자동차의 최신 디자인을 빠르고 정밀하게 측정

Fahrzeugdesign_Unimog-mit-Scan

고도의 기술과 생산 자동화가 일상이 된 오늘날에도 기계만으로는 역부족인 분야가 있습니다. 예를 들어 펜, 종이, 점토로 자동차 초기 모양을 만드는 것부터 시작합니다. 

특수 모델링 점토로 디자인 모델을 손을 빚어낼 때에는 눈에 잘 보이는, 따라서 디자인의 영향을 많이 받는 자유형 영역이 특히 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 어떤 자동차가 스포티하거나 우아한 외관을 갖추었는지를 정의하는 데에는 소위 '토네이도 라인'이라 불리는 루프 라인, 테일 게이트나 흙받이 등의 개별적인 모양새가 큰 몫을 차지합니다. 이 부분이 새로운 자동차의 독특하고 눈에 띄는 모양을 결정짓는데, 이 최초 측정에 AICON SmartScan-HE를 사용하여 품질 요건을 모두 준수할 수 있었습니다.

Fahrzeugdesign_Zeichnung 목표와 측정 대상

새로운 차량 모델을 만들 때에는 우선 디자인 특징과 형태 및 개성을 나타내는 선으로 구성한 스케치가 제작됩니다. 이어지는 단계에서는 모델 제작자가 이 초안으로 목재 베이스에 특수 가공된 모델링 점토를 층층이 쌓아 만드는 과정을 거쳐 실제 3차원 시제품을 만들어냅니다. 

이렇게 손으로 빚은 점토 모델을 기반으로 차량 외부에 상세한 요소나 특징을 더할 수 있고 첫 공기 역학 조사를 수행하게 됩니다. 하지만 이어지는 개발 단계에서는 디자이너에게 시제품의 디지털 데이터가 필요합니다. 수작업으로 제작한 모델은 표면이 부드럽고 약하기 때문에 CMM(좌표 측정 장비)을 활용한 측정 방식은 사용할 수 없습니다. 또한 CMM 방식을 사용하면 컴퓨터 이용 스타일링(CAS) 과정에 필요한 데이터 밀도를 얻을 수도 없습니다. 따라서 AICON SmartScan-HE이 이상적인 솔루션을 제공합니다. 초안 모델을 신속하게 고정밀도의 데이터로 획득할 수 있어 가상의 3차원 데이터 복제품으로 만들 수 있게 됩니다.

Fahrzeugdesign_Claymodell 측정 시스템 및 준비

디자인 공정의 시작 단계부터 A급 품질의 표면을 보장하려면 모델을 정확하게 측정하는 것이 대단히 중요합니다. 이를 통해 데이터를 필요한 정확도와 상세도를 유지하면서 앞으로 계속 처리할 수 있는 CAD 표면 데이터세트로 발전할 수 있고 다음으로 이어지는 구성과 제조 공정에 가장 적합한 수준으로 준비할 수 있습니다. 

점토 모델을 측정하기 위해 우선 이중 카메라 시스템인 SmartScan-HE를 대형 측정 영역 구성으로 사용합니다. AICON의 3차원 측정 시스템은 다양한 측정 영역 크기를 제공하여 개별 특정 작업에 맞춰 손쉽게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 결과도 빨리 디지털화하고 고정밀도의 데이터를 획득하여 다음 공정에 즉시 사용할 수 있습니다. 데이터 획득을 일부만 자동식으로 수행하는 경우, 중량이 무거운 측정 대상용으로 특별히 설계된 TurnTable-300를 SmartScan-HE에 추가하여 함께 사용할 수 있습니다.

Fahrzeugdesign_Unimog 작업 흐름

이 시스템은 완전한 비접촉식 스캔 공정으로 스캔할 대상이 민감하거나 부서지기 쉬운 소재도 측정할 수 있는 이상적인 장비입니다. 실제 디지털화 프로젝트는 크게 두 가지 단계로 구성되어 있습니다. 데이터 획득 과정 중에 점토 모델은 SmartScan-HE 시스템으로 모든 관점에서 측정합니다. 그 다음 각각의 스캔 이미지를 AICON의 스캔 소프트웨어 OptoCat으로 하나의 온전한 3D 데이터세트로 병합합니다. 연약한 점토 표면에 혹시 있을 수 있는 긁힌 자국도 스캔 공정 동안 포착되고, 이런 흠은 디지털화된 데이터세트에서 쉽게 제거할 수 있으므로 결과적으로 티 하나 없이 완벽하게 매끈한 표면을 만들어낼 수 있습니다. 이 3D 데이터 세트는 곧이어 역설계 소프트웨어 Rapidform XOR3로 내보내져 온전한 3차원 표면 모델을 생성하고, 소프트웨어에 매개변수 응용식 CAD 데이터세트 역할을 하게 됩니다. 

매끈한 3D 데이터세트를 만들어내기 위해 점토 모델을 꼭 완벽하게 완성해야 하는 것은 아닙니다. 모델의 절반만 3차원으로 측정한 다음 사후 처리 단계에서 스캔 데이터를 거울상 처리하여 두 개의 절반을 가상으로 조립하면 완벽한 대칭을 이루는 차량을 만들 수 있습니다.

결론

AICON SmartScan-HE으로 생성한 고정밀도의 측정 데이터로 만들어낸 3차원 표면 모델은 다양한 종류의 디자인 및 형태 가공에 이상적인 기반으로 사용할 수 있습니다. 이 스캐너의 빠르고 유연한 측정 과정과 높은 데이터 밀도는 디자인 고정을 한층 빠르고 능률적으로 만들어줄 뿐만 아니라 전반적으로 훨씬 효율적인 생산 흐름에 큰 공헌을 합니다. 디자인 모델의 한쪽 반만 스캔한 다음 그 거울상을 만들고 두 개를 가상으로 합칠 수 있는 기능을 활용하면 점토 모델 제작 단계부터 시간과 재료를 대폭 절감할 수 있습니다. 

역설계 단계를 마친 다음 도출된 데이터는 크기와 형태를 자유롭게 수정할 수 있어 여러 가지 다양한 크기로 실제 3차원 시제품으로 성형해낸 다음 더 많은 테스트와 개발 단계를 거칠 수 있습니다. 새 모델을 손으로 빚어 만드는 것보다 이 방식을 택하면 시간 절약에 크게 도움이 됩니다. 이외에도 정보를 수집하여 디지털 디자인 아카이브에 저장할 수 있기 때문에 새로운 디자인의 자동차를 만드는 과정의 모든 개발 단계를 프로젝트 단계별로 문서화할 수 있습니다. 

기존의 좌표 측정 장비 방식에 비하면 SmartScan-HE는 측정 결과를 훨씬 빨리 도출하고 결과를 해석하기도 매우 쉽습니다. 이런 장점은 특히 자유 형상에서 특히 돋보입니다. 이 스캐너는 시제품 제작 단계부터 기존 방식보다 훨씬 포괄적이면서도 쉽고 능률적인 데이터 기반을 사용자에게 제공하므로, 결과적으로 시장 주기를 대폭 단축할 수 있습니다.