오늘날의 디지털 시대에 세상이 디지털 청사진이나 CAD 히스토리가 없는 대상들로 가득 차 있다는 사실은 놀랍지만, 이는 제품 설계 영역에서 공통적인 과제입니다. 이러한 상황이 발생하면 부품 생산업체들은 시간이 많이 소요되는 것으로 악명 높은 리버스 엔지니어링 프로세스로 전환하게 됩니다. 그러나 관련 디지털 파일이 없이 교체할 부품을 생산하거나 구축해야 하는 혁신적인 제조업체는 3D 스캐닝 기술에 의존하여 이러한 프로젝트의 워크플로 속도를 크게 높이는 동시에 완성 부품의 정확성과 품질을 보장합니다.
3D 스캐닝이 보편화됨에 따라 제품 개발 및 리버스 엔지니어링을 포함한 새로운 분야에서 디지털 측정 기술을 수용하기 시작했습니다. 실제로 MarketsandMarkets의 예측에 따르면 3D 계측 시장은 전체적으로 2022년에 106억 달러에서 2027년에 159억 달러로 성장할 것으로 예상되며 이것은 리버스 엔지니어링 애플리케이션이 주요 동인 중 하나입니다.
더 많은 사용자가 리버스 엔지니어링 프로젝트에 3D 스캐닝을 적용하고 있습니다. 다양하고 반복적인 설계 전반에 걸쳐 측정, 기능 및 세부 사항을 효율적이고 정확하게 스캔할 수 있기 때문에 기존 측정 방법에 비해 출시 시간이 크게 단축되기 때문입니다. 이를 깨달은 자동차, 항공우주, 방위 및 기타 부품 제조업체는 3D 계측을 사용하여 맞춤형 예비 부품, 생산이 중단된 부품 또는 관련 CAD 파일이 없는 부품을 생산할 때 기존 개체를 빠르고 정확하게 리버스 엔지니어링하기 시작했습니다.
3D 스캐닝을 통해 제공되는 데이터를 사용하면 리버스 엔지니어링 프로젝트에서 설계, 프로토타이핑 및 테스트 단계 사이의 피드백 루프를 줄이는 것 외에도 제조 프로세스의 후속 단계 실행 가능성에 대한 지침을 제공하고 생산된 부품이 최종 설계에 도달할 수 있습니다.
3D 스캐너는 리버스 엔지니어링 응용 분야에서 더 많은 세부 정보를 제공합니다.
물리적 개체를 리버스 엔지니어링하려면 높이, 너비, 깊이, 직경 및 둘레는 물론 비선형 모서리 및 각도를 포함할 수 있는 개체의 모양과 같은 기타 기하학적 구조를 측정해야 합니다. 또한 다양한 기능 아래 또는 기능 사이에 발생할 수 있는 특정 기능의 반지름과 같은 복잡한 세부 정보를 캡처해야 할 수도 있습니다.
캘리퍼스 및 좌표 측정기(CMM)와 같은 기존 측정 기술은 부품의 단순한 물리적 치수를 측정할 수 있지만 3D 스캐닝은 전체 부품과 관련된 모든 데이터를 효율적이고 정밀하게 수집하여 설계자가 해당 부품을 표면, 세부 사항 및 복잡한 기능을 포함하여 전체적으로보다 명확하게 이해할 수 있도록 합니다. 상세한 3D 스캔의 이점이 없다면 설계자는 부품의 세부 정보를 얻기 어려운 가정에 의존해야 하며, 이러한 가정은 종종 고객이 요구하는 것과 정확히 일치하지 않는 설계 불량 제품으로 이어집니다. 3D 스캔을 통해 제공되는 데이터의 완전성은 전체 애플리케이션 및 워크플로에 상당한 이점을 제공합니다.
일반적으로 3D 측정 프로세스에는 다음과 같은 여러 단계가 포함됩니다. 먼저 개체를 스캔하고 부품의 모양, 윤곽 및 치수를 식별하는 자료를 포함한 포인트 클라우드를 생성합니다. 다음으로 수집된 데이터를 CAD 파일 또는 부품의 3D 복제본으로 렌더링합니다. 마지막으로 소프트웨어를 사용하여 부품을 모델링하여 부품 처리에 사용되는 "청사진"을 생성할 수 있습니다.
데이터 수집의 첫 번째 단계를 달성하기 위해 다양한 3D 스캐닝 기술을 사용할 수 있습니다. 그러나 암 마운트 레이저 스캐너는 일반적으로 다른 기술보다 제한이 적고 매끄럽고 유기적인 형상을 일정 수준까지 세부적으로 포착하는 데 있어 더 진보합니다. 정밀한 기하학적 특징과 날카로운 가공 라인을 포착하는 하드 프로브를 사용하면 더 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다. 스캐너에는 직경이 몇 센티미터 정도로 작은 부품부터 보트의 선체만큼 큰 물체까지 측정할 수 있는 3D 스캐너와 다양한 복잡성 수준을 측정할 수 있는 스캐너가 있습니다.
이러한 3D 스캐닝 기술을 사용하여 제품 설계자는 리버스 엔지니어링 프로세스를 시작하여 맞춤형 부품 또는 교체 부품을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 산업에서는 레이저 스캐너를 사용하여 자동차 도어를 스캔하고 도어의 보다 유기적이고 성형된 측면을 포착할 수 있으며, 터치 프로브를 사용하여 도어의 가공된 부품과 관련된 데이터를 포착할 수 있습니다. 그런 다음 수집된 데이터를 사용하여 생산이 중단될 수 있는 자동차의 교체 부품과 같은 제품에 대한 CAD 파일 및 모델을 생성할 수 있습니다.
CAD 파일이 존재하는 리버스 엔지니어링 교체 부품에도 동일한 기술을 적용할 수 있지만, 시간이 지남에 따라 또는 사용 시 부품이 마모되었을 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 이러한 경우 3D 스캐닝을 사용하면 설계 프로세스의 속도를 높일 뿐만 아니라 특정 부품 또는 기계의 실제 조건에서 설계되기 때문에 교체 부품이 사용 관점에서 보다 효율적으로 됩니다.
3D 스캐닝을 통한 리버스 엔지니어링의 이점
제품 개발 프로세스는 종종 시간이 길고 비용이 많이 들고 여러 번 반복되기 때문에 시간이 매우 중요하므로 일정의 축소는 설계 관련 애플리케이션의 핵심 가치 동인이 됩니다. 3D 스캐닝을 사용하여 기존 제품을 정확하고 효율적으로 리버스 엔지니어링하는 기능은 상당한 시간 절약 효과를 나타내며, 이 기술을 통해 데이터를 분석하고 설계를 검증하는 개발 프로세스를 기존 방법에 비해 최대 80%까지 줄일 수 있다고 추정할 수 있습니다.
또한, 첫 번째 프로토타입이 제작되면 사용자는 부품이나 제품의 제조 가능성을 알게 되고 설계 프로세스 초기에 제조 가능 여부를 결정할 수 있습니다. 그리고 첫 번째 프로토타입이 제작된 후 3D 스캐너를 사용하여 부품이 설계 의도와 실제로 일치하는지 이해할 수 있습니다. 다시 말해서, 그것을 제조하는 것이 가능할 수도 있지만, 그것이 해야 할 일을 하고, 적합해야 하는 곳에 적합하고, 스트레스와 마모에 적절하게 반응하는가? 하는 것을 이해할 수 있습니다. 리버스 엔지니어링 프로젝트 중에는 여러 번 반복이 발생할 가능성이 높기 때문에 효율적이고 정확한 3D 스캐닝을 사용하여 프로세스 초기에 이러한 문제를 인식하는 기능을 통해 사용자는 개발 단계에서 상당한 시간을 단축할 수 있습니다. 그리고 피드백 루프가 짧을수록 의도한 대로 작동하는 고품질 부품이나 제품을 더 빨리 시장에 출시할 수 있습니다.
추가적인 이점으로는 사용할 수 없는 설계 반복 횟수를 줄이고 설계 의도에 맞지 않는 마감 부품을 제거하는 것과 관련된 스크랩 및 폐기물의 감소와 더불어 3D 스캐닝으로 부품 및 모든 부품을 완벽하게 이해할 수 있기 때문에 고품질의 마감 부품 및 제품을 제작할 수 있습니다.
Pratt Miller를 앞서가는 3D 계측
모터스포츠에 뿌리를 둔 엔지니어링 및 제품 개발 회사인 Pratt Miller는 Corvette Racing과 같은 프로그램에서 여러 번의 우승과 챔피언십을 자랑합니다. 이 회사는 페라리, 포르쉐, BMW, 애스턴 마틴, 로터스 등 강력한 경쟁자들과 맞서 싸워 우승했습니다. 르망 24시간 레이스에서 8회 우승한 Corvette Racing의 기록은 경주 전, 중, 후에 신중한 검사와 데이터 분석의 중요성뿐만 아니라 속도와 정확성의 힘을 이해하는 회사에 대한 증거입니다.
팀은 프로세스 전반에 걸쳐 FARO® ScanArms를 사용하여 데이터 정확성, 측정 암 이동성 및 손쉬운 설정에 의존하여 르망 24시간 레이스에서 추적할 수 있는 정보를 얻습니다.팀은 4세대 경주용 자동차를 위해 FARO와 파트너 관계를 맺었지만 가장 최근에는 Corvette Racing과 Pratt Miller가 FARO 기술을 사용하여 르망에서 또 다른 우승을 노리는 Corvette C8.R과 함께 트랙으로 돌아왔습니다.
“레이싱은 정확성과 실행에 관한 것입니다. 우승은 자동차 경주 트랙을 보기 전에 준비하고 우리 팀이 성공할 수 있는 올바른 도구와 프로세스를 갖추는 것에서 시작됩니다.”라고 Pratt Miller의 품질 관리자인 Frank Wilson이 말합니다. "Pratt Miller는 20년 넘게 Corvette Racing을 위한 자동차를 설계, 제작 및 경주해 왔으며 우리 팀은 9번째 우승을 희망하는 르망 24시간 레이스로 복귀하게 되어 매우 기쁩니다."
Wilson은 계속해서 다음과 같이 덧붙였습니다. “4세대 Corvette 경주용 자동차를 개발할 때 FARO Technologies에 의존하여 더 나은 스캔, 더 빠른 스캔, 더 많은 스캔을 수행했습니다. 그리고 이제 우리는 올해 르망에서 처음으로 선보일 Corvette C8.R에서 이를 수행했습니다.”
Pratt Miller는 프로세스 전반에 걸쳐 다양한 FARO ScanArm을 사용합니다. 빠르게 데이터를 수집하고 수집하는 정확성, 휴대성 및 능력은 빠르게 진행되는 프로 모터스포츠의 세계에서 매우 중요합니다. "FARO가 제공하는 계측 솔루션은 항공 개발의 초기 단계부터 역 엔지니어링, 설계 지원, 제조 시작 전 고정 장치 및 금형 검사뿐만 아니라 경주용 자동차 구성 요소의 최종 검사 및 테스트 데이터와 온 트랙 결과와의 상관 관계를 위해 사용됩니다.”라고 Wilson은 설명합니다.
FARO Scan Arm을 사용하여 하드 접점 프로빙, 비접촉 스캔 또는 이 둘의 조합을 사용하든, Pratt Miller 팀은 장비의 휴대성, 신뢰성 및 다용도로 인해 연구실, 제조 현장, 차고 또는 도로에서 암을 사용할 수 있습니다.
"우리 팀은 C8.R의 르망 데뷔와 우리 스포츠의 가장 큰 경주인 GT Pro Class에서 내구력 스포츠카 경주의 최고의 제조업체 및 팀과 경쟁하는 것을 보게 되어 매우 기쁩니다."라고 Wilson은 말합니다.