시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (2)   시뮤텐스(SIMUTENCE)의 시뮤필(SimuFill)은 성형 프로세스 모델링을 위한 기존 소프트웨어 아키텍처(아바쿠스 및 몰드플로우 플러그인)를 개선하여 고급 압축 및 사출 성형 분석이 가능하다. 시트 몰딩 컴파운드(SMC), 장섬유 강화 열가소성 수지(LFT) 및 유리 매트 열가소성 수지(GMT)의 압축 성형은 단섬유 섬유 복합재에 가장 많이 적용되는 제조 공정 중 하나이다. 그러나 이러한 재료를 성형하면 부분적으로 채워진 캐비티(미충진 영역)가 수반될 수 있어, 섬유 배향의 변화와 같은 흐름에 따른 효과 분석이 필요하다. ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com   시뮤필(SimuFill) 제품을 통해 제공되는 몰드플로우 애드온(Moldflow Add-on)은 PVT 거동을 경화도의 함수로 모델링할 수 있으며, 각각 열가소성 수지와 열경화성 수지의 결정화 및 경화 동역학을 예측하는 것이 포함된다.   LFT 스트랜드에 대한 섬유 배향 초기화 유동 길이가 충분히 짧은 경우 초기 섬유 배향은 최종 섬유 배향에 큰 영향을 미친다. LFT 스트랜드(strands)에서 국부적인 섬유 배향은 불균일하며 압출 공정을 통해 결정된다. 시뮤필을 사용하면 분석 방정식을 사용하여 LFT 스트랜드의 로컬 섬유 배향을 초기화할 수 있다.     결정화 및 경화 동역학 시뮤필을 사용하면 열가소성 재료(LFT, GMT)의 결정화 역학과 열경화성 재료(SMC)의 경화 역학을 예측할 수 있다. 이는 결정화/경화도를 초기 조건으로 고려하여 금형 충진 및 부품 변형/스프링을 정확하게 예측할 수 있다. 시뮤필은 아바쿠스(Abaqus)의 후 변형 분석용 추가 기능인 시뮤워프(SimuWarp)에서도 사용되는 몰드플로우용 Nakamura-Ziabicki 모델(결정화 모델)을 제공한다.     PVT 모델링 PVT 거동의 정확한 모델링은 열 신장 및 수축으로 인한 잔류 변형률을 정확하게 예측하는 데에 중요하다. 잔류 변형은 잔류 응력과 변형을 유발한다. 시뮤필은 열가소성 수지와 열경화성 수지 모두에 대한 경화도의 함수로서 PVT 거동을 예측하기 위한 정교한 모델을 제공한다.     프레스 톤수 최적화 프레스 톤수는 제조에 매우 중요하고 자본 투자에 있어 비용을 유발하는 요소이다. 복잡한 재료 거동, 설계 반복 및 처리 전략은 필요한 공정 톤수에 큰 영향을 미친다. 시뮤필을 사용한 성형 시뮬레이션은 공정력을 신뢰할 수 있는 추정을 가능하게 하므로 자본 투자를 줄이는 데에 핵심 역할을 한다.     초기 Charge 성형 대부분의 시뮬레이션 접근 방식은 재료 흐름이 시작되기 전에 복잡한 초기 Charge 구성의 성형을 포착하지 못한다. 시뮤필을 사용하면 복잡한 초기 Charge 구성을 설명하기 위해 재료 성형 및 재료 흐름을 예측하는 순차적 접근 방식이 가능하다. 초기 Charge 구성을 고려하고 최적화하면 완전한 금형 충진과 공정 시간 단축이 보장된다.       ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

시뮤텐스 소프트웨어를 활용한 복합소재 해석 (1)   2019년 독일 KIT(카를스루에 공과대학교) 박사 출신의 졸업생 3명이 시뮤텐스(SIMUTENCE)라는 가상 복합재 해석 솔루션 회사를 설립하였다. 시뮤텐스는 상용 FEA(유한요소해석) 툴에 연결되는 맞춤형 시뮬레이션 방법을 포함한 설계 및 엔지니어링 서비스를 자동차, 항공우주 산업 뿐만 아니라 스포츠 용품/레크리에이션 분야까지 광범위하게 제공하고 있다. 이번 호부터 3회에 걸쳐 시뮤텐스 시뮬레이션 소프트웨어의 상세 기능, 모듈, 사례 등에 대해 소개한다.   ■ 자료 제공 : 씨투이에스코리아, www.c2eskorea.com   가상 프로세스 체인 시뮤텐스는 엔지니어링 컨설팅 및 시뮬레이션 작업을 제공하고, 아바쿠스(Abaqus) FEA 툴 등 맞춤형 플러그인을 개발 및 공급하며 금속 설계를 복합재로 변환하는 방법, 재료 및 프로세스 기술을 선택 및 최적화하는 방법을 포함한 통합 패키지를 개발 및 공급한다. 지난 2023년 3월에는 한국 및 아시아 지역의 독점 공급, 판매 및 교육, 기술지원 파트너로 씨투이에스코리아를 선정해, 국내 고객을 대상으로 솔루션을 제공하고 있다. 시뮤텐스는 다양한 열경화성 및 열가소성 복합재는 물론 하이브리드 금속/복합재 구조까지 시뮬레이션 기술을 지원하고 있다. 그리고 까다로운 엔지니어링 문제로 어려움을 겪고 있는 고객을 위해 FEA 구조 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 아바쿠스 및 사출.압축.오버몰딩 성형 해석 시뮬레이션 소프트웨어인 몰드플로우(Moldflow)와 같은 프로세스 시뮬레이션 코드를 사용한다. 이러한 표준 도구가 적합하지 않거나 고객이 다른 유형의 엔지니어링 솔루션을 필요로 하는 경우, 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 도구도 개발 가능하다. 시뮤텐스의 임무는 복합재 부품 설계자와 제조업체가 가상 프로세스 체인을 통해 경량 부품과 공정을 개발하고 최적화하도록 돕는 것이다. 따라서, 각 기업 및 현장에서 사용하는 맞춤형 가상 프로토타이핑 시뮬레이션 툴의 정확성과 신뢰성 때문에 물리적 테스트를 여러 번 반복하는 불편함과 비용과 시간과 인력을 줄일 수 있다.     일반적으로 초기 제품 개발 단계는 엔지니어링 목표를 정의한 다음, 모든 기능적 요구 사항을 충족하는 재료별 설계를 개발하는 것부터 시작한다. 다음으로 공정 시뮬레이션을 적용하여 제조 가능성을 확인하고, 적합한 가공 매개변수를 선택하고, 기존 제조 효과(예 : 성형 또는 충진으로 인한 섬유 배향)와 결함(예 : 주름, 드라이 스팟(dry spot), 충진 문제 등)을 예측한다. 프로세스 및 구조 시뮬레이션을 위한 고급 모델링 기술과 제조 효과를 후속 시뮬레이션 단계로 지속적으로 이전할 수 있도록 구축한 인터페이스는 상용 소프트웨어 아키텍처의 모델링 기능을 향상시킬 수 있다. 치수 정확도는 복합재 설계에서 중요한 문제가 될 수 있으므로, 변형 및 열역학적 분석(경화/결정화 동역학 포함)을 적용하여 치수 변화를 예측하고 잔류 응력을 평가한다. 마지막 단계는 설계가 하중 요구 사항을 충족하는지 확인하고 강성을 결정하며 파손 시점 및 시작 및 초기 파손 모드 분석을 제공하기 위해 구조 해석을 수행하는 것이다.   공정 시뮬레이션 전문성 섬유 강화 복합재의 구조적 거동은 제조 효과에 의해 뚜렷이 영향을 받으므로, 가상 프로세스 체인을 적용함으로써 구조적 성능에 대한 제조 효과를 고려할 수 있다. 이러한 가상 설계 루프는 정확성과 신뢰성으로 인해 여러 차례의 설계 및 물리적 부품 테스트를 제거하여 개발 시간과 리소스를 줄이는데 도움이 된다. 우리는 중립적인 교환 형식으로 운영하기 때문에 고객이 현재 사용하고 있는 다양한 소프트웨어 패키지에 연결할 수 있다. 시뮤텐스는 열성형(thermoforming) 시뮬레이션, 압축 성형 시트(SMC)의 충전 시뮬레이션, 매핑 및 균질화를 위한 인터페이스용 플러그인 기능을 아바쿠스 FEA 제품군에서 사용할 수 있도록 추가하였다. 복합재 시뮬레이션에 대한 전문 지식과 KIT의 스핀오프라는 배경을 통해 최첨단 시뮬레이션 방법을 지원할 수 있다는 점을 내세운다.     SimuFill 시뮤필(SimuFill)은 성형 프로세스 모델링을 위한 기존 소프트웨어 아키텍처(아바쿠스 및 몰드플로우 플러그인)를 개선하여 고급 압축 및 사출 성형 분석이 가능하다. 시뮤필을 통해 제공되는 몰드플로우 추가 기능으로 pvT 거동을 경화도의 함수로 모델링할 수 있으며, 사출 및 압축 성형용 열가소성 및 열경화성 수지에 대한 결정화 및 경화 역학을 각각 예측하는 것이 포함된다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례   최근 전기자동차의 수요가 증가함에 따라 전기자동차의 성능을 보다 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 모터 분야에서 헤어핀(hairpin) 코일의 적용으로 성능이 향상됨을 확인하였으며, 이미 여러 양산형 모델에도 적용되어 실사용 중에 있다. 그러나 헤어핀 코일은 복잡한 제조 공정 및 제작 기술이 필요하다는 단점이 있다. 이렇게 기존 생산 공정에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하고 추가적인 성능 향상을 도출하기 위해 금속 3D 프린팅 기술을 적용하여 모터 코일을 제조하는 방법이 연구되고 있다.  이번 호에서는 앤시스에서 제공되는 맥스웰(Maxwell)과 앤시스 애디티브(Ansys Additive)를 활용한 시뮬레이션을 기반으로 헤어핀 코일의 DfAM(Design for Additive Manufacturing) 및 적층공정 해석을 수행하며 전체 제작 프로세스를 제시하고자 한다.    ■ 김선명 원에이엠 DfAM팀의 연구원으로, 적층제조 특화 설계를 담당하고 있다. 이메일 | smkim@oneam.co.kr 홈페이지 | www.oneam.co.kr   전기자동차용 헤어핀 모터 코일 헤어핀 코일이란 <그림 1>과 같이 헤어핀의 형상처럼 직사각형 단면의 도선을 구부려서 제작되는 모터 코일이다. 기존의 원형 도선의 권선 형태로부터 성능 개선을 위해 개발되었으며, 성능 향상이 입증되어 이미 상용 전기차량에 적용되어 실사용 중에 있다. 이러한 직사각형 단면의 헤어핀 코일을 사용하는 이유는 기존 원형 코일 대비 높은 점적률(fill-factor)을 갖기 때문이다. 점적률이란 <식 1>과 같이 모터고정자의 슬롯 면적 대비 구리 도선이 차지하는 면적의 비로 계산이 된다. 점적률이 높아지면 <그림 2>와 같이 도선 간 빈 공간 영역이 작아진다. 따라서 상대적으로 권선 저항이 낮아지게 되고 도선간 접촉 면적이 증가함에 따라 열전달 계수가 높아져, 방열 효과도 증가하는 효과가 있다. 이러한 헤어핀 코일의 적용으로 원형도선 대비 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.   식 1   그림 1. 헤어핀 코일   그림 2. 원형 도선과 헤어핀 코일의 비교(출처 : MG Motor article : Why 1% efficiency improvement means so much, Hairpin Technology : Hubiz)   헤어핀 코일은 <그림 3>과 같은 공정을 통해 조립된다. 제일 먼저, 원재료인 사각형 단면의 코일을 헤어핀 형태로 성형한 후 모터 고정자의 슬롯에 조립한다. 그 다음 같은 상끼리 연결될 수 있도록 트위스팅(twisting) 공정을 거친 후, 서로 접촉하는 도선끼리 용접하는 과정을 거쳐 완성된다. 추가로 도선에 용접될 부분의 절연재를 제거하는 등의 공정이 필요하다. 이처럼 헤어핀 코일 모터는 복잡한 제작 절차와 제작 공정이 필요하며, 특히 고난도의 용접 기술이 요구된다. 무엇보다 제조 공정 중 제품에 문제가 발생한다면 문제가 되는 부분만 처리가 불가능하기 때문에, 제작 공정이 처음부터 수행되어야 한다.   그림 3. 헤어핀 코일의 조립 공정(출처 : Maximising E-Machine Efficiency with Hairpin Windings, by Shaoshen Xue-Motor Design Limited)   이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 금속 3D 프린터를 사용한 모터 코일의 금속 적층제조에 대한 연구가 진행되고 있다. 금속 적층제조는 다음과 같은 장점이 있다. 제작 공정 간소화 : 헤어핀 코일의 3D 프린팅 공정 적용 시 3D 프린팅 장비만 있다면 기존의 복잡한 제작 공정이 필요 없으므로, 제작 공정을 보다 간소화시킬 수 있다. 일체화 : 개별 파트로 나누어진 헤어핀 코일을 일체화하여 하나의 부품으로 제작이 가능하기 때문에, 용접을 최소화한 공정이 가능하여 제작 중 파트 불량률을 최소화할 수 있다.  설계 자유도 향상 : 헤어핀 코일 형상의 제약이 없으므로 형상 구현의 자유도가 높기 때문에, 성능 향상을 위한 설계가 용이하다.  금속 적층제조를 고려한 헤어핀 코일의 설계를 위해서 시뮬레이션을 기반으로 전자기 성능 분석, 열 특성 분석, 적층 공정 해석의 전체 설계 및 제작 프로세스를 진행한다. 이 글에서는 앤시스 맥스웰과 앤시스 애디티브를 활용한 시뮬레이션을 기반으로 헤어핀 코일의 DfAM 및 적층공정 해석을 수행하며, 전체 제작 프로세스를 제시하고자 한다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

캐드앤그래픽스 CNG TV 지식방송 지상 중계   지난 3월 18일 CNG TV는 ‘SIMTOS 2024와 디지털 제조 혁신 트렌드’를 주제로, 4월 1일부터 5일까지 일산 킨텍스에서 진행되는 SIMTOS 2024 전시회 소개와 함께 4월 4일과 5일 양일간 진행되는 '디지털 제조 & 뿌리산업 컨퍼런스'를 앞두고 디지털 제조 혁신을 위한 트렌드를 짚어보는 시간을 마련했다. 자세한 내용은 다시보기를 통해 확인할 수 있다. ■ 박경수 기자   ▲ 왼쪽부터 조형식 대표(디지털 지식연구소), 한국지멘스 디지털 인더스트리 김태호 이사, 인터엑스 박정윤 대표, 한국공작기계산업협회 김경동 상무   한국지멘스 디지털 인더스트리(DI)에서 디지털 엔터프라이즈 사업부를 담당하고 있는 김태호 이사는 ‘디지털 트윈 스토리 2024’를 주제로, 지멘스가 제시하고자 하는 산업생산을 위한 제조 혁신은 무엇인지에 대해 소개했다.  김태호 이사는 “최근 급격한 기후변화를 비롯해 전쟁 등으로 인한 운송 공급망의 붕괴, 무엇보다 고령화 사회로의 빠르게 전환되면서 숙련된 기술자들이 점점 공장을 떠나고 있고, 인력난을 겪게 되면서 과거처럼 생산성을 높이는 방향으로만 해결되지 않게 됐다며 앞으로는 적은 인력으로 지속적으로 생산 효율성을 높일 수 있는 방안을 마련하는 것이 업계의 이슈로 떠올랐다”고 설명했다. 지멘스는 IT와 OT가 통합된 디지털 트윈 솔루션을 제공한다. 첫 번째 IT 단계에서 모든 디지털 모델링을 분석하고, 이렇게 해석된 모델을 OT까지 확장해서 해석된 모델을 오토메이션 레벨에서 얼마나 효율적으로 설계할 수 있는지 소프트웨어적으로 검증하고 있다.  김태호 이사는 “과거에는 사람이 직접 모델링을 하고 제품을 생산해서 검증해야 했지만 이제는 소프트웨어적으로 가상 시뮬레이션을 통해 공장에서 실질적인 작업을 할 수 있도록 설계 단계에서부터 분석해 적용하고 있다”며, “지멘스는 실제 공장에서 생성된 데이터를 이용해 생산라인을 지속적으로 최적화할 수 있는 방안을 마련하기 위해 노력하고 있다”고 밝혔다.  SIMTOS 2024에서는 지멘스가 추구하고 있는 인더스트리얼 메타버스를 비롯해 소프트웨어적인 디지털 트윈, 그리고 빅데이터 기반에서 어떻게 AI를 활용하고 표준화하고 최적화할 것인지 보여줄 예정이다.   ▲ 한국지멘스 디지털 인더스트리  김태호 이사   인터엑스 박정윤 대표는 ‘제조 AI 및 디지털 트윈 기반 자율공장/자율머신 구축 사례’를 주제로, 제조기업 관점에서 보면 앞으로 경쟁력을 가지려면 지능형 자율공장/자율머신이 중요하다고 생각한다고 말했다. 박정윤 대표는 “현재 제조업 현장의 가장 큰 문제는 시장 대응력이라고 본다”며, “제조업계가 가지고 있는 물리적인 하드웨어 시스템의 한계에 대해 소프트웨어 기반으로 유연하게 대응할 수 있는 기술 개발을 위해 노력하고 있다”고 설명했다. 제조업 현장에서는 인력난으로 인해 어려움을 겪고 있는데, 특히 전문 인력이 부족해짐에 따라 자율공장 도입을 서두르고 있다. 박정윤 대표는 “풍부한 현장 경험을 갖고 있는 작업자들은 생산과 품질을 예측할 수 있는데, 제조 경쟁력이 한계에 달했고 글로벌 공급 및 공급망이 재편되고 있다. 글로벌 규제 변화에 대응해야 하고 생산 가능한 전문인력 부족 등이 해결 과제로 떠올랐다”고 설명했다.  제조업계에서도 디지털 트윈 기술이 광범위하게 활용되고 있는데, AI를 활용한 지능형 자율공장(Autonomous Factory) 또는 자율머신을 위해서는 실시간으로 정보의 통합을 비롯해 시간의 확장, 공간의 확장, 비용의 축소, 안전한 환경 등이 필요한 시점이다. 인터엑스는 SIMTOS 2024 전시회에서 지능형 자율공장 솔루션 및 구축 사례, 공작기계 산업을 위한 생성형 AI 활용 전략 등을 소개할 예정이다. 또한 국내외 전문가들과 함께 공작기계 산업의 디지털 트랜스포메이션 전략을 주제로 세미나도 준비 중이다.   ▲ 인터엑스 박정윤 대표   한국공작기계산업협회 김경동 상무는 ‘미리 보는 SIMTOS 2024 및 출품 트렌드’를 주제로, “4월 1일부터 5일까지 일산 킨텍스 전관에서 개최되는 SIMTOS 2024에 대해 소개했다. 김경동 상무는 “공작기계 위주의 전시회에서 확장해 이제는 10만명이 넘는 참관객이 다녀가는 생산제조기술 전반을 아우르는 전시회로 성장했다”며, “SIMTOS는 독일, 미국, 중국에 이어 세계 4대 생산제조기술 전시회로 도약했고, 올해 SIMTOS 전시회는 역대 최대 규모로 개최될 예정이다”라고 소개했다. 올해 SIMTOS에는 35개국 1300개 참가업체가 6000 부스 규모로 참가한다. 국내외 참가업체 규모는 아시아, 유럽, 북미 등의 순으로 국내보다는 해외업체의 참가 비중이 높다는 점이 특징이다.  올해 전시회에서는 생산제조업계의 최대 화두인 ‘지능화-디지털화-자동화’ 출품이 확대됐고, ‘로봇 및 디지털제조기술 특별전’을 처음으로 선보일 예정이다. 또한 디지털제조 핵심기술을 한눈에 보는 ‘테크니컬 가이드 투어’ 프로그램을 비롯해 참가업체와 국내외 바이어의 매칭률을 높여줄 ‘국내외 바이어 상담회’, 그리고 ‘디지털제조기술 테마관’과 참가업체의 신제품, 신기술이 소개될 ‘오픈스테이지’ 등 다양한 비즈니스 플랫폼을 선보일 예정이다. 전시분야는 금속절삭 및 금형기술관, 절단가공 및 용접기술관, 소재부품 및 제어기술관, 프레스 및 성형기술관, 툴링 및 측정기술관 등 5개 전문관 및 로봇 및 디지털제조기술 특별전으로 구성되었다. 이외에도 산업 디지털 전환을 선도할 기술의 적용사례를 공유하기 위해 AI 팩토리 테마관, 로봇-장비 테마관, CNG시스템 테마관, 다이캐스팅 테마관 등을 운영한다.  한편 글로벌 디지털제조혁신 컨퍼런스에서는 10년 후 생산제조의 미래를 바꿀 제조혁신 기술은 무엇인지를 주제로 적층제조, 다이캐스팅, 디지털제조, 사출성형, 강구조 등 8개 분야에서 12개 주제 발표가 진행될 예정이다.    ▲ 한국공작기계산업협회 김경동 상무     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

제조업 DX, 3D 데이터의 목표는? (2)   제조산업의 디지털 전환(DX)을 위해서는 3D 설계 데이터를 제조 프로세스 전반에 효율적으로 공유하고 활용하는 것이 중요하게 여겨진다. 지난 호에 이어 이번 호에서도 3DA(3D Annotated Model) 모델의 배포, 3D 데이터의 변환, 설계 품질의 자동 검증이 왜 필요한지 짚어보고, 이를 구현하기 위한 엘리시움(Elysium)의 기술에 대해 소개한다. 이 글의 내용은 '100 Digital Transformation Cases'라는 책에 기고된 기사를 재편집한 것이다.   ■ 자료 제공 : 아이지피넷   성공적인 3DA 모델 배포의 열쇠 - 데이터 품질 단순 변환만으로는 충분하지 않다 지난 호에서 3D 데이터를 다른 포맷으로 높은 정확도로 변환하는 기술의 어려움과 중요성에 대해 설명했다. 하지만, 사실 변환 중에 단순히 왼쪽에서 오른쪽으로 정보를 전송하는 것만으로는 3DA 모델의 원활한 배포를 얻을 수 없다. 중요한 것은 변환된 데이터의 품질이다. 이러한 맥락에서 품질은 ‘요구 사항을 얼마나 잘 충족하는지’이다. 회사별, 부서별, 툴별 노트와 속성에 대한 요구사항, 규칙, 표현방법 등 다양한 요구사항이 존재하며, 그 품질을 확인하기가 쉽지 않다. 이러한 이유로 엘리시움은 고객의 맞춤화를 전제로 데이터 변환 및 품질 검사를 수행하는 도구를 개발했다. 품질 확인 프로세스와 표준화 프로세스를 분리하고 3DA 모델의 배포를 촉진하는 것이 아이디어이다. 커스터마이징을 전제로 하는 제품의 예로는 ENF 에디터(ENF Editor)가 있다. 엘리시움의 독자 파일 형식인 ENF(Elysium Neutral File) 데이터를 사용하여 고객이 변환 방법을 자유롭게 구성할 수 있는 도구이다. 예를 들어, 특정 속성에 부착한 후 특정 색상으로 부품을 변환하는 것과 같이 회사와 부서 간의 차이에 따라 고급 변환을 수행할 수 있다. ENF 에디터에서 데이터 변환에 대한 규칙을 설정하면 버튼 터치로 원하는 데이터를 출력할 수 있으며, 번거로움 없이 3DA 모델의 배포를 실현할 수 있다.   그림 1. 데이터 변환 사용자 지정의 예   두 가지 유형의 품질 검사 데이터 품질을 보장하는 두 가지 주요한 방법이 있다. 단일 데이터를 확인하는 검증과 원본 데이터와 변환된 데이터가 동일한지 확인하는 신원 검증은 모두 필수 프로세스이다.   설계 데이터를 단일 단위로 확인 PDQ(제품 데이터 품질) 검증 애초에 데이터의 유효성을 검사하고 수정해야 하는 이유는 무엇일까? 여기에는 네 가지 이유가 있다. 첫 번째는 CAD 소프트웨어와 시스템마다 곡선과 표면의 수학적 표현이 다르다는 것이다. 두 번째는 각 CAD가 요소 간의 연결 정도를 나타내는 위상 정보에 대해 서로 다른 한계를 갖는다는 것이다. 이러한 표현 및 사양의 차이로 인해 서로 다른 소프트웨어와 시스템 간의 데이터 호환성이 낮아진다. 세 번째 이유는 CAD 소프트웨어마다 설정한 공차 값이 다르기 때문이다. 예를 들어, 한 소프트웨어는 가장자리가 0.1mm 미만인 경우 두 가장자리의 끝점이 일치한다고 인식하지만, 다른 소프트웨어는 허용오차 값이 훨씬 더 작기 때문에 가장자리를 별개의 것으로 취급한다. 네 번째는 데이터 생성 과정에서 운영자 자신이 알아차리기 어려운 인적 오류의 발생이다. 여기에는 미세한 단계와 겹치는 표면이 포함된다. 이러한 모든 데이터 결함을 수동으로 찾는 것은 불가능하다. 따라서 엘리시움은 이러한 결함을 자동으로 감지하고 자동으로 수정하는 소프트웨어를 개발하고 있다. 이 소프트웨어는 모든 CAD 소프트웨어 파일 형식과 호환된다. 데이터 검증 시 후처리에 사용할 CAD의 종류를 설정하면 최적의 검증 항목이 자동으로 설정되며, 사용자를 헷갈리지 않는 세부적인 기능을 가지고 있다. 설계 데이터의 자동 수정은 사용자가 다양한 파라미터를 임의로 설정할 수 있는 것도 중요하고, 용도에 따라 유연한 가공을 할 수 있다. 예를 들어, 제품을 성형할 때 중요한 표면의 매끄러움을 우선시하고 싶다면 멀리 있는 면의 연속성을 유지하고 수정하도록 설정할 수 있다. 또한 수정하는 대상 표면을 제한할 수 있으며, 설계에 중요한 디자인 표면은 전혀 변경되지 않도록 미리 지정할 수 있다. 이처럼 디지털화와 자동화를 목표로 하고 있더라도 단순히 한 번에 처리하는 것이 아니라, 세부적으로 커스터마이징할 수 있는 것이 실제로 필요하다는 것을 인식하는 것이 중요하다.   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

스트라타시스 코리아가 단국대학교 죽전캠퍼스에 ‘단국대-스트라타시스 첨단제조융합연구센터(DSC)’를 열었다고 밝혔다. 첨단제조융합센터는 지난 2023년 10월 스트라타시스와 단국대학교가 체결한 산학협력의 일환으로 설립되었다. 양사는 첨단제조 분야 인재 양성을 위한 협약을 체결하고, 4차 산업혁명 시대를 견인할 3D 프린팅 분야 엔지니어 양성을 나서는데 합의한 바 있다. 첨단제조융합센터 내에는 대형 부품 제작이 가능한 FDM 기술 기반의 F770 프린터와 모든 산업 응용 분야에 적합한 표준, 엔지니어링 등급, 고성능 열가소성 수지를 제공하는 F450MC 프린터, 프로토타이핑부터 생산에 이르기까지 복잡한 형상, 복잡한 디테일, 풀 투명성 및 유연한 부품 제작이 가능한 풀컬러 폴리젯(PolyJet) 프린터인 J850Prime, J55Prime, J35Pro가 구축되어 있다. 또한 스트라타시스의 SAF(Selective Absorption Fusion) 기술에 기반한 H350 프린터, 최종 사용 생산 부품에 적합한 다양한 고성능 재료로 사출 성형 품질의 정확한 부품을 반복 제작 가능한 P3 기술 기반 오리진 원(Origin One) 프린터 등 적층제조 기술이 집약되어 있는 최신 산업용 3D 프린팅 장비를 갖춰 3D 프린팅 기술 컨설팅 및 인재 육성을 위한 환경을 마련했다. 첨단제조융합센터는 우리나라와 글로벌 시장을 연결하는 3D 프린팅 분야의 혁신 허브로 역할을 수행할 계획이다. 이를 위해 양사는 R&D 장비 공동 운영, 3D 프린팅 소재/장비 연구 등 차세대 고정밀 3D 프린터 연구 기반 활성화 및 3D 프린팅 분야 인재 양성을 위한 다양한 교육/연구 프로그램 운영을 진행할 예정이다. 스트라타시스 코리아의 문종윤 지사장은 “스트라타시스는 미래차·로봇·반도체·디지털 헬스케어 등 첨단 분야 전문인력 양성 및 연구를 선도하고 있는 단국대와 함께 우리나라 적층 제조 기술적용을 가속화하게 되었다”면서, “새로 선보이게 된 첨단제조융합센터는 스트라타시스의 최신 장비를 기반으로 핵심 산업 전반을 선도하는 R&D의 허브로서 도약하게 될 것으로 기대한다”고 전했다.  

용접 해석 소프트웨어, SYSWELD   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : ESI, www.esi-group.com ■ 자료 제공 : 한국이에스아이, 02-3660-4500, www.esi-group.com ESI의 용접 시뮬레이션 제품인 SYSWELD(시스웰드)는 항공, 우주, 자동차, 선박, 전자 등 다양한 분야의 기업 및 연구소와 25년 이상의 협력을 통해 검증되었으며, 다양한 Heat Source 데이터베이스와 User Function을 이용한 Heat Source 제작 기능을 통해 용접 산업의 다양하고 까다로운 작업을 표현하기 용이하다.  ESI의 용접 해석 솔루션은 Shrinkage Method를 활용하여 용접 공정에 따라 변형 및 응력 분포를 해석하여 초기 용접 공정 설계에 빠르게 대응할 수 있는 Visual Assembly와 SYSWELD Solver를 활용하여, 상변태를 고려한 열해석과 기계적 해석을 Full coupling으로 해석한다.  그리고 변형과 응력 뿐만 아니라 온도 분포, 상분포, 경도 및 강도와 같은 기계적 물성, 수소확산, 침탄 효과, 가공 경화 등 다양한 인자를 보다 정밀하게 해석할 수 있는 Visual WELD가 있어 사용자가 업무 요구 사항에 맞게 선택하여 사용할 수 있다.  또한, 용접 해석이 아닌 열처리나 외력에 의한 변형, 유도 전류, Pre-Positioning, 조립 공정 등 다양한 분야의 적용이 가능하기 때문에 범용적으로 이용이 가능하다. 1. 제품의 주요 기능 및 특징 (1) 상용 CAD 프로그램과의 우수한 호환성 CATIA, UG, CREO(구 PRO-E) 등의 CAD 프로그램의 파일 확장형식을 지원하여 호환성이 우수하다. (2) 다양한 DB 및 유저가 원하는 DB 제작 모재, 용가재로 주로 쓰이는 다양한 물성들을 보유하고 있으며, Tool box를 통해 유저가 사용하는 합금의 데이터베이스 제작이 가능하다. (3) 다양한 Heat source function과 Heat source fitting 기능 제공 아크, 레이저, 하이브리드, 플라즈마 등 다양한 Heat source DB를 보유하고 있으며, User Defined 기능을 이용하여 원하는 Heat source 제작이 가능하다. (4) Welding Wizard를 이용한 직관적인 용접 조건 입력 Welding Wizard를 이용하여 시뮬레이션 조건을 순차적으로 입력하면 해석이 진행될 수 있도록 인터페이스가 갖춰져 있으며, 색 표시를 통해 잘못 입력된 조건을 직관적으로 나타내어 준다. (5) Distortion Engineering을 이용한 빠른 용접 해석 정밀한 해석뿐만 아니라 온도 편차를 이용한 Distortion Engineering을 통해 용접 설계의 초기 대응을 위한 변형 및 응력 분포 해석 결과를 빠르게 얻을 수 있다. (6) 성형, 충돌, 내구평가와의 연계 해석 용접 해석 결과를 성형, 충돌, 내구 평가 등의 해석 프로그램에 Mapping하여 연계 해석이 가능하기 때문에 복합적인 공정 고려가 가능하다. (7) 아크 용접 및 레이저 용접 Double ellipsoidal 형태와 Conical 형태의 Heat source를 통해 아크와 레이저 용접을 표현할 수 있다. (8) 점 용접 Sequence에 따른 용접해석이 뿐만 아니라, 전극과 Sheet를 표현하여 통전효과 및 자기장을 고려한 용접해석도 가능하다. (9) 마찰 교반 용접 팁의 모양이나 회전속도 등을 고려한 정확한 열 분포 및 응력해석이 가능하다. (10) 다층 용접 해석 일반 열해석을 통한 순차적인 Pass 형성 뿐만 아니라, Thermal Cycling을 이용한 다층 해석으로 보다 빠른 해석이 가능하다. (11) Steady state 해석 Moving Reference Frame 기능을 통해 Transient 해석 구간을 최소화하여 용접 해석시간을 절감할 수 있다. (12) 구조 해석 및 열응력 해석 SYSWELD는 용접 해석 뿐만 아니라 힘이 가해지는 구조 해석이나 열응력 해석이 가능하기 때문에 범용적으로 사용이 가능하다. (13) 열처리 해석(침탄/유도가열) Electro Magnetic을 고려한 Induction Heating을 구현할 수 있으며, 침탄에 의한 효과를 해석할 수 있는 모듈을 갖추고 있다.     좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

소성가공 성형해석 소프트웨어, Stampack Advanced / Xpress   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Stampack GmbH, www.stampack.com ■ 자료 제공 : CAE테크놀러지, 02-2658-5695, www.caetech.co.kr Stampack은 판재 성형 시뮬레이션을 위한 소프트웨어로서 주요 적용 분야는 프레스 성형해석이다.  1. 주요 특징 Stampack은 하나의 소프트웨어 환경에서 쉘과 솔리드 시뮬레이션을 수행한다. CAD/CAM 솔루션 VISI에 대한 직접적인 인터페이스가 있다. 간단하고 명확한 사용자 가이드를 제공한다.  Stampack Xpress 사용자는 유한요소해석법과 재료역학에 대한 깊은 지식이 필요 없으며, 모든 설계 부서와 생산 부서에 필요할 수 있다. Stampack Xpress는 디자이너와 설계자가 프로토 타입과 점진 이송 다이, 트랜스퍼 다이 도구를 위해 성형 공정을 시뮬레이션 할 수 있도록 한다. 3. 주요 기능  Stampack은 물성 파단 예측, 엣지 균열, 굽힘 파단, 전단 파단, 주름 예측, 표면 결함, 공정 개선, 치수 정확도 등 시간을 절약하여 업무를 효율적으로 할 수 있도록 도와 준다.  4. 도입 효과  Stampack을 이용하면 시간, 비용이 줄어들고 동시에 수정할 수 있다. 시간을 단축하고 품질 및 비용 최적화된 생산을 달성할 수 있다. 공차 준수와 관련하여 공정이 중요 할수록 솔리드 시뮬레이션의 최대 정확도는 정확한 공정을 조기에 보호하는데 도움이 된다. 5. 주요 고객 사이트 삼성전자, LG전자, 일진글로벌, 영진정밀, BMW, 폭스바겐, 벤츠 등       좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기