항공우주 분야에서는 우주 여행이든, 터보프롭이든 제트기 제조이든, 결함, 측정 오류 또는 약간의 오차는 성공적인 발사와 실패의 차이가 될 수 있습니다. 이 때문에 항공 우주 회사들은 품질과 치수 정확도에 대한 요구사항이 가장 엄격합니다.
품질에 대한 이러한 높은 요구 사항을 가진 항공 우주 부품을 제조하는 것은 매우 어려운 일입니다. 기존의 가공 후 검사에서는 이러한 부품 중 많은 부분을 완전히 폐기하거나 재작업해야 했습니다. 이러한 폐기 및 재작업으로 인해 OEM과 연결된 공급업체 모두에게 자재 낭비, 생산 라인 중단 및 공급망 문제가 발생할 수 있습니다. 결국 비용 증가와 프로그램 지연으로 이어지며, 이는 시장 리더가 받아들일 수 없는 결과입니다.
이러한 문제를 현저하게 완화하는 한 가지 방법은 레이저 추적기, CMM 암 및 3D 계측 소프트웨어와 같은 휴대용 계측 장비를 사용하는 것입니다. 이런 장비를 사용하여 초도품을 신속하게 검사하고, 사전 가공된 치수를 확인하고, 거친 부품을 가공이 원활하게 진행되도록 배치하여 재료, 에너지 및 시간의 낭비를 방지할 수 있습니다.
많은 항공 우주 부품은 대형입니다. 이 때문에 이러한 부품의 가공 시간이 매우 길고 재작업 시간이 길어질 수 있습니다. 재작업 시간을 최소화하기 위해 많은 작업자가 3D 레이저 추적기와 계측 소프트웨어를 사용하여 가공 공정 중에 부품 품질을 확인합니다. 이는 제조업체가 문제가 발생할 때 문제를 식별할 수 있으므로 매우 큰 이점입니다. 즉, 작업자가 부품을 더 빨리 재작업할 수 있을 뿐만 아니라 부품을 기계에서 꺼냈을 때 부품의 품질을 보장할 수 있습니다. 정확도에 대한 높은 요구 사항과 큰 부품 크기 때문에 고품질 3D 레이저 추적기를 사용하면 이와 같은 공정 내 검증을 가장 쉽게 진행할 수 있습니다.
최근 사례 연구 에 따르면 한 항공 우주 회사는 3D 레이저 추적기와 도량형 소프트웨어를 사용하면 이전보다 품질 관리 워크플로를 "2배 빠른" 속도로 수행할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다.
마지막으로 레이저 트래커를 사용하여 가공 장비를 교정할 수도 있습니다. 레이저 트래커는 전체 기계 이동에 걸쳐 실제 기계 위치와 의도된 위치를 측정할 수 있습니다. 이 정보를 사용하여 보다 정밀한 제조를 위해 가공 파라미터를 조정할 수 있습니다. 이를 통해 향후 가공된 부품의 품질을 개선하고 비용과 일정 초과를 줄일 수 있습니다.
가공 후 부품을 최종 제품으로 조립하는 것은 사소한 잘못 정렬로 인해 중대한 결함이 발생할 수 있기 때문에 훨씬 더 어려울 수 있습니다. 이것은 레이저 추적기 및 휴대용 CMM 암을 포함한 휴대용 계측 솔루션이 매우 강력할 수 있는 영역입니다. 생산을 최대화하고 낭비를 최소화하기 위해 항공우주 조직은 이 가지 계측 솔루션을 사용하여 조립 품질을 측정하고 계측 소프트웨어의 실시간 피드백으로 이를 조정합니다. 이 프로세스를 통해 작업자는 최종 조립품의 치수가 하고 나중에 다시 작업할 필요가 없다는 것을 확신할 수 있습니다. 또한 자동화 기능이 있는 소프트웨어와 함께 사용하면 다양한 기술 수준의 운영자가 작업 실행에 자신감을 가질 수 있습니다.
이것은 3D 레이저 트래커와 계측 소프트웨어가 품질이 최고의 표준을 충족하도록 보장하고 또한 더 스마트한 도구를 사용하여 시간 낭비, 결함 및 공급망 문제를 제거함으로서 항공우주 기업의 성공에 절대적으로 필수적인것으로 되는 방법과 이유를 보여줍니다.
그러나 조직이 프로세스에서 레이저 트래커를 성공적으로 구현하려면 몇 가지 필수 요건이 있습니다. OEM은 워크플로를 업데이트하고 최적화할 때 이러한 모든 사항을 고려해야 합니다.
항공우주 워크플로에서 3D 레이저 트래커 솔루션의 중요한 측면.
- 휴대성
- 계측 솔루션은 반드시 휴대 가능해야 합니다! 작업이 진행되는 장소로 운반할 수 있어야 합니다. 운영 속도를 늦추는 완전히 새로운 품질 관리 검사실을 개설하는 것이라면 솔루션을 구현하는 의미가 없습니다. 작업이 가장 효율적으로 되려면 생산 라인 자체에서 부품을 측정하고 품질을 확인해야 합니다. 이것이 레이저 트래커와 휴대용 CMM이 항공 우주 품질의 특정 문제에 대한 혁신적인 솔루션으로 되는 이유입니다.
- 항공 우주 부품 및 조립품은 매우 무겁고 부피가 큽니다. 이러한 대형 물체를 검사실로 옮기는 것은 시간이 많이 소요될 수 있으며 운송 중 손상 위험은 낮더라도 비용이 많이 듭니다. 휴대용 측정 장비를 갖춘다는 것은 OEM이 부품이 있는 곳에서 직접 검사 또는 계측 지원 조립을 수행할 수 있다는 것을 의미하므로 시간, 비용 및 위험을 줄일 수 있습니다.
- 제조는 일반적으로 온도가 제어되는 장소에서 이루어지지 않기 때문에 계측 솔루션은 해당 환경 조건에서 부품을 정확하게 측정할 수 있어야 합니다. 하드웨어는 보상 절차를 포함하여 광범위한 온도 및 습도에서 원하는 정확도를 보장할 수 있어야 합니다. 스마트 계측 소프트웨어에는 온도 보상 알고리즘이 내장되어 있어 온도 변화에 따른 재료의 열 팽창/수축을 처리해야 합니다. 다시 말하지만, 조직에서 품질 관리 솔루션을 위한 특수 온도 제어 검사실을 구축해야 하는 경우 휴대용 계측의 중요한 이점을 포착할 수 없게 됩니다.
- 범위
- 휴대용 계측 도구에는 프로젝트의 중요한 치수를 측정하는 데 필요한 범위가 제공되어 있어야 합니다. 특히 항공 우주의 경우 부품이 거대할 수 있으며 때로는 발사체나 대형 비행기의 경우 최대 80미터까지 있을 수 있으므로 광범위한 범위를 포괄하는 도구가 필요합니다. 물론 터보프롭 또는 소규모 비즈니스 제트기 제조와 같은 소규모 작업의 경우 부품 크기가 작을 수 있습니다. 그러나 제조업체의 경우 3D 레이저 추적기가 과거 프로젝트와 잠재적인 미래 설계에 필요한 범위를 갖도록 하는 것이 여전히 중요합니다.
- 더 작은 부품에 대해서는 휴대용 CMM으로 충분할 수 있지만 전체 부피를 측정하는 데 필요한 범위는 갖추고 있어야 합니다.
- 불가피하게 OEM은 매우 큰 부품이나 조립체를 다루기 위해 장치를 이동해야 합니다. 우리는 종종 장치를 이동하면 측정 네트워크의 정확도가 떨어질 수 있다고 생각하게 됩니다. 그러나 스마트 계측 소프트웨어는 특히 불확실한 형태에 대해 레이저 추적기 측정을 활용하여 네트워크 번들링 기능으로 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다.
- 항공우주 세계의 많은 부분이 드론, EVTOL 및 친환경 항공기 설계로 전환함에 따라 OEM이 과거 프로젝트를 기반으로 계측 요구 사항을 계산하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 미래의 항공 우주 기관들은 그들의 엔지니어들과 디자이너들이 미래에 생산라인에 무엇을 보낼지에 대해 열린 마음을 가질 필요가 있습니다.
- 도달
- OEM의 3D 레이저 트래커에 필요한 범위 외에도, 워크플로에 도입하기로 선택한 하드웨어는 가능한 최고의 정확도를 유지하면서 중요한 치수를 탐색할 수 있어야 합니다.
- 계측 장비를 부품 주변에 배치하여 시야를 확보하고 도달하기 어려운 영역을 측정할 수 있습니다. 그러나 항공 우주 OEM은 이로 인해 제조 공정이 느려질 수 있다는 점을 고려해야 하며 그에 따른 비용과 ROI를 고려해야 합니다.
- 일부 레이저 추적기는 이러한 문제를 완화하기 위해 확장 기능을 제공합니다. 예를 들어, 레이저 추적기에는 장치 이동을 제한할 수 있는 추가 프로브가 있을 수 있습니다. 또는 휴대용 좌표 측정기(PCMM) 암을 좌표계에 통합할 수 있으므로 부품을 너무 많이 이동하지 않아도 됩니다.
- 정확도
- 위의 세 가지 요소를 고려한 후에는 계측 장비가 부품의 임계 허용 오차를 검사하는 데 필요한 정확도를 달성하는지 확인하는 것이 중요합니다.
- 조직에서 사용하려는 실제 제조 환경에서 고려 중인 모든 도구를 테스트하고 시연하는 것이 중요합니다. 항공우주 회사는 조직 내부 및 외부의 관련 분야 전문가와 상의하여 3D 레이저 추적기가 워크플로에 맞는 정확도 표준을 충족하는지 확인해야 합니다.
- 내부 또는 국제 표준을 준수하기 위해 휴대용 계측 솔루션을 평가하는 항공 우주 회사는 고려 중인 솔루션이 ISO 10360-10과 같이 알려지고 추적 가능한 표준에 대한 인증을 받았는지 확인해야 합니다.
- 효율성
- 레이저 추적기 워크플로에 맞게 조정된 전용 도구가 포함된 계측 소프트웨어를 선택하는 것은 최고의 효율성을 발휘하는 데 필수적입니다. 예시: 대형 DRO(디지털 표시)는 작업자가 컴퓨터에서 멀리 떨어져 있을 때 실시간 피드백을 제공하여 검사 및 조립 프로세스를 단순화합니다.
- 대형 부품 및 어셈블리는 대형 CAD 모델을 의미합니다. 적절한 계측 소프트웨어(매우 큰 CAD 모델을 기본 파일 형식으로 가장 빠른 시간에 가져올 수 있으면서도 부드러운 조작이 가능함)를 선택하는 것이 효율적인 워크플로우의 핵심입니다. 트리 구조를 포함하여 원본 CAD의 모든 정보를 보존하는 기능을 통해 사용자는 가져온 CAD 모델을 검색하고 검사 또는 조립을 위해 불필요한 구성 요소를 신속하게 트리밍할 수 있습니다.
- 스마트 계측 소프트웨어에 내장된 강력한 GD&T(기하학적 치수 측정 및 공차) 알고리즘은 모든 공차가 자동으로 평가되기 때문에 신속한 분석을 가능하게 하고 작업자에게서 이제 문제를 해독하기 위해 시간을 내야 하는 번거로움을 덜어줍니다. 전체 모델 기반 정의(MBD)가 포함된 계측 소프트웨어를 사용하면 CAD 모델에서 직접 GD&T 정보를 가져올 수 있어 작업자의 시간을 절약할 수 있습니다.
궁극적으로 3D 레이저 추적기는 항공 우주 워크플로에 구현할 수 있는 완벽한 도구입니다. 또한 제조 현장에서 최고 수준의 품질을 사용할 수 있도록 보장하여 얻게 되는 인적 수준의 이익과 시간 절약을 극대화하고 폐기, 재작업 및 자재 낭비를 최소화하여 얻게 되는 조직의 이익을 모두 제공합니다. 또한, 세계가 탄소 배출 제로화를 향해 혁신을 거듭하고 있는 가운데, 레이저 추적기와 같은 효율적인 기술은 항공우주 산업이 이러한 목표를 달성하기 위해 제 역할을 할 수 있는 한 가지 방법입니다.