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[적층 제조 주목하는 PLM 기업] 제조 방식 선택폭 넓힌 다쏘시스템

경량화나 연료 효율성 등이 이슈화 되면서 항공 및 자동차 산업에서 적층 제조에 대한 관심이 증가하고 있다. 기존 가공으론 불가능한 제품 형상의 현실화, 매스 커스터마이제이션의 실현, 부품  통합 등의 제조 혁신을 가능케 할 대안으로 주목받고 있지만,  3D 프린팅이 안고 있는 기술적 문제 탓에 실제 산업에 적용하는 속도는 더디기만 하다. 그러나 최근 제조 소프트웨어 메이커들이 이러한 기술적 문제를 해결하고 산업화 시킬 수 있는 솔루션 개발에 활발히 나서고 있어 기대를 모은다. 이 기사에서는 주요 업체들의 적층 제조 솔루션 현황을 조망해보고자 한다.

제조 방식 선택폭 넓힌 다쏘시스템

다쏘시스템은 2016년부터 3D CAD 설계 소프트웨어 카티아(CATIA)에 제품 제작 옵션 중 한 가지로 적층 제조 방식을 추가하며 본격적으로 적층 제조를 위한 솔루션 제공을 시작했다. 다쏘시스템이 그려나갈 엔지니어링의 청사진 속 적층 제조 솔루션은 어떤 모습일까?

“개발 기간을 줄이고 제품 품질은 향상해 설계 완성도를 높이는 방향이 다쏘시스템이 앞으로 그려가야 할 엔지니어링의 청사진이다. 적층 가공은 활용 가치가 무궁무진해 향후 엔지니어링의 지향점이다. 하지만 소비재 산업에서 양산을 위한 제조 방법으로 적층 제조를 도입하기에는 한계가 있다. 따라서 다쏘시스템은 적층 가공에 방점을 찍기보다는 판금, 캐스팅, 밀링 등 전통 제조 방식과 함께 제작 옵션 중 하나로 적층 제조 솔루션을 제공하고 있다.”

다쏘시스템에서 카티아 브랜드 비즈니스 총괄을 담당하고 있는 박경호 팀장
다쏘시스템에서 카티아 브랜드 비즈니스 총괄을 담당하고 있는 박경호 팀장

카티아 브랜드를 총괄하고 있는 박경호 팀장은 재료와 장비가 비싸고 3D 프린터로 만들어 낼 수 있는 사이즈의 제한이 있다는 점을 적층 제조의 한계점으로 꼽았다. 이에 기존 전통적인 제품 제작 옵션에 적층 제조를 추가해 최적의 제품 제작 방법으로 제품을 생산할 수 있도록 선택의 폭을 넓혔다.

카티아의 대표기능인 ‘ Function DrivenGenerative Design(기능 기반 생성적 설계)’은 사람의 머리로 생각해 낼 수 없는 최적의 형상을 인공 지능과 머신러닝 기법을 이용해 제품의 경량화와 위상 최적화를 실현해준다. 설계자는 재질, 중량, 강건성, 내구성 설계 원가 등 특정 KPI 를 지정하고 각각의 제조 공법 별로 최적화된 형상을 자동으로 제공받는다. 또한, 부품 제작에 적합한 모델을 선택할 수 있다. 3D 프린터 타입을 설계자가 선택할 수 있고 최적의 적층 경로에 알맞게 생성적 설계를 해준다. 따라서 경력자와 초보자 모두 경력에 상관없이 동일한 설계 표준을 확보한다.

다쏘시스템에서 카티아 브랜드 비즈니스 총괄을 담당하고 있는 박경호 팀장
래티스 구조는 허니컴 타입의 형상으로 기존의 전통 제조 방식 방법으로는 만들어 낼 수가 없다.

적층 가공 옵션에만 적용할 수 있는 기능도 제공하고 있다. 래티스 구조(lattice structure)는 경량화와 위상 최적화를 적용한 데이터에 한 번 더 경량화를 더한 형상이다. 허니컴 타입의 형상으로 기존의 전통 제조 방식 방법으로는 만들어 낼 수가 없다.

해석 검증이 반영되지 않은 설계는 얕은 파도에도무너지는 모래성과 같다. 카티아는 설계 초기부터 설계자가 기본적인 해석 검증과 설계를 동시에 진행한다. 즉, 설계자와 해석자 간 병목현상을 제거해 효율적인 엔지니어링은 물론 엔지니어링 타당성까지 확보해준다. 또한, 경량화와 위상 최적화가 개별 부품에 적용될 뿐만 아니라 동일한 절차를 거치면 어셈블리도 최적화할 수 있다.

에어버스는 다쏘시스템의 적층 제조 솔루션으로 부품을 제작해 제작 시간을 1/4로 줄였고, 질량을 20~30% 감소했다.
에어버스는 다쏘시스템의 적층 제조 솔루션으로 부품을 제작해 제작 시간을 1/4로 줄였고, 질량을 20~30% 감소했다.

엔지니어의 고민은 설계에서 끝나는 게 아니라 설계한 부품을 만들어내는 제조 단계, 만들어진 부품들을 조립하는 생산 단계까지 이어진다. 3D 익스피리언스 플랫폼에서 데이터 변환 없이 동일한 환경에서 모든 작업을 수행할 수 있다. 또한, 온라인 마켓 플레이스에서 리드 타임과 제작 비용을 고려해 적절한 업체를 설계자가 직접 매칭해 제품 제작의 기간을 줄이고 품질은 높일 수 있는 솔루션을 제공하고 있다. 다쏘시스템은 카티아, 해석 검증 소프트웨어 시뮬리아(SIMULIA), 디지털 제조 검증을 위한 델미아(DELMIA)에서 적층 제조를 위한 맞춤 기능을 제공하며 적층 제조 포트폴리오를 구축하고 있다.

About 김란영 기자

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