시간을 절약하여 여유가 생긴다는 것은 절약된 시간으로
새로운 프로세스 및 신제품 개발, 기존 기술의 개선과 같은 혁신에 투자할 수 있다는 말인데요.
특히 엔진 장치, 변속기, 전자 제어 장치 등 자동차 성능 부품을 생산하기 위해
오랜 시간 동안 금형을 설계하고 제조하는 엔지니어는 이러한 시간 절약이 절실합니다.
그렇다면! 금형 검사에 필요한 시간을 약 85%로 절약할 수 있다면 어떨까요?
"청색광 3D 스캐너와 크레아폼 3D 스캐너 비교"
자동차 금형 산업에서 유명한 청색광 3D 스캐너와
크레아폼의 HandySCAN 3D | BLACK Elite (핸디스캔3D 블랙 엘리트)를
동일한 환경에서 비교했는데요.
동일한 스캐닝 프로세스를 수행하는 데 걸리는 시간 차이는
검사 시간 측면에서 큰 차이를 보였습니다.
청색광 3D 스캐너의 경우, 검사시간이 294분이 걸린 반면
핸디스캔 블랙 엘리트는 45분이 소요되었습니다.
이렇게 검사 시간이 차이가 나는 이유는 무엇일까요?
청색광 기반 3D 스캐너와 휴대용 레이저 기반 3D 스캐너의 성능을
비교하면서 함께 알아보도록 하겠습니다!
"벤치마킹 데이터"
자동차 및 항공우주용 고정밀 금형 및 금형 제조, 다이캐스팅 및 저압 주조 금형용 고정밀 절삭 부품, 금형 마무리 가공
벤치마크는 공장 생산 현장에서 이루어졌는데요.
엔지니어들은 공정하게 제품을 비교할 수 있도록
열 평행에 도달하기 위해 밤새 금형을 작업장 바닥에 배치했습니다.
핸디스캔 블랙 엘리트와 기존 측정 시스템이 벤치마크할 금형의 치수는
약 800mm x 1000mm x 1000mm(31.5 x 39.5 x 39.5인치)였습니다.
부품은 튜브와 전자 기계 부품으로 구성되어 있어
측정 장비로 포착하기 어려운 일부 숨겨진 영역을 포함하여
설계가 상대적으로 복잡했습니다.
마지막으로 소재의 광택이 적당히 있어서
청색광 3D 스캐너의 경우 파우더 도포가 필요했습니다.
부품 크기 | 800mm x 1000mm x 1000mm (31.5 x 39.5 x 39.5 in) |
설계 복잡성 | 튜브 및 전기 기계 부품이 부착된 복합 재료 |
표면 반사율 | 빛나는 |
측정 환경 | 작업장 바닥 |
(좌) 청색광 3D 스캐너 / (우) 레이저 3D 스캐너_HandySCAN Black Elite
<스캐닝 과정>
① 설정 및 부품 준비
두 측정 장비 모두 엔지니어는 금형 표면에 약 40개의 위치 지정 대상을 적용하는 것으로 시작했습니다.
핸디스캔 블랙 엘리트는 장치를 연결했으며, 청색광 3D 스캐너는 삼각대를 설치하고 그 위에 스캐너를 장착했습니다.
금형의 반짝이는 표면으로 인해 부품에 파우더를 도포해야 했는데,핸디스캔 블랙 엘리트는 도포할 필요가 없었습니다.
② 스캔 및 후처리
그런 다음 엔지니어는 측정값을 수집하고 데이터를 획득하여 스캔을 진행했습니다.
레이저 기반 시스템을 사용하면 핸디스캔 블랙엘리트는 스프레이를 뿌리듯이 흔들기만 하면 됩니다.
조명 기반 시스템을 사용하는 경우 삼각대를 다양한 위치와 각도로 이동하고 외부 간섭을 피하기 위해 판지를 추가해야 했습니다.
이러한 단계에 따라 엔지니어는 스캔 데이터를 처리하고 깨끗한 STL 파일을 얻을 수 있습니다.
③ 부품 청소
마지막으로 엔지니어들은 포지셔닝 타겟을 제거하여 검사를 완료했습니다.
청색광 3D 스캐너를 사용하여 금형 표면의 분말도 제거해야 했습니다.
<검사시간>
금형을 설정, 준비, 스캔, 처리 및 청소하는 데 필요한 총 검사 시간은
레이저 기반 휴대용 3D 스캐너를 사용했을 때 45분이 걸렸는데,
청색광 3D 스캐너를 사용했을 때는 294분이 걸렸습니다.
단계 | HandySCAN 3D|Black Elite | Blue Light 3D Scanner | Blue Light 3D 스캐너를 사용하면 추가로 소요되는 시간 |
설정 및 부품 준비 | 5 | 84 | 16.8배 |
스캔 및 후 처리 | 30 | 180 | 6배 |
부품 청소(스캔 후) | 10 | 30 | 3배 |
시간(분) | 45 | 294 | 6.5배 |
이처럼 동일한 환경 조건에서 동일한 정확도(25µm)로
동일한 금형을 검사하는 데 핸디스캔 블랙 엘리트 대비
청색광 3D 스캐너가 6.5배 더 많은 시간이 필요했습니다.
"스탁 시차 설명"
청색광 3D 스캐너_산업용 광학 3D 스캐너
<설정부터 스캔까지 빠른 속도>
휴대용 3D 스캐너인 핸디스캔 블랙 엘리트와 달리
청색광 3D 스캐너는 카메라를 활성화하기 전에 삼각대에 장착하고
올바른 위치와 각도에 배치해야 하는 등의 여러 가지 조정이 필요했습니다.
각 금형에는 고유한 형상과 특정 기능을 갖춘 고유한 모양이 있으므로
엔지니어는 금형의 전체 프로파일을 캡처하기 위해
각도와 위치의 올바른 조합을 정의해야 하는데요.
현재 내부 절차에 따라 부품을 완전히 스캔하려면
삼각대를 16개의 다른 위치로 이동해야 했습니다.
먼저 엔지니어들은 카메라를 45° 각도로 배치하고
금형 주변의 10개 위치에 삼각대를 배치한 후
이를 6개의 추가 위치로 옮겼으며 이번에는 85° 방향으로 이동했습니다.
삼각대를 조작할 때마다 카메라 각도와 위치를
적절하게 변경하기 위해 뚜렷하고 정확한 4단계를 수행해야 했습니다.
이러한 힘든 조작으로 청색광 3D 스캐너를 사용할 때
준비 및 스캐닝 세션에 더 많은 시간이 소요되었습니다.
<매끄러운 인체공학적 디자인과 가벼운 휴대성>
삼각대에 장착된 구조광 계측 시스템은 형태를 완전히 스캔하기 위해
금형 주위로 360° 회전해야 했기 때문에 엔지니어는 금형과 조명 기반 3D 스캐너를
모두 수용할 수 있도록 작업 현장에 충분한 공간을 할당해야 했습니다.
엔지니어들은 숨겨진 특징을 효과적으로 포착하려면
조명 기반 시스템을 정확한 위치에 배치해야 한다고 지적했습니다.
카메라를 올바른 각도로 재배치하는 것은 많은 시행착오를 수반했으며,
이는 지루하고 시간도 많이 소요되었습니다.
이와 대조적으로 제한된 영역은 핸디스캔 블랙 엘리트로 가능했습니다.
엔지니어는 장치를 손에 쥐고 데이터 캡처를 실시간으로 볼 수 있었기 때문에
광학 장치의 방향을 올바른 각도로 쉽게 조정하여 금형의 복잡한 형상을 얻을 수 있었습니다.
세부 사항이 부족한 경우 즉시 파악하고 특정 영역에 대해
3D 레이저 스캐너를 다시 탐색하여 누락된 데이터를 쉽게 캡처할 수 있었고
스캔 프로세스 중 귀중한 시간을 절약할 수 있었습니다.
<모든 표면 마감에 대한 다양성>
앞서 언급했듯이, 청색광 기술을 사용하기 전에
금형의 반사 표면을 파우더 스프레이로 코팅해야 했습니다.
결과적으로, 검사가 끝난 후 모든 분말 코팅을 제거하는 데에도
추가 시간이 필요했는데요.
이와 대조적으로, 레이저 스캐닝 기술은 특별한 표면 처리 없이
모든 유형의 재료 마감을 스캔할 수 있기 때문에
핸디스캔 블랙 엘리트를 사용하면 설정 및 부품 준비 시간이 거의 17배 단축되었습니다.
<작업 현장의 정확성과 신뢰성>
조명 기반 3D 스캐너의 성능에 영향을 미칠 수 있는 외부 간섭과 반사율을 방지하기 위해
엔지니어들은 금형을 판지 조각으로 둘러쌌습니다.
이러한 방식으로 그들은 빛과 주변 환경이
측정 결과에 영향을 미치지 않는다는 것을 확신했습니다.
레이저 기반 3D 스캐너에서는 이러한 예방 조치가 필요하지 않았으며,
이는 스캐닝 프로세스를 단축하는 데도 기여했습니다.
"HandySCAN Black | Elite"
핸디스캔 블랙 엘리트는 이 벤치마크에서
모든 면이 유명한 블루라이트 3D 스캐너를 능가했습니다.
검사 시간을 85% 절약하여 보다 심층적인 검사에 투자했을 뿐만 아니라,
환경 불안정성, 재료 반사율, 엔지니어의 3D 스캐닝 전문 지식 수준에 관계없이
금형 검사가 더 쉽고 간편했습니다.
엔지니어들은 크레아폼의 3D 스캐너인 핸디스캔 블랙 엘리트에 대한 경험을 다음과 같이 이야기 했습니다.
- 휴대성 덕분에 검사가 간편해졌습니다. 측정 시스템을 부품에 적용하는 것이 아니라 부품에 직접 적용했습니다.
- 부품 준비는 최소한으로 이루어졌습니다. 대상을 배치하고 장치를 연결하기만 하면 스캔 준비가 완료됩니다.
- 반사율이 높은 표면에서의 블루 레이저 성능은 인상적이었습니다.
- 스캐닝 동작은 초보자도 직관적이고 쉽게 이해할 수 있었습니다.
- 실시간 시각화는 사용자가 스캔하는 동안 누락된 영역을 식별하고 패치하는 데 도움이 되었습니다.
- 검사 후 최소한의 청소가 필요했습니다.
- HandySCAN 3D|BLACK Elite의 속도, 휴대성, 다용도성, 정확성이라는 뚜렷한 이점이 명확하게 입증되었으며, 이는 성공적인 경험으로 이어졌으며 기존 블루라이트 스캐닝 시스템을 대체하게 되었습니다.
출처 : 크레아폼 블로그
https://www.creaform3d.com/blog/results-revealed-and-facts-exposed-benchmarking-two-3d-scanning-metrology-solutions-to-save-inspection-time/