오토데스크코리아는 퓨전 360(Fusion 360) 10주년을 맞아 2023년 12월 14일 ‘퓨전 커넥트 서울’ 이벤트를 진행했다. 퓨전 360 업데이트 및 로드맵 소개, 제품 디자인 사례 발표, 패널토의, CAD/CAM 교육 세션 등으로 구성된 이번 행사를 시작으로, 오토데스크는 국내 퓨전 360 커뮤니티 활성화에 나설 계획이다. ■ 정수진 편집장      제조 분야의 데이터 통합 및 협업 위한 플랫폼 지향 퓨전 360은 3D CAD, CAE, CAM, PCB 설계 등을 통합한 클라우드 기반의 플랫폼이다. 디자인, 설계, 해석, 가공 등의 기능을 폭넓게 제공하면서 사용자 간의 실시간 연결까지 지원하는 것이 특징이다. 오토데스크의 후지무라 유지 퓨전 360 아시아 세일즈 총괄은 “퓨전 360은 제조 분야의 데이터 활용 플랫폼을 지향한다”면서, 지난 ‘오토데스크 유니버시티 2023’에서 소개된 퓨전 360의 비전과 로드맵에 대해 소개했다. 핵심은 클라우드 환경에서 데이터 통합을 강화하고, API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스)를 확대해 특화된 기능을 제공하겠다는 것이다. 예를 들면 BOM(Bill of Materials) 기능 추가, 오토데스크 AI, 오픈 생태계 확대 등이 있다. 이 가운데 ‘오토데스크 AI’는 생산성 향상을 위한 자동화에 초점을 두고 있는데, 향후 퓨전 360에 도면 자동 생성 기능과 가공 경로 AI 분석 등 기능이 추가될 예정이다. 또한, 오픈 생태계를 위해서 오토데스크는 최근 발표된 케이던스와의 협력에 기반한 PCB 설계 역량 통합을 비롯해 제조 분야의 파트너십을 강화할 계획이다.   설계부터 생산, 협업까지 기능 업데이트 이어서, 오토데스크코리아의 퓨전 360 테크니컬 세일즈 스페셜리스트인 성진호 차장이 퓨전 360의 최근 업데이트 내용을 소개했다. 퓨전 360은 기존에 8개로 나뉘어 있던 익스텐션을 ▲디자인(Design Extension) ▲PCB 설계(Signal Integrity Extension) ▲시뮬레이션 및 제너레이티브 설계(Simulation Extension) ▲매뉴팩처링(Manufacturing Extension) ▲데이터 관리(Manage Extension) 등 5개로 통합했다. 퓨전 360의 컨피규레이션 기능은 여러 개의 디자인 변형(variants)을 하나의 프로젝트에서 ‘구성(configuration)’으로 관리해 데이터의 크기를 줄일 수 있다. 형상, 가시성, 재료, 속성 등의 정보를 구성으로 지정할 수 있고, 도면화 및 CAM과 연동해 툴패스 생성까지 자동으로 진행할 수 있는 것이 특징이다. 협업을 위한 퓨전 팀(Fusion Team)은 영업, 관리 등에서 퓨전 360 데이터의 활용을 지원하는 솔루션으로, 퓨전 360의 협업 기능이 퓨전 팀을 기반으로 이뤄진다. 퓨전 360 외에 다른 CAD 및 서드파티 소프트웨어의 데이터도 공유 가능하다. 성진호 차장은 이외에도 “매니지 익스텐션에서는 BOM과 연동해 공정 관리 및 스케줄링을 할 수 있고, BOM 기능에서는 제품의 수량이나 정보를 자동 리스트화하는 기능이 추가됐다. 또한 생산 관리 시스템(MES)인 ‘프로드스마트(Prodsmart)’는 웹과 모바일 환경에서 실시간 재고 및 생산 추적이 가능하다”고 소개했다.   ▲ 퓨전 360의 컨피규레이션 기능은 디자인 변형 관리를 향상시킨다.   퓨전 360의 국내 활용 사례 소개 이번 퓨전 커넥트 서울에서는 퓨전 360을 활용한 사례가 발표됐다. 프래그의 이건희 대표는 “재활용 플라스틱을 활용해 캐릭터 IP 제품 및 기능성 소형 제품을 개발하고 있는데, 양산 금형에 비해 비용이 낮고 리드타임이 짧은 QDM 금형을 활용해 초기 비용을 줄일 수 있었다”고 소개했다. 그리고 “제품 시안을 기반으로 퓨전 360에서 3D 모델링을 진행하는 것뿐 아니라 시제품 검토를 위한 3D 프린팅 준비, 툴패스 시뮬레이션을 통한 가공 문제의 초기 점검 등에 퓨전 360을 사용하고 있다. 이를 통해 시뮬레이션과 실제 제작의 갭을 줄이고 있다”고 전했다. 젠디자인플랜의 나한범 디자인실장은 퓨전 360의 제너레이티브 디자인 활용 사례를 발표했다. “제너레이티브 디자인은 제품의 성능을 유지하면서 경량화가 가능하다. 다양한 제조 방법을 평가하면서 최적화가 가능하고, 소재 사용량과 생산 폐기물을 줄여 지속가능성에도 도움이 된다. 부품 수를 줄이면서 조립 비용이 줄고 공급망을 단순화할 수 있는 것도 제너레이티브 디자인의 이점”이라는 것이 나한범 실장의 설명이다. 나한범 실장은 실제 드론 개발에서 제너레이티브 디자인을 적용한 과정을 소개하면서, “실제 부품 기반의 복잡한 모델링은 제너레이티브 디자인에 적합하지 않기 때문에, 우선 제너레이티브 디자인에 맞게 형상 모델을 간소화하는 것부터 시작하면 좋다. 또한, 제너레이티브 디자인이 생성한 결과를 그대로 사용하지 않고 그 결과를 아이디어로 삼아 새로운 디자인을 디자이너가 제안하는 등, 다양한 방법으로 제너레이티브 디자인을 활용할 수 있다”고 전했다.   국내 커뮤니티 활성화 및 사용자 확대 기대 이외에 오토데스크 커뮤니티에 최근 추가된 한국어 커뮤니티에 대한 소개 및 퓨전 360 전문가들이 참여하는 패널토의 등도 진행됐다. 2023년 10월 개설된 오토데스크 한국어 커뮤니티는 현재 오토캐드, 인벤터, 레빗, 퓨전 360 등 오토데스크의 주력 솔루션을 중심으로 운영되고 있다. 패널토의에 참가한 전문가들은 퓨전 360의 기능이 꾸준히 확대되고 사용성도 강화되고 있다는 점에 기대를 나타냈다. 그리고 자신만의 퓨전 360 사용 경험과 팁을 공유하면서, 자동화/안정화/기능 향상에 대한 기대와 함께 국내 사용자 확대 및 커뮤니티의 활성화를 바란다는 의견도 전했다. 오토데스크코리아는 “퓨전 360은 설계와 제조 그리고 협업의 방식을 바꾸고 있다”면서, “전 세계에 10만명 이상의 퓨전 360 사용자가 있는데 국내서는 상대적으로 활성화가 더딘 편이다. 앞으로 국내 사용자층을 넓히기 위한 활동을 강화할 계획”이라고 밝혔다.   ▲ 퓨전 360 전문가들이 참여한 패널토의     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

절삭 해석 소프트웨어, Production Module   주요 CAE 소프트웨어 소개   ■ 개발 : Third Wave Systems Inc., www.thirdwavesys.com ■ 자료 제공 : 오비피이엔지, 031-287-4078, www.obp.co.kr TWS(Third Wave Systems) Production Module은 가공 툴패스의 절삭력 분석과 최적화를 제공한다.  Production Module(프로덕션 모듈)은 전체 가공 툴패스와 공구 정보 그리고 피삭재 모델을 통해 절삭 공정을 실제와 같이 시뮬레이션하고 절삭력, 온도, 가공동력, 토크 등의 다양한 물리량을 분석한다. 이를 바탕으로 사용자는 가공 툴패스를 물리량 관점에서 분석하고, Production Module에서 제공하는 다양한 최적화 기법을 통해 더 진보되고 개선된 가공 툴패스를 획득할 수 있다. 2003년 출시된 이래로 Production Module은 가공 툴패스의 절삭력 분석과 최적화의 가장 선두의 기술을 보이고 있다. 현재 8.4 버전인 Production Module은 3축, 5축 가공의 밀링, 드릴링뿐만 아니라 선반 작업에 이르기까지 다양한 가공공정의 절삭력 분석 및 최적화를 지원하고 있다.   1. 주요 특징 (1) 파라미터를 이용한 표준 공구 및 피삭재 모델 적용 : Production Module은 공구의 형상정보를 파라미터로 손쉽게 입력할 수 있으며 DWG, STEP, STL 등의 외부 CAD 데이터도 입력 가능하다. 사용자는 툴패스의 검증 절차에서 기존에 작성해둔 VERICUT 셋업의 공구 정보를 바로 Production Module 내로 불러들일 수 있다. (2) 140여 종 이상의 피삭재 라이브러리 : 절삭력을 결정하는 가장 중요한 요소는 바로 피삭재의 물성이다. Production Module은 기존에 개발된 140여 종 이상의 피삭재 라이브러리를 구축하고 있다. 재료는 탄소강, Al 합금, Ni 합금, Ti 합금 뿐만 아니라 주철계의 물성도 포함하고 있다. 또한 사용자는 실험을 통해 커스텀 물성을 입력할 수 있다. (3) 툴패스 포맷 G-code vs. CL-data :  Production Module은 크게 두 가지 형식의 가공 툴패스 분석과 최적화를 지원한다. 하나는 ISO 규격의 G-code 포맷이며, 다른 하나는 CATIA CAM, NX CAM, MasterCAM 등에서 사용되는 CL-data 포맷이다.  두 포맷은 각각 장단점이 있는데, G-code 계열은 많은 사용자가 사용해 온 만큼 읽기 쉬우며(가독성 우수) 때로는 매뉴얼 수정도 가능하다. 반면 5축 툴패스일 경우 올바른 작업좌표계 인식을 위해 공작기계의 정보를 더 요구하기도 한다.  CL-data의 경우는 공구의 중심 정보로부터 공구의 위치 및 위상이 결정된 raw 데이터라고 볼 수 있다. 때문에 CAM 화면에서 보는 가장 순수한 형태의 툴패스 포맷이다. 또한 공구의 방향벡터를 포함하고 있어서, 별도의 셋업 없이 바로 5축 코드를 인식할 수 있다. (4) 기타 기능  Production Module 2D는 선반 작업 시 제품에 생성되는 표면 거칠기를 예측할 수 있는 모델을 제공하며, 최신의 Production Module 8.4는 밀링 작업시 Radial Force에 발생하는 Tool Deflection의 값을 예측할 수 있다. 또한 가공 후의 피삭재 형상을 voxel mesh 포맷으로 출력하여 외부의 구조 해석 소프트웨어에서 다양한 FEA를 수행할 수 있다.  2. 도입 효과 (1) 절삭력 밸런싱 및 가공시간 단축 Production Module의 절삭력 분석 및 최적화의 기본 목표는 바로 절삭력 및 동력 그리고 주축 토크 등으로 대표되는 가공부하의 밸런싱이다. 유저가 선정한 절삭변수에 결정된 가공 툴패스는 최종 형상의 복잡성, 툴패스의 방법론 등에 따라 절삭력의 변화가 극심하다. Production Module은 사용자가 처음 작성한 베이스라인(Baseline) 툴패스의 변화무쌍한 절삭력을 분석하고 최적화하여, 높은 절삭력 수준은 이송속도를 낮추어 공구의 안정성을 확보한다. 동시에 낮은 절삭력 수준은 충분히 이송속도를 높여 가공시간을 확보한다.  (2) 공구 수명 증대 Production Module의 주요 특징으로 Force Spikes라고 칭하는 극히 짧은 시간 절삭력이 크게 증감되는 현상을 방지하는 데에 있다. 유저가 의도치 않은 가공속도와 절입량으로 인해 발생하는 Force Spikes는 공구의 이상 마모(Abnormal wear)나 치핑(Chipping)의 주요한 원인인데, 바로 절삭력의 분석을 통해 이 Force Spikes를 확인할 수 있다. 유저는 추후 CAM 툴패스의 재수정이나 Production Module의 최적화 기능을 통해 이 Force Spikes를 제거할 수 있으며, 공구 수명을 크게 증대시킬 수 있다.  (3) 가공 툴패스 개발 노력 단축 가공 툴패스를 개발하는 기간은 제품에 따라 짧게는 수 일에서 길게는 몇 달이 소요되기도 한다. 특히 항공업계에서는 개발기간이 그 복잡성에 따라 개발 기간이 크게 소요되는데, 동시에 제품의 시제 가공(Pilot Test)을 통해 가공 툴패스의 완성도를 높이고자 노력한다.  Production Module은 가공 툴패스의 개발과 시제 가공 등의 일련의 과정속에서 절삭력 분석을 통해 미리 위험한 절삭력 영역을 포착하여 툴패스를 CAM에서 수정토록 유도하거나, 그 자체의 최적화 기능을 이용하여 위험영역을 안정토록 만들 수 있다.  또 다른 획기적인 방법으로서 이전의 개발되어 성공적인 양산이 진행된 또는 이미 완료된 프로젝트의 툴패스를 Production Module을 통해 분석함으로써, 기존 프로젝트의 담보된 데이트를 훌륭히 벤치마크(Benchmark)할 수 있다. (4) R&D 역량 확보 최근 Production Module은 전통적인 가공부하 및 가공시간 단축의 목표를 넘어서 다양한 연구개발 영역에서 활용되고 있다. 가장 크게 활용되는 영역은 공구 안정성을 위한 구조해석 분야와 Fixture 설계 영역이다.  기존의 가공분야에서 절삭력은 항상 공구동력계나 로드셀 등의 센서를 이용한 실험을 통해서만 획득할 수 있었으나, Production Module은 가공 툴패스의 시뮬레이션을 통해 전체 툴패스의 절삭력을 상당 수준의 정확도로 획득할 수 있게 한다. 이는 실험적인 방법보다 훨씬 값싸며 짧은 시간을 소요하는 장점이 있다.   좀더 자세한 내용은 'CAE가이드 V1'에서 확인할 수 있습니다. 상세 기사 보러 가기 

복잡한 설계 파일 처리 및 메시 없는 3D 프린팅 출력   적층제조(AM)는 높은 설계 자유도와 유연하고 단축된 제조 공정으로 지난 10년간 많은 기대를 받았다. 그러나 연구 개발 단계를 넘어서 제조 양산 공정에 적용되는 속도는 생각보다 더딘데, 그 이유는 대량 양산 전환을 위해서 극복해야 하는 장애물이 아직 존재하기 때문이다. 하드웨어의 생산성 및 서포트 구조물에 의한 후처리 같은 표면적인 이유 외에도 설계 데이터와 제조 데이터 간의 원활하지 못한 흐름이 기술의 확산을 가로막고 있다.  이를 위해 최근 적층제조 엔지니어링 설계 소프트웨어 기업인 엔톱(nTop)과 금속 적층제조 장비 기업인 EOS는 ‘음함수 모델링(Implicit modeling)’이라는 개념을 기반으로, 독립적인 데이터 교환을 통합하고 설계부터 출력까지 빠르고 가벼운 공정을 유지하는 해법을 제안하고 있다.   ■ 박지민 하비스탕스 선임 엔지니어 홈페이지 | https://harvestance.com     버락 오바마 전 미국 대통령이 미래 제조업 혁명의 대표주자로 3D 프린팅을 꼽은지 꼭 10년이 지났다. 적층제조로 표현되는 이 기술은 기존 제조 방식에서는 가능하지 않았던 가벼우면서도 복잡한 형상을 만들어내는 게임 체인저로 꼽혔다.  그럼에도 3D 프린팅 기술이 개인의 취미를 넘어 제조 산업까지 기대만큼 확장되지 않고 있는 이유는 무엇일까. 많은 외부 전문가들은 대표적인 이유로 3D 프린터의 낮은 생산속도와 후처리 비용, 그에 따른 높은 제조비용을 꼽는다. 물론 제품 형상과 생산 수량에 따라 특정 애플리케이션에서는 3D 프린팅이 저렴하기도 하다. 하지만 더욱 많은 제품을 포용하기 위해서는 상기와 같은 장애물들을 극복하고 적층제조 진입 문턱을 낮출 필요성이 있다.      예를 들어 적층제조 하드웨어 업체인 EOS는 제조비용 감소와 양산제품의 확대를 위해 스마트 퓨전(Smart Fusion), 빔 셰이핑(Beam Shaping) 등의 신기술을 론칭하고 있는 중이다. 하지만 설계에서 생산에 이르는 전 공정을 보면 소프트웨어 작업에서도 생산성에 큰 영향을 미치는 애로사항이 있다. 기존의 전통적인 제품 생산 공정에서는 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어(CAD)를 사용하여 3D 모델링과 모델 구조 계층 작업을 진행한다. 이 모델을 3D 프린터로 출력하려면 STL(Stereo lithography)로 대표되는 폴리곤 기반의 메시(mesh) 포맷으로 변환해야 한다. 이 과정에서 예측 불가능한 데이터 손실과 왜곡이 발생한다. 손실을 최소화하기 위해 해상도를 높이면 그만큼 파일 용량이 기하급수로 증가한다. 정밀한 고성능 엔지니어링 부품의 경우 1GB를 넘는 게 예사다. 내·외부의 형상이 복잡하고 규격이 큰 모델이라면 말할 것도 없다.  실무자들은 모델링한 파일을 3D 프린팅 전처리 작업을 위해 서포트 생성 및 슬라이싱 소프트웨어에 넘기는 과정에서 스트레스를 호소하며, 메시 데이터의 수정, 서포트 설계 그리고 툴패스 생성을 위해 얇은 두께의 2차원 단면으로 슬라이싱하는 소프트웨어 처리에 반나절을 보낸다.     음함수 상호 운용성이란 엔톱과 EOS는 기존 설계 데이터 형식과 적층제조에서 필요로 하는 데이터 형식을 상호 호환 가능하도록 하면서 데이터 손실을 최소화하고 처리 속도를 개선할 수 있는 방법을 모색하였고, 2023년 6월 음함수 상호 운용성(Implicit Interop)이라는 기술을 출시하였다. 음함수 모델링은 엔톱 소프트웨어의 고유 모델링 표현 방식이며, 음함수 상호 운용성이란 적층제조 내에서 발생하는 데이터 교환 문제를 해결하기 위해 별도로 구축된 새 데이터 전송 기술 중 하나다.       ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

오토데스크가 연례 행사인 ‘오토데스크 유니버시티(AU) 2023’을 열고, 향후 제공될 새로운 혁신 기술인 오토데스크 AI(Autodesk AI)를 공개했다. 오토데스크 AI는 오토데스크 제품에서 사용 가능하며 디자인&메이크(Design&Make) 플랫폼에 기본으로 탑재되어 있다. 오토데스크의 디자인&메이크 플랫폼은 포마(Autodesk Forma), 퓨전(Autodesk Fusion), 플로우(Autodesk Flow) 등 세 가지 산업 클라우드와 오토데스크 플랫폼 서비시스(Autodesk Platform Services)로 구성되어 있으며 산업 간 데이터와 워크플로를 통합한다.  오토데스크 AI는 세계를 디자인하고 만드는 산업 전반에 걸쳐 창의성을 발휘하고 문제를 해결하며 비생산적인 작업을 방지하는 데 도움을 준다. AU 2023에서 소개된 오토데스크 AI의 주요 기능으로는 ▲프로젝트 문서 및 도면을 자동화하는 툴 ▲프로그래밍 시간을 줄이는 CNC 툴패스 생성 ▲건설 환경의 모든 프로젝트에 있어 필수 요소를 안내하는 머신러닝 ▲미디어 제작 일정 관리 ▲장면 조작 등이 있다. 또한 오토데스크는 디자인&메이크 플랫폼의 성능을 시연하기 위해 마블 스튜디오의 영화 ‘더 마블스(The Marvels)’에서 영감을 얻어 제작한 광고를 소개했다. 이 광고는 미국 라스베이거스의 명소로 꼽히는 구 형태의 공연장인 ‘스피어(Sphere)’에서 송출된다. 오토데스크와 마블 스튜디오는 시각 효과 스튜디오인 더 밀(The Mill)과의 협력 아래, 마야를 활용해 광고를 디자인하고 제작했다.     오토데스크는 자사의 플랫폼에 AI 중심의 데이터 주도 방식을 적용하여 혁신적인 솔루션을 빠르고 광범위하게 제공하며, 고객을 위해 전례 없는 진보와 돌파구를 만들어 나간다는 비전을 밝혔다. 오토데스크의 앤드류 아나그노스트(Andrew Anagnost) CEO는 “작업을 올바르게 수행한 AI는 아무도 상상하지 못한 능력을 발휘하게 하는 변혁적인 힘을 지니고 있다”면서, “AU 2023을 통해 어떻게 AI를 현실로 구현하고 디자인&메이크 플랫폼이 우리를 새로운 시대로 이끌고 있는지 공개하고자 한다”고 말했다. 오토데스크코리아의 김동현 대표는 “오토데스크는 미래의 디자인&메이크 산업을 선도하는 기업으로서 세계를 구성하는 모든 분야에서 효율적인 업무 수행을 지원하기 위해 오토데스크 AI를 도입했다”면서, “오토데스크 AI를 통해 고객들이 다양한 분야에서 높은 수준의 생산성을 달성하는 데 기여할 것”이라고 전했다.

헥사곤 매뉴팩처링 인텔리전스(헥사곤 MI)는 국내 사출 금형 제조사인 한국몰드에 자사의 워크엔씨(WORKNC)와 m&h 프로브, 레이저 트래커 및 다관절 측정기 등 토털 제조 솔루션을 제공하여 자동차 부품 가공 및 정밀 측정 작업을 고도화할 수 있도록 지원했다고 밝혔다. 워크엔씨는 금형 산업에 특화된 자동화 CAM 소프트웨어로, 3축부터 5축 가공에 이르기까지 서피스 또는 솔리드 모델의 CNC 프로그래밍을 지원한다. 국내외의 자동차 제조업체를 비롯하여 다양한 산업 분야에서 사용되고 있으며, PC에서 손쉬운 조작으로 고효율, 고품질의 툴패스를 제공해 설계 및 가공의 생산성과 안전성을 높이도록 돕는다. 한국몰드는 헥사곤과의 협력을 통해 가공조건 데이터베이스를 구축해 현재 워크엔씨 이용률을 평균 80% 이상으로 높였다. 워크엔씨의 조도와 편집 기능은 제품 품질 관리를 위한 형상 데이터 확보 및 가공시간 단축으로 제조의 효율성과 품질 향상에 기여했다는 것이 헥사곤 MI의 설명이다. 한국몰드 NC 가공팀은 ”헥사곤과의 협력으로 약 50% 가량의 가공 시간 절감이 가능했다”면서, “시간과 정밀도가 중요한 제조업의 특성상 워크엔씨는 일반 CAM 소프트웨어보다 조도, 편집, 황삭 및 잔삭 가공에 뛰어난 성능으로 초정밀 금형과 제품 생산에 이점을 보유한다”고 전했다.     또한, 고품질 정밀 측정에 사용된 레이저 트래커와 다관절 측정기는 1초당 120만 포인트의 속도와 함께 20㎛ 이내의 정밀도를 통해 작업을 지원한다. 한국몰드 품질관리팀은 “헥사곤의 장비는 단기 교육 이수만으로 바로 실무에 활용 가능하며, 지속적으로 제조 데이터를 누적해 보다 나은 공정과 결과를 이끌어 낼 수 있어서 기대가 크다”고 말했다. 헥사곤 MI의 성 브라이언 사장은 “한국몰드의 생산공정 고도화에 헥사곤의 제조 공정 최적화 통합 솔루션을 도입해 큰 성과를 도출하였다”며, “보다 많은 국내 우수 제조사들이 헥사곤의 맞춤 솔루션을 통해 역량 향상, 효율화, 안전성을 확보할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

개발 : ZWSOFT 주요 특징 : 기계/제조 분야에서 설계, 해석 그리고 가공까지 범용적으로 활용할 수 있는 소프트웨어, IGES/STEP 등 다양한 이기종 데이터 포맷 지원 업데이트, 대용량 데이터의 불러오기 및 디스플레이 처리 속도 향상, 구조해석 전용 시뮬레이션 툴 추가, 2축 선반과 3축 밀링 가공을 위한 CAM 기능 개선 등   공급 : 지더블유캐드코리아   지더블유캐드코리아가 기계/제조 분야에서 다방면으로 활용할 수 있는 3D CAD/CAE/CAM 소프트웨어인 ZW3D 2024(지더블유쓰리디 2024)를 출시한다. ZW3D는 지더블유소프트에서 지속적으로 개발하고 있는 제품으로 국내 공급/지원을 담당하고 있는 지더블유캐드코리아는 3D 데이터 호환성을 바탕으로 3D CAD/CAM 소프트웨어군을 지난 5년간 국내에서 꾸준히 성장시키고 있다. ZW3D 2024는 기계, 설비 및 제품 등 설계 과정에서 다양한 제조 엔지니어링 분야에서 활용할 수 있는 유한요소법(Finite Elements Method) 기반의 구조해석 소프트웨어인 지더블유쓰리디 스트럭처럴(ZW3D Structural) 제품군을 애드온(Add­on) 형태로 첫 선을 보인다. 이로써 단일 소프트웨어로 설계, 가공 분야뿐 아니라 구조해석 소프트웨어를 추가하면서 전체적인 올인원 CAD/CAE/CAM 솔루션 제품군으로 거듭날 예정이다. 현재 국내 론칭할 CAE 해석 소프트웨어로 개발되고 있는 제품 브랜드는 ‘지더블유심(ZWSIM)’이 있다. ZWSIM에는 고정밀 기술을 활용한 지오메트리 기반의 효율적인 메싱 처리 및 전처리/후처리 그리고 개발형 플랫폼을 지닌 메시웍스(ZWMeshWorks), FDTD(Finite-Different-Time-Domain) 알고리즘을 기반으로 개발된 EIT를 통한 고주파 전자기장 시뮬레이터 일렉트로마그네틱(ZWSIM ElectroMagnetic), 그리고 위에서 언급한 기계/제조 엔지니어링 분야에서 널리 활용될 구조해석 전용 제품인 스트럭처럴(ZWSIM Structural) 제품 등이 속해 있다. 이번 2024 버전에서는 기존 CAD 모듈인 Lite, Standard, Professional 그리고 CAM 모듈인 2X, 3X, 5X 외에 추가적인 Advanced 모듈이 추가되어 파이프(pipe), 튜브(tube), 하네스(harness) 설계와 같이 MCAD를 위한 라우팅 설계에 특화된 기능들이 대거 포함된다. 이처럼 다양한 개발 방향을 통해 2D CAD 소프트웨어인 ZWCAD(지더블유캐드)와의 연계성 및 포트폴리오를 더욱 확장하여 국내에 공급 및 개발할 계획이다.   ▲ ZW3D 2024에서 추가된 구조해석 시뮬레이션   CAD 기능 개선 ZW3D는 설계 기능에 대해 지속적으로 사용자 경험과 필요사항들을 추가 및 개선하고 있다. 기존에 사용하던 다른 3D CAD 소프트웨어와 ZW3D를 함께 활용할 수 있도록 공용 확장자인 IGES, STEP을 포함한 다양한 이기종의 데이터 포맷에 대한 업데이트가 2024 버전에서 완료되었다. 이와 더불어 약 3만 개 이상의 컴포넌트가 포함된 대용량 데이터의 불러오기 및 디스플레이 처리 속도를 크게 향상시켰다. 이외에도 지더블유쓰리디 2024에서 포함된 주요 업데이트 사항은 다음과 같다.   ▲ 대용량 데이터를 위해 향상된 디스플레이 엔진   파트/어셈블리 부품과 같은 파트 설계 기능에서는 스퍼(spur), 베벨(bevel), 웜(worm)과 같은 기본 기어 형상에 대한 자동 설계 기능이 기본 적으로 지원되어, 사용자는 입력 값으로 쉽게 설계할 수 있다. 그리고 사용자 정의 변수의 최적화로 파라메트릭 기반의 자동화 설계를 위한 설정이 개선된다. 제품 설계 측면으로는 자유 표면 곡률을 고려한 서피스 필렛 기능과 고차함수의 와이어프레임(wireframe), 래핑(wrapping) 및 패턴 피처 등의 효율성이 개선된다. 한편 어셈블리 트리의 내부 알고리즘 로직에 대한 최적화를 통해 대용량의 어셈블리에서 2023 버전 대비 평균 77%까지 향상시킬 수 있다. 또한 하향식(top-down) 설계의 편의성을 위해 사용자가 레이아웃 모델을 활용하여 설계 목적 혹은 전체 제품에 대한 아키텍처 정보를 정의할 수 있도록 마스터 레이아웃(Master Layout) 기능을 추가한다. 이와 동시에 레이아웃에 필요한 설계 정보를 일반 어셈블리에서 각 하위 어셈블리 또는 하위 부품으로 전송하여, 레이아웃이 수정되면 연계된 하위 형상으로 반영되어 설계 변경에 대한 빠른 처리가 가능하다.   ▲ 하향식 설계 최적화를 위한 마스터 레이아웃   시트메탈(SheetMetal) 플랜지(flange), 딤플(dimple), 립(rip) 등 시트메탈 설계를 위한 기능이 전반적으로 개선되었다. 특히 여러 교차되는 구간이 있는 판금 모델에서 다중 플랜지를 통해 옵셋과 갭의 값을 조정하여 마이터(Miter) 컷이 가능하고, 복잡한 스케치 형상을 가진 딤플 형상과 2D 스케치의 단면 곡선으로 자유롭게 리핑도 가능하다.   용접(Weldments) 용접물 설계 과정에서 V, U, Bevel, J, Flared Bevel 총 5가지의 새로운 용접 유형을 생성하고, 표면/라이트/솔리드 용접 및 PMI 치수를 생성하여 설계자의 처리 요구사항을 명확하게 전달할 수 있도록 한다. 또한 스폿(spot) 용접에서 패턴이 추가되어 패턴 피처가 생성될 수 있고, 동시에 PMI 치수가 자동 생성되어 다중 스폿 용접을 빠르게 생성하도록 지원한다.   ▲ 추가된 그루브 용접의 5가지 유형   라우팅-파이프, 튜브, 하네스 설계 이번 버전에서는 기계/설비/중장비와 같은 기계류 설계에 필요한 파이프/튜브, 하네스 모듈이 새롭게 추가되었다. 파이프/튜브 설계는 ASME 규격이 포함되어 있고, 지속적으로 국가별 라이브러리를 별도 제공할 계획이다. 각 레이아웃 위치에 배치된 모델을 기준으로 시작/종료 위치를 설정하고, 이를 토대로 배관 설계를 진행한다. 설계 과정에서 배관 사이에 피팅, 밸브, 엘보 등 여러 부품을 삽입할 수 있고, 스풀(spool) 단위의 2D 도면 시트와 더불어 각 부분에 해당하는 개별 도면이 추출된다. 하네스 설계는 각 파트에 해당하는 유형에 따라 커넥터의 연결 포트, 와이어/케이블에 따른 코어(core) 및 색상을 포함한 상세 옵션 설정, 그리고 그 외 레퍼런스 옵션을 설정하여 필요한 전기 배선 을 생성하고, 생성된 와이어/케이블 모델을 관리할 수 있다.   ▲ ZW3D를 활용한 파이프 설계   ▲ ZW3D를 활용한 하네스 설계   금형(Mold) 제품 모델을 통해 파팅(parting) 서피스를 전개하고 코어/캐비티 생성이 완료된 이후, 모델이 수정될 경우에도 이전에 생성된 코어/캐비티 형상에 자동 반영될 수 있도록 개선된다. 또한 금형 설계 프로세스에서 자주 발생하는 설계 수정사항에 대해 대응되도록 설계 수정에 대한 전체적인 개선사항이 반영된다. 금형 프로젝트 관리자(Mold Project Manager)를 통한 저장 경로를 설정하 면, 통합 데이터가 파트/어셈블리 단위로 자동 저장된다. 이 외에도 MBSE에서 활용되는 제품관리정보(PMI), 2D 도면 시트(drawing sheet), 전극(electrode) 등 약 150개 이상의 개선 및 추가기능이 포함되어 지속적으로 유입되는 국내 신규 및 기존 사용자들을 위해 업데이트된다.   CAE 기능 개선   ▲ NAFEMS에서 제공하는 결과값의 비교 데이터   지더블유쓰리디 스트럭처럴(ZW3D Structural)은 새롭게 추가된 구조해석 전용 시뮬레이션으로 선형(linear), 비선형(nonlinear), 주파수(frequency), 피로(fatigue), 열(thermal) 해석 및 그에 따른 정적(static), 동적(dynamic) 유형을 포함한 13가지의 해석 유형을 지원한다. 작업 프로세스는 ZW3D 내에서 설계된 데이터 혹은 외부 데이터를 불러오고, 해석 유형(analysis type), 재질(material), 경계 조건, 메시(mesh) 등을 설정하고 연산하는 방식이다. 하이브리드 어드밴싱 방식을 접목한 메싱 기법은 고품질과 고효율 처리를 위해 자동 분할 유형으로 삼각/사면체(Triangle/Tetrahedron), 사각/육면체(Quad/ Hexahedron) 등 2가지 유형을 기본적으로 지원하고 있다. 아울러 VX Overdrive Kernel을 활용하여 자체 개발된 지더블유 솔버(ZW Solver)를 통해 최종적인 결과값을 산출한다. 결과값에 대한 신뢰성은 NAFEMS에서 제공하고 있는 유한요소법 결과범 위에 대한 데이터를 제공한다.   CAM 기능 개선 지더블유쓰리디의 CAM 가공 모듈은 2축 선반(turning)과 3축 밀링(milling) 가공을 위해 다양한 개선사항이 포함되었다. 선반의 경우, ISO 규격의 다양한 공구 데이터베이스를 지원하기 위해 인서트 팁과 홀더 종류 및 공구인선 보정을 위한 추적점(tracking point) 옵션 등이 새롭게 변경되었다. 이를 통해 선반 가공을 위해 다양한 방법을 응용할 수 있도록 현장 상황에 맞춰 사용자의 작업 프로세스의 자율성을 보다 향상시킬 수 있다. 3축 밀링의 경우, 금형가공에서 필수적인 코너 잔삭, 펜슬 영역에 대한 전반적인 효율 개선이 이루어졌다. 또한 디스플레이 엔진 변경을 통해 3축 툴패스 연산, QM 배치 연산 등 계산시간이 추가적으로 향상되었다. 앞으로 ZW3D CAM은 3축 밀링 가공을 위한 특화된 기능들을 대거 개발할 예정이다. 또한 현재 국내에서 활발하게 공급·지원 중인 2축 밀링 분야에서는 ZW3D 전용 솔루션인 캠포커스(CAM Focus)를 2024에서도 업데이트하여, 부품 가공 시장에서 필수적인 2D 도면 및 3D 모델링을 활용한 특화된 CAM 데이터 생성 기능을 지속적으로 확대할 예정이다. 이를 통해 국내 가공분야에서 필요한 CAM 소프트웨어로 발돋움하기 위해 다양한 활동과 협업을 기획하고 있다.   ▲ ZW3D 2024의 코너 잔삭 연산영역 개선 향상     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

정삭 가공   지난 호에서는 NCG CAM에서 황삭과 황잔삭 및 황삭 툴패스의 종류에 대하서 알아보았다. 이번 호에서는 연재 마지막회로 정삭 가공에서 사용할 수 있는 툴패스의 종류와 특징을 알아보고, 따라하기 형식으로 실습해보는 시간을 가져보도록 하겠다.   ■ 김민관 HD솔루션즈 솔루션사업본부 기술팀의 수석 컨설턴트이다. 이메일 | mkkim@hd-solutions.co.kr 홈페이지 | www.hd-solutions.co.kr   정삭은 황삭으로 거칠어진 면을 정리하기도 하고 정 치수에 가깝도록 마무리하는 가공이다. NCG CAM에서 제공하는 정삭 가공의 종류는 등고선, 등고선 옵셋, 등고선 결합, 헬리컬, 래스터, 크로스 래스터, 일정 피치, 몰프드, 방사선, 나선형, UV 패스가 있다.   등고선 패스 생성하기 일정한 Z 절입량으로 가공해 내려가는 등고선 패스를 생성하는 방법을 알아보자. 등고선 패스는 주로 가파른 경사를 가지는 측벽부의 가공을 위해 사용된다. 일반적으로 일정한 Z 절입량(스텝다운)으로 가공해 내려가는 패스를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 패스의 모양이 지도의 등고선과 유사해 ‘등고선 패스’라고 부른다. 등고선 패스는 중삭 및 정삭 시 래스터 패스, 일정 피치 패스와 더불어 가장 주로 사용되는 가공이다. 특히 기울기 바운더리 등을 생성해 완만한 구간은 래스터 패스나 일정 피치 패스로, 급격한 측벽 구간은 등고선 패스로 가공해 두 기능을 모두 활용하는 것이 일반적이다. 같은 스텝다운일지라도 경사가 완만해지면 점점 피치(스탭오버)가 증가하기 때문에, 완만한 구간과 평면에는 등고선 가공이 사용되지 않는다.     등고선 패스 생성 실습   1. 예제 폴더에서 hsm.igs 파일을 선택하고 ‘열기’ 버튼을 클릭한다. 2. I 키를 누른 후 M 키를 눌러 뷰를 ISO 뷰로 최대화한다. 3. 화면 왼쪽의 콘텐츠 트리에서 Triangulated 서피스를 활성화한다. 4. 리본 메뉴의 ‘패스’ 탭에 들어가 등고선 아이콘을 클릭하거나, 그래픽 창에서 마우스 우클릭해 등고선 패스를 클릭한다.       5. 공구에 그림과 같이 값을 입력하고 대화상자의 왼쪽에서 ‘패스’ 탭에 들어가 XY 가공여유, Z 가공여유, Z 절입량, 최소 각도를 그림과 같이 수정한다.       6. ‘확인’을 클릭하고 그림과 같이 등고선 패스가 생성된 것을 확인한다.       ◼︎ 전체 내용은 PDF로 제공됩니다.

황삭 가공 전략과 평면 영역 가공   이번 호에서는 지난 호에 다뤘던 황삭 가공 방법 외에 NCG CAM에서 제공하는 다른 황삭 가공 전략과 함께, 평면 영역만 분류하여 슬라이스 툴패스가 생성되는 평면 가공에 대해서 알아보자. 이번 호의 내용은 NCG CAM 프로그램을 이용한 따라하기 형식으로 작성되었으므로, 해당 부분을 보면서 작성해보면 손쉽게 NCG CAM을 익힐 수 있는 시간이 될 것이다.   ■ 김민관 HD솔루션즈 솔루션사업본부 기술팀의 수석 컨설턴트이다. 이메일 | mkkim@hd-solutions.co.kr 홈페이지 | www.hd-solutions.co.kr   지그재그 황삭 NCG CAM은 지그재그 황삭(래스터 가공) 전략을 제공한다. 지그재그 황삭은 모델의 표면을 벡터 방향을 따라 가공한다. 지그재그 황삭 패스는 Z 높이가 서로 다른 서피스나 형상을 수평 분할해 내부 래스터 형태로 생성된다. 일반적으로 황삭 단계에서 사용되며, 많은 양의 소재를 빠르게 제거할 수 있도록 설계됐다.   지그재그 황삭 패스 생성하기 1) 예제 폴더에서 end_cap.dca 파일을 연다.   2) 콘텐츠 트리에서 Triangulated 서피스 1과 Bounding Box 1을 함께 활성화한다.   3) 리본 메뉴의 ‘패스’ 탭에서 ‘지그재그 황삭’을 클릭한다.     4) 지그재그 황삭 대화상자가 표시되면 그림과 같이 직경 25, 코너 반경 5인 코너 R형 공구를 입력한다.     5) 대화상자 왼쪽에서 패스를 클릭하고 다음과 같이 입력한다.     XY 가공여유 : 1 Z 가공여유 : 1 공차 : 0.3 Z 절입량 : 10 ‘형상인식 Z 최적화’ 체크 ‘스무싱’ 기능 체크 ‘사선 패스’ 항목에서 가공피치 : 10, 각도 : 0 , 옵셋 : 1.5 적용   6) ‘확인’을 클릭한다.

가공의 첫 단계 - 황삭 가공   이번 호에서는 가공의 첫 단계인 황삭 가공에 대해 알아보도록 하자.  특히 NCG CAM을 이용하여 실제 프로그램에서 어떻게 공구를 생성하는지와 함께, 절삭 조건 및 설정해야 하는 파라미터의 의미와 적절한 조건값을 이용하여 황삭 툴패스가 생성되는 과정을 따라하기와 함께 진행해보도록 한다.    ■ 김민관 | HD솔루션즈 솔루션사업본부 기술팀의 수석 컨설턴트이다. 이메일 | mkkim@hd-solutions.co.kr 홈페이지 | http://www.hd-solutions.co.kr   황삭은 가공의 초기 단계로서, 일반적으로 정삭 가공을 하기 전에 가공 소재로부터 많은 양을 한꺼번에 제거하는 작업을 말한다. NCG CAM은 4가지 황삭 가공 전략을 제공한다. 첫 번째 황삭(일반적인 캐비티 형태) 전략, 두 번째 코어 황삭(일반적인 코어 형태) 전략, 세 번째 지그재그 황삭, 마지막으로 어댑티브(adaptive) 황삭이 있다. 각 황삭 가공 전략의 특징은 예제를 실습하며 확인할 수 있다. 황삭 가공을 위해서는 다양한 공구 사이즈가 필요하며, NCG CAM을 이용하면 스톡 모델, 툴패스 등을 참고해 황잔삭 툴패스 생성이 가능하다. 그리고 툴패스로 가공이 된 이후의 형상을 그래픽으로 확인해보고 싶다면 NCG에서 제공하는 스톡 모델을 활용하면 남은 소재 영역을 확인할 수 있다.  황삭 가공은 주로 등고선 형식의 가공법이 많이 사용된다. 일정한 스텝다운(stepdown) 값을 이용해 소재의 필요 없는 부분을 효과적으로 제거한다. 만약 주물 등을 가공하는 것이라면 굳이 위의 황삭 가공을 거치지 않고 바로 다음 과정으로 넘어갈 수도 있을 것이다. 반대로 복잡한 제품을 가공한다면 한 번의 황삭으로는 충분히 살을 걷어내지 못해 바로 정삭으로 들어가기에 무리가 따를 수 있다. 흔히 황잔삭이라고 불리는 가공법은 하나의 공구로 살을 걷어낸 후, 좀 더 작은 공구로 이전 공구가 걷어내지 못했던 부분만을 다시 걷어 내는 황삭법이다. 가공의 정확성과 얼마나 많은 살들이 가공 후 남아 있는가를 조정하기 위해서는 적당한 수치를 입력하는 것이 중요하다. 이 목적으로 미리 입력해 주는 값들은 가공여유(thickness)와 톨러런스(tolerance)이다. 톨러런스는 가공 시 얼마나 정확히 가공할 것인가에 관한 수치이다. 황삭에서는 다소 큰 공차가 쓰일 수도 있지만 정삭 시에는 정확히 가공하기 위해서는 작은 공차를 넣어야 한다. 가공여유(thickness)를 0보다 크게 줄 때에는 톨러런스를 가공여유보다 작게 주어야 한다.   1. NCG CAM에서 황삭 가공 툴패스 생성하기 (1) 황삭 1) IGS나 STEP 형식의 3D 모델링 파일을 연다.    2) 키보드의 I 키를 눌러 ISO 뷰로 정렬하고, M 키를 눌러 최대화한다.    3) 리본 메뉴의 ‘바운더리’ 탭에서 ‘바운딩 박스’를 선택한다.     

가공 전 알아두어야 할 가공의 기초 지식   완성된 제품의 가공을 위해서는 여러 형태의 공구와 여러 종류의 툴패스를 응용하여 가공이 이루어져야 한다. 동일한 공구를 이용하여 단계를 구분하지 않고 가공하게 되다면 생산성, 경제성, 효율성 면에서 좋은 결과를 얻을 수 없다.  가공을 성공적으로 완성하려면 여러 단계를 거쳐야 하고, 그에 맞는 공구와 가공 툴패스를 사용하여야 한다. 이번 호부터 가공에 대한 간단한 기초 지식과 각 단계에 따라 사용할 가공 툴패스에 대해 확인해 보도록 하자.   ■ 김민관 | HD솔루션즈 솔루션사업본부 기술팀의 수석 컨설턴트이다. 이메일 | mkkim@hd-solutions.co.kr 홈페이지 | http://www.hd-solutions.co.kr   가공 공정별 툴패스 생성 가공 공정별 툴패스 생성 작업은 황삭 → 황잔삭 → 중삭 → 정삭 → 잔삭 등의 단계를 거친다. 가공하고자 하는 모델에 따라 툴패스를 생성하는 과정은 다소 차이가 있기도 하지만, 일반적으로 그림과 같은 단계를 거쳐 가공할 수 있다.    황삭  황삭은 가공의 초기 단계로서, 정삭 가공을 하기 전에 많은 양의 가공 소재를 한꺼번에 제거하는 작업을 의미한다. 황삭 가공 패턴은 꼭 황삭 가공만을 위한 가공 방법은 아니며, 가공 조건이 정삭 조건이라면 이 툴패스는 정삭에 사용될 수 있다. 황삭 가공은 주로 등고선 형식의 가공법이 많이 사용된다. 일정한 스텝다운(stepdown) 값을 이용해 소재의 필요 없는 부분을 효과적으로 제거한다.   ▲ 툴패스