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디지털 역설계 프로세스를 위한 솔루션

3D 측정기 전문기업 파로와 솔루션 파트너 3D 시스템즈가 지난 7월 12일 ‘3D SCAN2P 기술 세미나’을 열었다. 이번 세미나는 3D 스캐닝 – 3D모델링 – 3D 프린팅 – 측정 및 검사에 이르는 일련의 워크플로우 중에서도 ‘디지털 역설계 프로세스’에 방점을 두었다.

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제이레노와 에코젯
제이레노와 에코젯
파로의 Design ScanArm2.0으로 부품을 스캔하고 있다.
파로의 Design ScanArm2.0으로 부품을 스캔하고 있다.
3D 시스템즈의 Geomagic Design X로 역설계 작업중이다.
3D 시스템즈의 Geomagic Design X로 역설계 작업중이다.
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미국의 유명 코미디언 제이레노는 자동차광으로 유명하다. 공항 내 격납고 하나를 통째로 빌려서 자동차 200여 대, 오토바이 100여 대를 개인 소장 중이며 따로 유지보수 팀을 운영할 정도다. 그의 자동차 사랑은 2006년에는 GM과 협업해 친환경 자동차 에코젯(ECO-JET)을 제작하기에 이르렀다. 에코젯은 세상에 단 한 대뿐인 콘셉트카로 여러 전시회에 출품했고 많은 사람의 손을 거치다 보니, 부품의 파손이 발생했다. 하지만 매번 손으로 수정작업을 진행했고 몇 번의 정전을 겪고 난 후라 CAD 데이터가 손상된 상태. 제이레노는 디지털 역설계로 이 문제를 해결했다.
디지털 역설계 프로세스가 필요한 이유
역설계는 경쟁 제품 분석, 연구 목적, 제품의 재설계, CAD 파일이 없거나 손상됐을 때 주로 사용한다. 에코젯의 파손된 부품을 다시 만들기 위해 파로의 Design ScanArm2.0으로 부품을 스캔한 후 3D 시스템즈의 Geomagic Design X로 역설계해 CAD 데이터를 만들고 SLS 방식 3D 프린터로 출력했다. 지금부터 최신 기술을 활용한 디지털 역설계 프로세스를 따라가 보자.

자율곡면도 크기에 상관없이
Design ScanArm2.0은 파로의 최신 제품으로 7축의 다관절 스캐너로 접촉식 프로브와 비접촉식 레이저 스캐너가 함께 탑재된 솔루션이다. 기존 3차원 측정기는 테이블 위에 올라갈 수 있는 제품의 크기가 제한되어있지만, Design ScanArm2.0의 접촉식 레이저 스캐너 덕분에 크기에 제한받지 않고 볼트부터 자동차까지 다양한 크기의 형상을 스캔해준다. Design ScanArm2.0의 자유로운 움직을 엔코더가 추적해줘 자유곡면을 손쉽게 측정할 수 있고 최대 75μm의 정밀도를 자랑한다. 스캐너 팔길이가 2.5m, 3.5m, 4.0m로 나뉘어 있고, 배터리가 내장되어있어 전원 공급 없이도 외부 현장에서 사용할 수 있다.

 

세미나 현장에서는 다양한 시연을 선보였다.
세미나 현장에서는 다양한 시연을 선보였다.

다시 태어난 CAD 데이터
Design ScanArm2.0이 생성한 데이터는 3D 시스템즈의 Geomagic Design X로 바로 옮겨진다. 여러 번 스캔해 중복된 데이터를 제거하고 하나의 표면인 메쉬 데이터를 만든 후 메쉬 스케치 기능을 이용해 스캔 데이터의 단면을 가져온다. 기존에는 형상에 여러 개의 단면을 그려 커프를 연결해 곡면을 만들었지만 Geomagic Design X에서는 미리 보기 기능을 제공해, 커프의 편차를 색상으로 표현해준다. 바로 수정할 수 있어 작업 시간이 빨라지는 장점이 있다. 1시간 만에 CAD 파일이 손상된 자동차 부품을 Design ScanArm2.0로 스캔했고, 역설계해서 모델링하는 데는 약 9시간이 소요됐다.

 

세미나 현장에서는 다양한 시연을 선보였다.
세미나 현장에서는 다양한 시연을 선보였다.

반짝이는 검은색 표면도 문제없이
기술 설명이 끝난 후 두 솔루션의 시연이 이어졌다. 스캐닝 대상은 광택 나는 검은색 의자. 검은색은 레이저를 흡수하는 경향이 있고, 코팅된 겉면은 레이저가 반사될 수 있는 환경이다. 기존 레이저 스캐닝 장비를 사용할 때는 현상액 스프레이를 뿌린 후 스캔해야 했는데, FAROBluTM HD 기능으로 스프레이를 뿌리지 않고도 정확하고 빠른 스캐닝이 이뤄졌다. 파우더를 뿌리는 시간이나 지우는 시간을 절약했기 때문이다. Design ScanArm2.0표면의 질과 조건에 상관없이 거의 모든 형상을 캡처할 수 있고 생성된 데이터는 바로 3D 시스템즈의 Geomagic Design X로 옮겨졌다.

디지털 역설계의 전망은?
3D 시스템즈의 소프트웨어 사업부 이지훈 부장은 “CAD 데이터가 있는 상태에서 3D 프린터로 제품을 만들기보다, CAD 데이터 없이 벤치마킹하는 시제품을 내놓으려는 시도가 많아질 것이다. 단순히 벤치마킹을 위한 제품을 스캔하는 목적이 아닌 다양한 용도로 사용할 수 있는 애플리케이션 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. 3D 프린팅뿐만 아니라 가공, 해석으로도 연결할 수 있어 더 성장할 가능성이 크다”고 전망했다.

About 김란영 기자

따끈한 밥 위에 스팸 한 조각처럼 감칠맛 나는 기사로 여러분의 입맛을 책임지겠습니다. 맛있게 읽으세요 :)