3D 프린팅과 3D 스캐닝은 제조 프로세스를 새로운 모습으로 바꿀 수 있는 디지털 기술로 주목받고 있다. 쓰리디시스템즈코리아와 한국헥사곤메트롤로지는 4월 19일 진행한 ‘3차원 측정 기술을 활용한 역설계 및 품질검사 기술 혁신 세미나’를 통해 3D 제조 프로세스의 변화를 선보였다.

■ 정수진 편집장 sjeong@cadgraphics.co.kr

쓰리디시스템즈는 3D 프린터 기업이 아닌 ‘디지털 기반의 3D 제조 프로세스’에 필요한 전반적 솔루션을 제공하는 솔루션 기업으로 변화를 추구하고 있다. 이는 3D 프린팅 기술이 시제품을 제작하는 단계에서 벗어나 대량생산이 가능한 실제 제조 프로세스에 활용될 수 있도록 지원하겠다는 뜻이다.

쓰리디시스템즈코리아 정원웅 부사장은 “지금 시점은 3D 프린팅 기술이 실제 제조 프로세스에 쓰일 수 있는 단계로 넘어가는 과도기 또는 변곡점으로 볼 수 있다. 이러한 변화를 완성하기 위해서는 3D 프린터와 3D 스캐너, 소프트웨어까지 다양한 기술이 함께 시너지를 내야 한다”고 짚었다.

쓰리디시스템즈는 3D 프린터와 3D 스캐너 등 하드웨어와 함께 소프트웨어도 제공하고 있다. 여기에는 3D 스캔을 통해 디지털 모델을 생성하는 스캐닝 소프트웨어, 3D 모델을 제작할 수 있는 디자인 소프트웨어, 3D 프린터의 출력 프로세스를 최적화하는 프린팅 소프트웨어 등이 있다. 지난 2015년에는 씨마트론(Cimatron)을 인수해 금형 및 공구의 설계와 가공을 위한 소프트웨어까지 라인업을 강화했다.

이번 세미나에서는 3D 스캔 데이터 기반의 역설계를 위한 소프트웨어 활용 방안이 소개됐다. 쓰리디시스템즈코리아 김경미 팀장은 “역설계란 3D 스캐너로 얻은 점군 등의 데이터를 CAD에서 불러들일 수 있는 데이터로 변환하는 프로세스”라면서 “CAD 데이터가 없는 부품의 도면/모델링을 만들거나, 프로토타입을 만들기 위한 3D 모델링 등에 역설계 프로세스를 효과적으로 사용할 수 있다. 또한 CAE 해석 결과나 금형의 수정사항을 설계 데이터에 반영하고 보완하는데에도 역설계가 유용하다”고 설명했다.

쓰리디시스템즈의 지오매직 디자인 X(Geomagic Design X)는 3D 스캔 데이터를 이용해 CAD와 동일한 모델 데이터를 얻을 수 있는 소프트웨어이다. 형상뿐만 아니라 다양한 속성정보를 만들고, 히스토리를 가진 모델 데이터를 생성해 CAD에서 효과적으로 사용할 수 있는 것이 특징이다. 3D 스캐너와 지오매직 디자인 X를 활용하면 CAD 모델이 없는 부품에 대해서도 CAD 설계와 비슷한 수준의 역설계 데이터를 생성할 수 있고, CAD 모델과 3D 스캔한 형상에 차이가 있는 경우에도 손쉽게 수정 및 보완이 가능하다.

한편, 헥사곤 그룹은 측정 기술 분야를 중심으로 꾸준히 확장해 왔다. 헥사곤의 MI(매뉴팩처링 인텔리전스) 부문은 3차원 측정기, TESA 정밀 측정기, 포터블 측정기(다관절 암 스캐너, 레이저 트래커 스캐너), AICON 스캐너 등 다양한 측정 장비를 제공하고 있다. 또한 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어 분야로도 영역을 넓혀 인터그래프, 베로소프트웨어, 엠에스씨소프트웨어까지 인수했다.

이번 세미나에서는 광학식 스캐너, 레이저 스캐너, 다관절암 스캐너 등 헥사곤의 다양한 3D 스캐너 장비를 효과적으로 활용한 사례가 소개되었다. 럭셔리카 튜닝 업체인 만소리(Mansory)는 차량 전체 및 부품을 3D 스캔하고 디지털 데이터를 생성한 후 프리폼 모델링이나 렌더링을 통해 튜닝 부품을 설계한다. 부품을 제작한 후에는 다시 역설계를 거쳐 품질 검사를 하거나 CAD 및 원본 모델과 비교하는 등 3D 스캐너와 CAD/CAM 소프트웨어 기반의 개발/생산 프로세스를 활용하고 있다.

헥사곤의 권대현 AICON 아태지역 총괄은 독일 화력발전소의 펌프 파열 사고 원인을 분석한 사례도 소개했다. 사고 원인을 파악하기 위해 3D 스캐너로 파열된 부품의 형상을 스캔하고, 역설계로 CAD 모델을 생성해 FEM 분석을 진행함으로써 피로 균열을 확인할 수 있었다. 권대현 총괄은 “3D 데이터를 확보해 검토 작업의 편의성을 높이고, 파열 부위를 가상 공간에서 재현함으로써 균열의 분석이나 시각적 관찰이 원활했다”고 설명했다.