화, 셋째, 내구성 향상입니다. 이를 바탕으로 한양3D팩토리는 설계부터 제작, 후가공까지 전 과정을 체계적으로 대응하였습니다.
한양3D팩토리는 A사의 요구에 부합하는 솔루션으로 SLS(Selective Laser Sintering, 선택적 레이저 소결) 방식의 맞춤형 휠 커버 제작을 제안하였습니다. 이 방식은 나일론 PA12 소재를 사용하여 경량성과 내구성을 동시에 확보할 수 있다는 특징이 있습니다. 또한, 복잡한 휠 트레드 설계를 구현함에 있어 높은 자유도를 제공하므로, 지형 특성에 맞춘 커버 설계에 탁월한 적용이 가능합니다.
솔루션 개발은 세 단계로 진행되었습니다. 첫째, 디자인 최적화 단계에서 한양3D팩토리는 로봇의 주행 데이터를 기반으로 트레드 패턴을 설계하였으며, 내부 구조를 격자 형태로 구성해 중량을 줄이면서 구조 강도를 유지하였습니다. 둘째, SLS 공법을 활용한 제작 단계에서는 고해상도 장비를 통해 정밀한 출력이 진행되었으며, 소재 소결 조건을 정밀하게 제어해 품질을 확보하였습니다. 셋째, 후처리 단계에서는 표면 연마 및 내마모성 특수 코팅 처리를 적용하였고, 내화학성과 수명을 고려한 추가 가공도 적용되었습니다.
박** 연구원은
"농업용 로봇 휠 커버는 접지력과 내구성이 핵심입니다. SLS 3D 프린팅 기술은 이러한 요구 사항을 충족하는 데 적합한 솔루션입니다. 나일론 PA12는 구조적 안정성과 더불어 복잡한 트레드 구현에 유리한 소재입니다."
라고 기술적으로 설명하였습니다.
한양3D팩토리의 맞춤형 휠 커버 적용 이후, A사 농업용 로봇의 성능은 실제 사용 환경에서 확연히 향상되었습니다. 우선, 중량이 기존 제품 대비 약 40% 감소하며 배터리 효율이 향상되었습니다. 최적화된 트레드 패턴의 적용으로 진흙·습지 등 불균일한 지형에서도 추진력이 개선되었으며, 실제 테스트에서는 휠 슬립 현상이 약 60% 감소하였습니다. 작업 속도 또한 약 20% 증가해 전반적인 효율성이 개선되었습니다. 아울러, SLS 출력물의 내구성 특성으로 인해 휠 커버의 내충격성과 내마모성이 매우 우수해졌고, 평균 교체 주기가 2배 이상 연장되었습니다.
김** 팀장은
*"한양3D팩토리의 휠 커버 덕분에 로봇 성능이 획기적으로 개선되었습니다. 특히 진흙길에서도 안정적으로 주행하는 모습은 매우 인상 깊었습니다. 유지 보수 측면에서도 확실한 개선이 있었고, 비용 효율도 높아졌습니다."*
라며 만족감을 밝혔습니다.
실제 사용자 피드백에서도 변화는 확인되었습니다.
★★★★★ – "기존 휠 커버는 쉽게 마모되고 파손되었는데, 3D 프린팅 휠 커버는 훨씬 튼튼하게 느껴집니다."
★★★★★ – "무게가 줄어서 로봇 운영 시간이 늘어났습니다. 결과적으로 작업 시간을 늘릴 수 있었습니다."
★★★★★ – "트레드 패턴 설계가 지형 적응력을 높여주어, 다양한 환경에서도 안정적인 작동이 가능해졌습니다."
이번 사례는 한양3D팩토리가 SLS 기반 3D 프린팅 기술을 바탕으로, 농업 환경 특수성과 실 사용자의 요구를 반영한 결과물이라는 점에서 의미가 큽니다. 특히 설계-제작-후처리 전체 과정에서 엔지니어와 고객 간 긴밀한 협업이 성과에 직접적으로 기여하였습니다. 본 사례는 향후 유사 목적을 가진 기업이나 프로젝트에 실질적인 참고자료로 활용될 수 있습니다.
한양3D팩토리는 축적된 기술과 경험을 바탕으로, 앞으로도 다양한 산업 영역에서 고객 맞춤형 부품 제작을 지원할 계획입니다. 로봇 산업의 경우, 휠 커버 외에도 로봇 팔, 프레임, 통신 모듈 케이스, 배터리 커버 등 다수의 컴포넌트에 맞춘 3D 프린팅 적용이 가능하며, 이를 통해 고객 경쟁력 향상에 기여하고자 합니다.
A사 협력 프로젝트는 3D 프린팅이 단지 프로토타입 제작을 넘어, 실제 제품에 효과적으로 적용 가능한 기술임을 입증한 사례입니다. 또한, 고객과의 초기 설계 단계부터 긴밀히 의견을 교환하는 프로세스가 최종 결과물 품질에 중대한 영향을 미친다는 사실을 강조합니다. 한양3D팩토리는 고객과의 소통을 우선시하며, 정확한 요구 분석을 바탕으로 최적의 기술 적용을 지향하고 있습니다.
궁극적으로 한양3D팩토리는 3D 프린팅 기술을 통해 고객 가치를 창출하고, 산업 발전에 기여하는 방향으로 지속적으로 노력하고 있습니다. 농업 자동화와 같이 다양한 특수 환경에서도 효과적으로 적용 가능한 3D 프린팅 부품은 앞으로 더 많은 기회와 가능성을 제시할 것입니다.
이처럼 3D 프린팅 기술은 단순한 제조 수단을 넘어, 산업별 과제 해결을 위한 전략적 도구로 활용되고 있습니다. 한양3D팩토리는 기술적 전문성과 고객 중심 서비스를 바탕으로 향후에도 실질적인 산업 혁신에 기여할 것입니다.
이번 휠 커버 제작 사례는 SLS 3D 프린팅 기술을 활용하여 농업용 로봇의 주행 성능과 내구성을 동시에 확보한 사례로 평가할 수 있습니다. 로봇 3D 프린트 부품의 설계 유연성과 기능 최적화 가능성을 고려할 때, 향후 유사한 환경에서도 적용이 가능하다는 점에서 참고할 만합니다.
