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Creaform과 프랑스 학생들이 Kiteboatspeed 프로젝트를 재설계하다

Creaform과 프랑스 학생들이 Kiteboatspeed 프로젝트를 재설계하다

올림픽 수준의 장애인 선수용 삼동선의 프로토타입 제작에 Creaform의 역엔지니어링 기술이 사용됩니다.

MetraSCAN 3D역엔지니어링 기술을 바탕으로, Creaform은 École Normale Supérieure de Cachan(프랑스)의 학생들과 삼동선을 새로운 형태로 변형하는 작업인 Kiteboatspeed(KBS) 프로젝트를 진행하고 있습니다. 선체를 재설계하는 과정에서 Creaform과 학생들은 삼동선에 새로운 임무를 부여하고 신체적 장애가 있는 선장에게 적합하도록 선체의 설계를 조정할 예정입니다. 이 프로젝트에서 Creaform은 3D 스캐닝을 책임지며 학생들은 역엔지니어링을 담당하게 됩니다.

Kiteboatspeed 프로젝트: 인간과 기술의 도전

2007년부터 KBS팀은 포일이 장착되어 있으며 연이 끄는 최초의 고성능 보트를 개발하기 시작하였습니다. 개발자인 Christophe Martin과 Christophe Ballois는 새로운 항해 유형을 개척하기 위하여 이러한 아이디어를 생각해 냈습니다. « 우리의 도전은 기술 혁신과 스포츠 도전이 결합되어 있는 현대적인 형태입니다. 또한 이 도전은 신체적 장애에도 불구하고 자기를 초월하고자 하는 염원에 의한 인간의 경험이기도 합니다. » 개발을 추진 중인 이 팀은 향후 수 년 내에 레가타가 KBS를 기반으로 설계된 환영 보트를 대체할 것으로 예상하고 있습니다. KBS팀은 École Normale Supérieure de Cachan과 공동으로 궁극적으로 올림픽 게임에서 사용될 수 있는 새로운 종류의 배를 개발하는데 초점을 두고 있습니다. 이들의 목표는 선장의 성별 또는 신체적 장애의 유무에 관계 없이 동일한 접근성과 성능을 제공하는 것입니다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 우선 성능과 선장의 안전을 모두 보장하는 프로토타입을 먼저 개발해야 합니다.

École Normale Supérieure de Cachan: 유구한 역사

École Normale Supérieure de Cachan은 매우 높은 학문적 우수성과 유구한 역사로 잘 알려져 있습니다. 1891년에 최초의 학과가 개설되었습니다. 이 교육기관은 프랑스의 몇몇 그랑제콜(Grandes Écoles)에 소속되어 있으며 기술 교육의 명인을 육성하는데 그 목표를 두고 있습니다. 이 기관은 1932년에 l’École Normale Supérieure de l'Enseignement Technique (ENSET)로 지정되었습니다. 1985년에는 ENSET Cachan에서 ENS Cachan으로 격상되었으며 과학, 문화 및 전문 분야의 다른 ENS와 동일한 지위를 얻게 되었습니다. ENS는 민간 및 공공 분야 교사 및 연구원의 교육 훈련 및 관리자(민간 및 공공 부문 관리자 및 산업 및 상업 기관의 관리자)의 교육 훈련을 그 목적으로 합니다.

본 프로젝트의 용역에서 사용되는 역엔지니어링

KBS팀이 직면한 기술적 및 기계적 요구를 해결하기 위해 기존의 구조에 대한 3D 모델이 필요하게 되었습니다. 정확하게는, École Normale Supérieure de Cachan과 KBS팀은 선체에 연의 날개를 연결하는 혼합 솔루션을 개발하고 있습니다. 선장들은 자신들이 필요로 하는 요건에 따라 보트를 개조하기 위하여 선체를 분석해야만 합니다.

이러한 필요성에 따라 2014년 École Normale Supérieure de Cachan은 Creaform과의 파트너 관계를 요청하였습니다. « 개발팀의 프레젠테이션과 커뮤니케이션을 지원하게 될 축소 모형을 제작하려면 우선 기존의 보트를 스캔하고 3D 프린터로 출력한 후 모든 부품을 조립해야 합니다. » 수립된 목표 중에는 모듈 제어 솔루션을 정의할 CAD 모델의 확보가 포함되어 있는데, 이를 통해 서로 다른 유형의 신체적 장애에 맞게 보트를 조정할 수 있게 됩니다. ENS 학생들이 3D 모델을 바탕으로 개발 및 역엔지니어링 작업을 수행하려면 일부 부품에 대한 3D 스캔이 필요합니다.

École Normale Supérieure de Cachan의 Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée(LURPA)만이 Creaform C-Track 듀얼 카메라 센서를 보유하고 있으며, MetraSCAN 3D 광학 CMM 스캐너 및 MaxSHOT 3D 사진 측량 시스템을 사용하여 스캐닝 작업을 수행하기 위해 두 명의 기술자가 현장을 방문하였습니다. Creaform MetraSCAN 3D의 정확도와 MaxSHOT 3D의 우수한 성능을 바탕으로 선체에 대한 스캐닝 작업이 완료되었는데, 기존의 다른 시스템을 사용하여 측정을 수행하기에는 부적합한 환경에서도 최적의 정확도를 지닌 결과를 얻을 수 있었습니다.

역엔지니어링: 새 생명을 불어넣는 스캐닝

개발팀이 마음대로 사용할 수 없는 모형을 생성하려면 우선 삼동선을 분해해야 합니다. 그 후 Creaform의 전문가가 두 개의 부표, 두 개의 암 및 보트의 중앙 선체를 각각 스캔할 수 있습니다.

삼동선 본체의 스캔 작업은 다음과 같이 이루어집니다.

  1. 선체의 계측: 게이지, 타겟 및 기준 타겟을 위치시킵니다.
    선체의 계측: 게이지, 타겟 및 기준 타겟을 위치시킵니다.
  2. Creaform의 MaxSHOT 3D를 사용하여 사진 측량을 수행합니다.
    Creaform의 MaxSHOT 3D를 사용하여 사진 측량을 수행합니다.
  3. Creaform의 MetraSCAN 3D을 사용하여 선체의 절반을 3D 스캔합니다.
    Creaform의 MetraSCAN 3D을 사용하여 선체의 절반을 3D 스캔합니다. Scanning the parts and results
  4. Creaform의 전문가가 지점 클라우드를 처리합니다.
    Creaform의 전문가가 지점 클라우드를 처리합니다.
  5. 메쉬 처리를 수행합니다.
  6. 대칭성을 통해 전체 선체를 복원합니다.
    대칭성을 통해 전체 선체를 복원합니다.
  7. 프로토타입 제작을 위해 ABS 플라스틱 스트링을 사용하여 보트의 중앙 선체 및 기타 부품을 3D 인쇄합니다.
  8. 표면 처리를 한 후 부품을 조립합니다.
    표면 처리를 한 후 부품을 조립합니다.

개발팀이 만족하다!

개발팀이 만족하다!개발팀은 결과물에 매우 만족하고 있습니다. 개발팀은 최종적으로 부품들을 3D 인쇄한 후 조립하여 프리젠테이션과 커뮤니케이션에서 사용할 축소 모형을 만들었습니다. 개발팀은 2014년 가을 중 삼동선의 구조 상 한계점 분포를 규정하고 3D 수정 사항을 새로 반영한 후 시뮬레이션을 진행할 것을 목표로 삼고 있습니다.

Creaform의 계측 솔루션을 사용하면 삼동선과 체적이 유사한 6m x 5m x1m의 치수를 지닌 사물을 스캔할 수 있습니다. 물론, 모델링 소프트웨어를 사용하여 3D 지오메트리를 재생성하는 것도 가능했을 것입니다. 그러나 이러한 작업은 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 보트 선체 및 암의 복잡한 지오메트리를 고려했을 때 완료하기가 매우 어렵습니다. 경험에 따르면 계측 솔루션은 환경 조건의 불안정성에 관계 없이 모형이 분실되었거나 존재하지 않은 3D 오브젝트를 재생성할 수 있다는 고유한 장점을 지니고 있습니다.

École Normale Supérieure de Cachan의 학생들에게는 본 프로젝트의 성공적인 완수가 매우 의미 있는 학문적 경험이라 할 수 있습니다. 학생들에게 이 프로젝트는 학문적 개념을 실제 프로젝트에 적용해 볼 수 있는 기회이자, 최신의 스캐닝 장비에 익숙해질 수 있는 기회이기도 합니다.

Creaform과 교육 분야

차원 측정 광학 솔루션은 계측 시장에서 상대적으로 신기술에 해당하지만 앞으로 우리 생활에 꼭 필요한 기술이 될 것임에는 의심할 여지가 없습니다. 많은 품질 관리 및 설계 전문가들은 광학 측정 기술이 특히 산업 응용 측면에서 치수 측정의 미래가 될 것으로 내다보고 있습니다. Creaform은 사용이 쉽고 정확도가 뛰어난 휴대용 3D 광학 측정 장비를 공급하고 있습니다.

Creaform의 3D 광학 측정 및 3D 기술은 현재 세계 계측 시장에서 널리 통용되고 회자되고 있습니다. 실제로, 2005년부터 전 세계에 걸쳐 Creaform 장비를 사용하고 그 원리를 가르치는 기관의 수가 크게 증가하고 있습니다. 가장 최신의 기술을 도입하는데 적극적인 이러한 기관들은 연구원, 교사 및 학생들이 이러한 종류의 장비를 이해하고 완전히 터득할 수 있도록 주의를 기울이고 있습니다.

ENS Cachan과의 1년 간의 협업 후 연 날개를 원격으로 조종하는 솔루션의 검증이 완료되었으며, 이 솔루션은 2014년 가을 실제 테스트에서 사용될 프로토타입에 적용될 예정입니다.

2014년 가을 개발팀은 삼동선의 한계점 분포를 파악하고 새로운 3D 수정 사항이 반영된 시뮬레이션을 수행할 것을 목표로 하고 있습니다.