과제: Toyota Supra 스포츠카 전체를 분해하고 구성 부품을 디지털화하여 맞춤 제작한 후 애프터마켓 개조로 변환할 수 있는 3D 모델을 만듭니다.

솔루션: Artec Leo, Artec Eva, Artec Studio

결과: 새로운 서스펜션 형상과 드리프팅 응용 분야를 위해 재설계된 차동 및 유압식 핸드브레이크 테스트를 위한 동적 시뮬레이션 환경으로 사용될 정도로 세밀한 Supra 모델로 개조되었습니다.

Artec 3D를 선택한 이유: 각 부품을 수작업으로 측정했다면 Supra의 리버스 엔지니어링은 비현실적으로 많은 시간이 소요되는 작업이었을 것입니다. BD Engineering은 놀랍도록 빠른 무선 Artec Leo를 사용하여 단 몇 시간 만에 자동차를 쉽게 디지털화하고 생성된 데이터를 사용하여 Artec Studio에서 전에 없던 드리프트 부품 설계의 기초를 개발할 수 있었습니다.

BD Engineering의 리버스 엔지니어링된 Toyota Supra와 계획된 개조. 이미지 제공: BD Engineering

완벽한 자동차를 조립하는 꿈을 꿔본 적이 있습니까? 급성장하는 160억 달러 규모의 미국 자동차 애프터마켓 부품 산업이 말해주듯이 많은 사람들이 그런 꿈을 꾼 적이 있지만 현실에서 이를 실현하는 것이 과연 얼마나 쉬울까요?

맞춤 제작의 주요 과제 중 하나는 자동차의 기존 새시 또는 차체와 개조 부품이 완벽하게 들어맞게 하는 것입니다. 대부분의 OEM은 애프터마켓 부품 개발자와 귀중한 설계 데이터를 적극적으로 공유하지 않기 때문에 차량 개조 시 후드 아래에 무엇이 숨겨져 있는지 알 수 없어 큰 문제가 생깁니다.

다행히 엔지니어(및 자동차 애호가) 측면에서 리버스 엔지니어링 기술은 빠른 속도로 발전하고 있으며, 이제 부품을 단 몇 초 만에 디지털화할 수 있게 되었습니다. 일부 애프터마켓 업체는 맞춤 제작을 위해 조각이나 몰딩을 사용하여 휠건을 고수했지만 BD Engineering은 그렇지 않았습니다. 이 회사는 Artec 3D 스캐닝의 도움으로 자동차및 그 외 분야에서 계속해서 경계를 넓혀가고 있습니다.

BD Engineering에서 완전한 마무리

8년 전, 엔지니어 Adam Bao는 지역 대학에서 자동차 개조 작업을 시작했습니다. 하지만 이러한 열정적인 프로젝트로 시작한 Illumaesthetic는 빠르게 성장하여 현재 SEMA, Tokyo Auto Salon과 같은주요 자동차 박람회에 맞춤형 자동차를 전시하는 번창하는 기업으로 성장했습니다.

이러한 성공 사례는 산업, 의료, 국방 분야 고객의 수요로 이어졌고, Bao와 공동 설립자 Nikita Rushmanov는 또 다른 회사인 BD Engineering을 설립하였습니다.  3D 스캐닝과 첨단 제조 기계를 갖춘 이 회사는 신속한 프로토타입 제작과 검사부터 주문형 생산에 이르기까지 모든 것을 지원합니다.

Artec Leo의 내장 디스플레이를 통한 서스펜션 부품의 디지털화. 이미지 제공: BD Engineering

그렇다면 BD Engineering은 어떻게 처음에 3D 스캐닝을 사용하게 되었을까요? 초기에 Bao는 스마트폰 사진 측량으로 물체를 디지털화하여 이를 모드 지원 설계 파일로 변환하는 작업을 해봤습니다. 이 기술이 충분히 빠르지도 정확하지도 않다는 것을 깨달은 그는 0.1mm 정확도의 빠른 3D 스캐너인 Artec Eva를 기반으로 한 새로운 접근 방식을 모색했습니다.

애프터마켓 수요가 증가함에 따라 BD Engineering은 나중에 Indicate Technologies에 문의했습니다. 이 Artec 골드 인증 파트너는 이 회사에두 개의 기존 현장을 동시에 번창시킬 수 있는 무선 AI 기반 장치인 Artec Leo로 업그레이드할것을 조언했습니다. 각 사업장이 서로 수백 킬로미터 떨어져 뉴어크와 로스앤젤레스에 있었음에도 불구하고 말입니다.

Rushmanov는 나중에 북부로 이사했지만, 두 사람은 처음에는 디스플레이가 내장된 올인원 특성을 통해 캘리포니아 전역을 오가며 Leo를 공유할 수 있어 그 어느 때보다 쉽게 이동 중에도 작업을 수행할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 그 이후로 이 진취적인 두 사람은 3D 스캐닝을 더 폭넓은 작업 흐름에 도입했을 뿐만 아니라 상당히 독특한 방식을 고안해 냈습니다.

Bao는 “자동차 분야에서는 자동차의 절반만 스캔하는 사람들을 많이 봅니다. 그건 좋은 생각이 아닙니다. 시계 방향으로 스캔하면 시작과 끝이 6~12인치 정도 떨어져 있음을 알 수 있습니다. 완전한 순환 루프가 없는 한 오차 전파가 많이 발생합니다. 우리는 이럴 때 '젠장, 차 전체를 스캔하자'라고 말합니다. 저는 이를 마무리 짓기라고 부릅니다."라고 설명했습니다.

"Artec Leo를 사용하면 전면부와 전체 자동차를 스캔하는 데 걸리는 시간 차이가 너무 미미해서 '전체를 스캔하면 어떨까'라고 생각했습니다."

해체된 Supra를 Artec Leo로 디지털화하는 BD Engineering의 공동 창립자 Nikita Rushmanov. 이미지 제공: BD Engineering

새로운 영역으로 진출

한때는 상징적인 Subaru의 범퍼를 개선하기도 했던 두 사람은 Illumaesthetic에서 General Motors와 BMW 등의 차량 계기판과 후미등을 맞춤 제작하는 데 만족하지 않고 이제 차량 리버스 엔지니어링이라는더 높은 목표를 세웠습니다.

초기 차량 전체 외관 스캔에서 Bao는 Artec Eva를 사용하여 Honda S2000 전체를 디지털화할 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 그는 이 프로젝트에 2시간밖에 걸리지 않았지만 차량에 최소한의 테이프를 붙이는 것만으로도 작업 속도가 느려졌다고 말하며, 초당 3,500만 포인트의 Leo를 사용했다면 훨씬 더 빠르게 작업할 수 있었을 것이라고 말합니다.

Bao는 "당연히 S2000에 가능한 한 적게 마커를 사용하고 싶었습니다. 그래서 저는 필요하다고 생각한 것부터 시작했다가 필요한 것이 더 있다는 것을 깨닫고 계속 왔다 갔다 했습니다. Leo는 매우 빠르기 때문에 헤드라이트, 거울, 창문, 검은색 플라스틱 트림을 준비하는 데 15분, 스캔하는 데 15분 정도면 충분했습니다."라고 말했습니다.

BD Engineering의 최신 디지털화 프로젝트의 일환으로 Rushmanov는 현재 자신의 업무용 차량인 2023 GR Toyota Supra를 완전히 리버스 엔지니어링했습니다. 그는 자동차를 분해하고 서스펜션과 서브프레임을 하나하나 스캔하여 드리프팅용으로 설계된 유압식 핸드브레이크를 장착하는 등 광범위한 개조 작업을 수행했습니다.

Artec Leo를 사용하여 Toyota Supra의 핸드 브레이크를 3D 스캔하는 Rushmanov. 이미지 제공: BD Engineering

빠르고 기동성이 뛰어난 Leo 덕분에 빠르고 쉽게 작업할 수 있었지만, Rushmanov는 Artec Studio의 편집 도구 세트가 메시 정렬을 간소화하고, 설계 제약 조건을 해결하고, 폴리곤을 제거하여 내보내기 파일 크기를 줄이는 데 똑같이 유용했다고 말합니다.

Rushmanov는 "Artec Studio는 정말 큰 도움이 됩니다. 저는 실제로 그것을 즐겨 사용합니다. 모든 설계 제약 조건을 한 번에 해결한 다음 다시 맞춰 넣을 수 있기 때문에 리버스 엔지니어링에 대한 Artec Studio의 접근 방식은 매우 혁신적입니다. 시간이 정말 많이 절약됩니다."시간이 정말 많이 절약됩니다."라고 덧붙였습니다.

"우리는 새로운 서스펜션 부품의 비용을 수치적으로 최적화하는 동적 시뮬레이션 환경을 구축하기 위해 자동차 전체를 리버스 엔지니어링했습니다."

"Scan-to-Factory" 설정 구축

디지털화된 3D 프린팅 부품에 대한 수요가 증가하는 가운데 BD Engineering은 Illumaesthetic의 기존 자동차 분야 외의 고객과도 점점 더 많이 협력하기 시작했습니다. Bao에 따르면, 3D 프린팅을 "중개 서비스"로 제공하는 것을 넘어 이를 달성했다고 합니다.

그는 전통적으로 OEM에서 출시 전 홍보를 위해 "렌더링이 아닌 실제 부품 사진을 통해 차량을 마케팅"하기 위해 3D 프린팅 목업을 주문했다고 말합니다. Illumaesthetic는 여전히 이러한 고객을 확보하고 있지만, BD Engineering은 이 기술을 다른 곳에 사용하기 시작했는데, 한 예로 동체를 제작하여 군용 표적 연습용 드론을 만들기 위한 금형을 만드는 데 사용했습니다.

클래식 BMW를 타고 드리프팅 실력을 선보이는 Rushmanov. 이미지 제공: BD Engineering

Rushmanov는 궁극적으로 Supra 개조 차량을 제작하여 전 세계 드리프터들에게 판매할 계획입니다. 한편, 그는 고객이 디지털화를 위해 물건을 맡기면 한 달 안에 시각적 또는 성능 부품을 생산할 수 있는 "Scan-to-Factory 설정"을 구축할 계획이라고 말합니다.

"우리는 3D 스캐닝을 위해 물건을 맡는 일이 끊이지 않는데, 고객들이 우리가 하는 일은 다른 업체들이 따라잡을 수 없을 정도로 뛰어나다고 보기 때문입니다. 우리는 필요한 것을 스캔하는 데 그치지 않고 그것을 한 단계 더 발전시킵니다."

한국기술은 1983년 세계 최초로 3D프린터를 발명한 미국 3D Systems 사와 1990년 국내 최초로 산업용 SLA 3D프린터를 대우자동차(현 GM자동차)에 공급하였습니다. 1997년 국내 독점 공급 계약을 체결하여 국내 굴지의 대기업인 현대 자동차, 기아자동차를 비롯한 약 600여 개 기업 및 기관에 3D 프린터를 공급하여 한국의 3D 프린터 대표회사로 성장하였습니다.

해를 거듭한 기술의 발전으로 이제 3D프린터는 단순 시제품 제작용에 직접 생산이 가능한 DMP, SLS, SLA 등의 다양한 방식의 3D 프린터가 우주/항공, 자동차, 전자, 의료, 쥬얼리, 소비재 등의 분야에 사용될 뿐 아니라, 사무실 환경에서 편리하게 사용이 가능한 MJP, CJP 방식까지 모든 산업군에서 3D프린터를 기반으로 한 비용 절감 및 일정 단축으로 기업의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.

한국기술은 시제작 출력서비스, 3D 스캐너를 이용한 역설계 서비스, 3D프린팅 교육을 통하여 3D프린팅 토탈 솔루션 업체로 업계를 선도하고 있습니다.

3D프린터, 3D스캐너, 소프트웨어, 시제품 제작 문의 등 궁금하신 사항이 있으시면 언제든 편하게 문의주시기 바랍니다.