Santa Cruz Bicycles(이하 산타크루즈)에게 자전거란 한 장소에서 다른 장소로 이동하는 단순한 교통수단이 아닙니다. 산타크루즈의 자전거는 세계에서 가장 성능이 좋은 산악자전거를 만들겠다는 회사의 목표를 실현하고 있으며 자전거를 타는 사람을 거친 지형과 새로운 풍경으로 안내하고 있습니다. 산타크루즈의 혁신 정신은 이러한 비전을 실현하는 것입니다.
산타크루즈의 팬이자 전문 스트리트 트라이얼 및 산악자전거 선수인 Danny MacAskill은 산타크루즈에 맞춤형 트라이얼 자전거를 만들어 달라고 요청했습니다. 하지만 산타크루즈는 Danny의 요구 사양에 따라 제작되는 디자인이 일회성이라는 딜레마에 봉착했습니다. 산타크루즈의 많은 자전거는 탄소 섬유 프레임을 사용하여 튼튼하지만 가볍습니다. 견고한 프레임과 부품 덕분에 자전거를 타는 사람은 산양만이 다닐 수 있는 거친 지형을 다닐 수 있습니다. 이러한 명성이 바로 산타크루즈 자전거가 산악자전거 애호가에게 사랑받는 이유입니다.
산타크루즈는 Stratasys와 협력하여 Danny의 자전거 제작을 위한 초기 툴을 개발했지만 곧 Fortus 450mc 3D 프린터를 직접 구입했습니다. “Danny의 자전거 프로젝트가 큰 성과를 거둔 덕분에 Nylon 12 Carbon Fiber와 ULTEM 1010 레진을 사용할 수 있는 Fortus 450mc 기계를 구입하기로 했습니다.”라고 McCrae는 말합니다. 3D 프린터를 구입한 후 산타크루즈 팀은 빠른 시간 내에 컨셉 모델링과 프로토타이핑 제작, 복합 툴링, 지그 및 픽스처 제작에 이르는 다양한 제작을 포함하여 3D 프린팅의 활용 영역을 확장했습니다.
“실제로 3D 프린터를 매일 활용하고 있습니다.”라고 McCrae는 말했습니다. 그는 설계 및 엔지니어링 부서에서 3D 프린팅을 사용하고 있으며 테스트 실험실에서도 사용한다고 덧붙였습니다. 픽스처 테스트, 피로도 테스트 및 충격 테스트 기계를 위한 파트에 “탄소 섬유로 채워진 Nylon 재료를 많이 사용합니다.”라고 McCrae는 덧붙입니다.
“Stratasys가 제공하는 다양한 기술을 활용하여 더 멋진 자전거를 빠르고 효율적으로 개발하고, 사람들이 즐길 수 있는 더 나은 제품을 출시할 수 있을 것 같습니다.”라고 McCrae는 말합니다.
디자인 컨셉은 3D 프린터로 제작된 프레임으로 구체화되어 디자이너가 다양한 디자인 아이디어를 훨씬 빠르게 시각화하고 구상할 방법을 제공했습니다. “3D 프린터로 프레임을 제작하는 것은 시간과 비용이 많이 드는 카본 툴 및 실제 프레임을 만들지 않고도, 변경이 필요한 부분을 확인할 수 있기 때문에 많은 도움이 되고 있습니다.”라고 수석 산업 디자이너인 Jack Russell은 말합니다. “프레임을 손으로 직접 만질 수 있고 튜브 비율을 직접 확인할 수 있어 너무 좋습니다. 화면에서는 이러한 것을 확인할 수 없습니다.”라고 Jack Russell은 덧붙였습니다.
그러나 디자인이 정해지고 난 후에도 탄소 섬유로 생산해야 하는 문제가 여전히 남아있어 완전히 새로운 툴과 금형 세트가 필요했습니다. McCrae와 팀은 이 문제를 극복하기 위해 다시 한번 3D 프린팅을 활용했습니다. McCrae는 ULTEM 1010 레진 재료를 사용하여 탄소 섬유 프레임을 만드는 데 사용되는 금형 툴링의 기초인 맨드릴을 3D 프린터로 제작했습니다.
Santa Cruz worked with Stratasys to develop the initial tools to create Danny’s bike, but soon bought their own Fortus 450mc 3D printer. “Because of the great results with the Danny bike project, we actually decided to purchase a Fortus 450mc machine with nylon 12 carbon fiber and ULTEM™1010 resin capabilities,” said McCrae. From there it was only a matter of time before the Santa Cruz team expanded 3D printing’s application, covering the spectrum from concept modeling and prototyping to composite tooling to jigs and fixtures.
“We’re actually running the printer on a daily basis,” said McCrae. He added that not only does the design and engineering department use 3D printing but so does the test lab. Parts for test fixtures and fatigue-test and impact machines “use carbon fiber-filled nylon a lot,” he added.
“I feel like we’ll be able to utilize the vast array of technologies that Stratasys offers and in the end, just develop better bikes quicker, in a more efficient way, and put better products out there for people to enjoy,” said McCrae.
McCrae explained, “ULTEM™ 1010 resin helped us create latex bladders that are incredibly precise. They open up the design space to shapes that are traditionally very hard to machine, or would require multiple set-ups on a five-axis machine, which means time and money.” Not only did this save on cost but it meant Santa Cruz could meet their production timeline. McCrae continued, “With those (tools) we could turn around a design in just a matter of hours, iterate on the shapes and go from CAD to rideable prototype in a matter of weeks.”
