3D 설계 데이터 기반으로 제조 공정 및 협력사까지 원활한 의사소통
닛산자동차에서 범퍼 관련 부품의 양산용 플라스틱 금형을 설계, 제작하고 있는 플라스틱 기술과에서는 2007년부터 3DTascalX를 도입하여 3차원 설계 데이터를 금형 제작 현장에서 활용하고 있다. 특히, 방전 가공의 전극 위치 등 자세한 가공 지시의 정확한 전달을 실현함으로써 제작 현장에서는 가공 지시 정보 확인 시간이 단축될 뿐만 아니라 가공 에러가 사라지고 제작 공정의 효율화와 비용 손실을 줄이는 효과를 보고 있다.
■ 자료 제공 : 아이지피넷, 02-2026-5100, www.igpnet.co.kr
닛산자동차 전체 생산 거점에 범퍼 관련 부품의 플라스틱 금형 제공
닛산자동차는 최근 10년간 과감한 개혁을 거듭해 왔다. '닛산 리바이벌 플랜(NRP)','닛산 180', '닛산 벨류 업'이라는 3개의 3개년 계획을 달성하고 2008년부터 장기적 성장을 위한 새로운 5개년 계획인 '닛산 GT 2012'를 실시하고 있다. 이들 계획 전반에서는 생산 준비 기간과 비용의 대폭적인 감축이 큰 과제이다.닛산자동차 차량 생산 기술본부 플라스틱 기술과의 야스하라 마사오 씨는 "금형을담당하는 우리도 내제 공수 및 리드타임 단축을 위해 다양한 각도에서 개혁을 단행하였다"고 소개했다.
차량 생산 기술본부는 일본 가나가와현 자마 사업장에 있으며 다양한 부품을 위한 금형의 설계와 제작을 하고 있다. 그 중에서 플라스틱 금형을 설계, 제작하는 곳이 플라스틱 기술과이다. 특히 범퍼 등 외장 부품에 대해서는 전세계의 닛산자동차 생산 거점의 금형을 플라스틱 기술과가 제공하고 있다.제작 현장이 원하는 설계 정보와 가공 지시 정보를 일원화 닛산자동차 플라스틱 기술과에서는 플라스틱 금형 제작을 효율화하고 리드타임 단축과 코스트 절감을 실현하기에는 상위 공정에서 만든 3차원 데이터를 최대한 활용
하여 가공 정보를 3D 도면화하는 것이 필요하다는 인식을 갖게 되었다. 이를 위해 필요한 툴을 자사에서 개발하는 것도 고려하면서 다양한 검토를 하던 중 3DTascalX를 도입하게 되었다.
닛산자동차는 제품 설계에서 금형 설계까지 3차원 일관 설계를 확립하고, 설계에 사용하고 있는 CAD 시스템을 위한 3차원 뷰어도 자체 개발하여 설계의 효율화를 달성했다. 그러나 후공정인 제작 현장에 정보를 전달하는 것은 종이 문서를 사용했다. 플라스틱 기술과는 제작 현장에서 3차원 데이터를 볼 수 있게 하는 수단으로 3D CAD를 배포하는 것은 무리라고 판단했다. 또 자사가 개발한 3차원 뷰어는 설계 공정에 최적화되어 있어 제조 공정에서 사용하려면 다른 사양이 필요했다.플라스틱 기술과의 하시무라 히로아키 씨는 "제조 현장에서 사용하는 툴로 요구되는 포인트는 2가지였다. 첫 번째는 복잡한 부품의 조합을 빠르게 인식해야 하기 때문
에 뷰포인트의 전환이나 로컬 좌표 설정이 유연하게 되어야 하는 것이었고, 또 하나는 엑셀을 이용하고 있는 가공 지시 정보와 측정 정보도 일원화하여 관리하는 것이었다. 이 2가지 기능을 가능케 한 것이 3DTascalX이었다"고 설명했다.
3DTascalX는 3D 모델링을 다양한 방법으로 표시하여 형상을 쉽게 파악할 수 있고, 3D 모델의 고정도 측정 및 검증 기능을 통해 제작 정보를 정확하게 시각적으로 전달하는 것이 특징이다. 또한 3D 모델링을 이용한 2D 도면 작성 및 부품 조립에 대한 애니메이
션과 프레젠테이션 자동 작성 기능도 제공한다.
원활한 업무 흐름과 손쉬운 사용 지원
플라스틱 기술과는 3DTascalX의 벤치 마크를 통하여 NX, IGES, STEP, 파라솔리드 등 3D 데이터 변환 기능은 물론 실제 업무에서
설계자의 의도가 확실히 전달되는지를 검증했다. 초점이 된 것은 정말 종이 문서를 완전히 없앨 수 있는지, 그리고 데이터를 재작업할 필요 없이 일관된 흐름으로 만들 수 있는지였다.
그 결과, 제작 현장에 도면 정보와 가공 정보를 전달하면 추가로 현장에서 가공 중에 알게 된 다양한 정보 등의 코멘트와 측정 데이터를 입력하고 이를 상위 공정에 피드백하는 전체의 흐름이 3DTascalX라
는 단일 소프트웨어를 사용해 원활히 이루어지게 되었다. 사무용 노트북으로도 사용 가능하고, 고성능 그래픽 카드가 필요 없으며
3DTascalX 전용 파일을 확인할 수 있는 뷰어가 있다는 점, 제작 현장의 직원들이 쉽게 사용할 수 있었다는 점도 높은 평가를 받았다. 하시무라 씨는 "'어셈블리 데이터 중에서 보고 싶은 부품만 표시하고 좌표를 로컬로 지정하여 측정할 수 있다'는 사용 방법을 A4 사이즈 3장의 사용 설명서로 정리한 결과 현장 인원 전원이 곧바로 글로벌 좌표에서 로컬 좌표를 유연히 구사하게 되었다"고 전했다.
방전 가공의 전극 위치 지시에 로컬 좌표를 활용
작업의 대략적인 흐름은 제품 설계 및 금형 설계 정보는 3D CAD 파일을 3DTascalX에서 직접 읽어들여 사용한다. 한편 CAM 데이터를 작성하는 부서에서는 CAM 데이터에 입력한 가공 정보와 측정검사 지시 정보를 IGES로 출력하여 3DTascalX로 보낸다. 제작 현장에서는 설계 데이터를 이용하여 단면도를 보면서 동시에 가공 지시도 확인하여 가공을 하고, 가공 완료 치수를 측정하여3DTascalX에 측정된 숫자를 입력한다. 검사 담당자는 이 데이터들을 3DTascalX 상에서 확인하고 필요하면 CSV로 출력하여 검사한다. 특히 도움이 되고 있는 것은 미세한 부품 가공과 방전 가공이다.방전 가공은 세밀한 부분에 정확한 엣지를 가공할 때 이용한다. 기존에는 큰 부품 안에서 작은 전극 부품의 위치를 정확하고 알기 쉽게 지시하는데 어려움이 있었다. 3DTascalX를 이용하면 뷰의 방향을 자유롭게 바꾸고 로컬 좌표와 글로벌 좌표를 유연하게 전환하면서 가공할 위치에 맞춰서 전극의 위치를 확인할 수 있어, 위치 오류의 실수는 거의 제로가 되었다.
외부 협력 업체에서도 부담 없이 활용
3DTascalX의 도입으로 플라스틱 금형 제작 현장에서는 설계 공정 및 CAM 공정에서 작성한 데이터를 다시 편집하지 않고 그대로
활용할 수 있게 되었다. 작업 지시 정보와 설계자의 의도가 정확히 전달되면서 재작업이나 수정도 줄어들어 비용 손실이 발생하지 않았으며, 플라스틱 금형 제작의 효율화, 리드 타임 단축, 코스트 다운이라는 목표를 달성할 수 있었다.
또한 무도면화가 실현되어 많은 양의 종이 문서가 필요 없게 되었으며, 문서 기록이나 편집 입력의 작업도 필요가 없어졌기 때문
에 수작업으로 인한 실수가 발생하는 리스크도 줄게 되었다. 가공 담당자는 불명확한 사항을 CAM 데이터 작성 부서에 문의하거나 답장이 오기를 기다리는 시간 낭비에서 벗어났다. 불명확한 사항은 스스로 측정하는 등 3DTascalX을 이용하여 쉽게 해결함으로써, 현장에서의 의문을 현장에서 직접 해결할 수 있었다.
제작 현장에서는 가공 내용을 체크 확인하는 시간을 20~25% 단축할 수 있었다. 가공 데이터를 후 공정에서 충분히 활용할 수 있는 것도 큰 장점이다. 내장된 3DX Reader는 3차원 형상이 지시대로 가공되어 있는지를 체크하는 경우에는 가공물 근처로 노트북을 가지고 가서 3DX Reader로 빠르게 확인할 수 있어, 외부 협력 업체와 커
뮤니케이션을 긴밀하게 하는데 도움이 된다.
