전통적인 측정 방식은 많은 시간과 비용이 소요되며,
인적 오류가 발생할 수 있다는 단점이 있는데요.
이러한 단점을 해결하기 위해 많은 사업체에서 높은 측정 정확도와
사용 편의성을 위해 3D 스캐너를 도입하고 있습니다.
오늘은 엔진 블록을 설계하기 위해
크레아폼 3D 스캐너인 HandySCAN Black Elite를
도입한 사례를 함께 확인해보도록 하겠습니다.
"세계 최대 건설 기계 제조업체, Zeppelin Baumaschinen"
Zeppelin Baumaschinen(제플린 바우마스키넨)는 1954년부터
세계 최대 건설 기계 제조업체인 Caterpillar의
독일 기반 판매 및 서비스 파트너였습니다.
그 동안 Zeppelin Baumaschinen는 Zeppelin 그룹에서
가장 큰 사업부로 발전했으며 현재는 업계에서
유럽 최고의 판매 및 서비스 조직입니다.
이 회사는 수년 동안 기존 계측 장비를 사용했는데요.
하지만 일부 작업에서 기존 계측 장비를 활용한
작업 방식이 더 이상 쓸모가 없게 되었습니다.
왜냐하면 많은 기계 및 구성 요소,
특히 오래된 구성 요소에 사용할 수 있는 청사진이나
형상 데이터가 없었고, 그로 인해 기존 계측 장비를 사용하여
복잡한 형상을 가진 구성 요소의 치수 정확도를
검증하는 것이 불가능했기 때문입니다.
"기존 계측 장비의 대안책, HandySCAN Black | Eilte"
그래서 이에 대한 해결책으로 2022년 6월에
HandySCAN Black Elite(핸디스캔블랙엘리트)와
SCAN-to-CAD 모듈 소프트웨어 VXmodel을 포함한
데이터 캡처 소프트웨어 VXelements로 계측 장비를 확장하기로 결정했습니다.
다른 기술과 비교했을 때 Creaform(크레아폼)과
HandySCAN 3D(핸디스캔 3D)는
다음과 같은 측면에서 가장 높은 점수를 받았습니다.
<크레아폼의 HandySCAN 3D를 선택한 이유>
✔Creaform 브랜드와 시장에서의 명성
✔업계에서 Creaform 시스템의 일관성/평판
✔3D 스캐너의 높은 측정 정확도
✔소프트웨어&스캐너의 사용 편의성 및 속도
✔표준화된 하드웨어 및 소프트웨어 시스템
HandySCAN Black은 0.025mm의 정확도와 22개의 블루레이저로
130만 포인트의 측정 속도를 자랑하는데요.
몇 분 안에 고정밀의 데이터를 얻을 수 있어
품질검사와 치수검사에서도 활용되고 있습니다.
테스트해야 하는 다양한 엔진의 예.
"연결점을 포함한 엔진 블록의 3D 스캔"
쾰른 현장에서 기존 엔진 테스트 벤치를 개조하려면
여러 엔진을 측정하여 맞춤형 트롤리 마운트를 만들어야 했습니다.
이렇게 마운트를 사용하면 엔진 테스트 벤치에
엔진을 부착하는 작업이 빠르고 원활해집니다.
트롤리 마운트의 엔진 블록. 이를 통해 연결 지점을 포함한 엔진 블록을 모든 측면에서 디지털화할 수 있습니다.
현재 엔진 테스트 벤치는 1962년에 제작되어
이제 59년이 되었는데요.
일부 캐터필러(Caterpillar) 디젤 엔진 시리즈를
테스트해야 할 때 성능의 한계에 도달했습니다.
테스트 벤치에서 엔진을 조립하는 것뿐만 아니라
테스트 벤치 실행을 위한 설정 및 해체는 시간이 많이 걸리고
테스트 벤치에서 처리할 수 있는 엔진의 갯수가 제한되었습니다.
새로운 엔진 테스트 벤치는 최대 1000kW 출력의
엔진을 테스트하는 데 사용됩니다.
VXelements 데이터 캡처 소프트웨어에서 엔진 블록을 스캔합니다. 녹색으로 강조 표시된 영역은 테스트 벤치의 연결 지점을 나타냅니다.
앞으로 테스트 대상은 소위 트롤리(카트)를
사용하여 조립되는데요.
장점은 엔진이 트롤리에 사전 조립되어 있어
테스트 대상이 있는 트롤리가 테스트 벤치 룸에
신속하게 장착된다는 것입니다.
트롤리의 가장 다양한 엔진 유형을 최대한
수용하기 위해 HandySCAN Black Elite를
사용하여 대부분의 엔진을 스캔하기로 결정했는데요.
이는 신선한 공기 및 배기 가스와 같은
매체 공급의 연결 지점뿐만 아니라
개별 엔진 유형에 대한 플라이휠의 치수도
캡처할 수 있다는 장점이 있습니다.
"크레아폼 HandySCAN 3D 와 VXelements(소프트웨어)의 장점"
이 프로젝트에서는 기존 측정 장비를 사용했다면
엔진의 복잡한 기하학적 구조로 인해 누락된 치수를
기록하는 것이 불가능했을 것입니다.
또한 숨겨진 요소를 재구성하는 것도
사실상 불가능에 가까웠는데요.
이제 엔진 측정을 신속하게 수행할 수 있을 정도로
3D 스캐닝 프로세스 자체가 최적화되었습니다.
<최적화된 3D 스캐닝 프로세스>
✔ 준비시간은 대략 1 시간
✔측정 시간 약. 2시간이 아닌 0.5시간
✔ 보조 구조물의 후처리/생성 과정은 요구 사항에 따라 대략 4~8시간
또한 VXmodel 소프트웨어 덕분에 CAD의
추가 개발을 위한 모델 준비가 상당히 간단해졌습니다.
Zeppelin Baumaschinen에 따르면
3D 측정 소프트웨어 VXelements는
다음과 같은 이점이 있다고 말했습니다.
<VXelements의 이점>
✔간단하고 안정적인 작동
✔명확한 인터페이스와 기능
✔CAD 소프트웨어 시스템에 대한 직접 인터페이스
"HandySCAN Black의 적용 분야"
Zeppelin Baumaschinen는 크레아폼 3D스캐너인
HandySCAN Black을 아래와 같이 다양한 응용 분야에서도
3D 계측 장비를 사용하고 있습니다.
✔어셈블리(조립품) 및 개별 부품의 손상 분석
✔고객 요구 사항에 따라 개별 수정을 위한 기존 기계 구성 요소의 역엔지니어링
(예: 개별 구성 요소의 새로운 개발, 맞춤화 등)
✔훈련 및 교육 목적을 위한 3D 모델 생성
✔기존 기계에 적응형 구성요소 개발/설치 및 변환을 위한 3D 모델 생성
✔공급 병목 현상을 위한 SCAD-to-print 솔루션
또한 조이스틱 수정과 같이 장애인을 위한
조작 요소를 조정하는 등 향후 다른 프로젝트에도
측정 솔루션을 사용할 계획도 있다고 합니다.
출처 : 크레아폼 블로그
https://www.creaform3d.com/blog/3d-scanning-helps-with-the-design-of-engine-block-mounts/