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스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

엔지니어링 서비스는 여러 산업에서 중요한 역할을 하고 있으며, 점점 더 많은 기업들이 3D 엔지니어링 서비스 사업자에게 특수하고 까다로운 프로젝트를 의뢰하고 있습니다.

엔지니어링 프로젝트

세계 유수의 비즈니스 항공 서비스 기업 중 하나인 스위스의 Jet Aviation AG는 Creaform의 3D 엔지니어링 서비스 사업부에게 비어 있는 Boeing 737-800 항공기의 내부 3D 모델링을 수행해줄 것을 의뢰했습니다. 이 프로젝트는 최종적으로는 Jet Aviation에서 설계하고 제작해서 설치할 기체 내부를 가상적으로 표현하는 것을 목표로 했습니다.

실제 기체가 제작되기 전에 필요한 정보를 손에 넣음으로써 엔지니어들은 설계가 실제 항공기의 구조 및 계통에 일으키는 간섭이 최소화됨을 확신하면서 일을 진행할 수 있습니다. 또 하나의 핵심적 장점은 간섭 가능성이 있는 부분을 미리 파악하고 고비용을 초래하는 반복 설계를 줄일 가능성을 더욱 높임으로써 프로젝트의 위험 요소를 사전에 제거하는 것입니다. 또한 향상된 컨텍스트 관리 기능(즉, 모든 엔지니어링 분야의 표지 간 상호 관계를 보여주고 충돌 가능성을 공개/방지하는 비주얼 플랫폼)도 제공됩니다.

Creaform의 3D 엔지니어링 서비스 사업부는 비어 있는 Boeing 737-800 기체의 객실과 화물칸을 스캔하는 계약을 체결했습니다. 그 과정에서 비행기 작동 담당자, Jet Aviation, Creaform 등의 관계자들이 독일의 한 비행장에서 준비 모임을 가졌습니다.

2011년 여름에 이 기체는 격납고에 들어가 3주 동안 잭에 묶여 권양되었습니다. 이 권양 작업 덕분에 기체는 스캔이 진행되는 내내 고정 상태를 유지했으며 따라서 매일 예정된 데이터 캡처 작업을 일관성 있게 진행할 수 있었습니다. 내부에서 절연재와 바닥재를 벗겨내, 스캔을 진행할 구조와 계통을 노출시켰습니다.

스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

Creaform 애플리케이션 엔지니어 팀은 HandySCAN 3D 스캐너, Leica 중대형 스캐너, C-Track 센서가 달린 MetraSCAN 3D 광학 CMM 3D 스캐너, 사진 측량용 MAXscan 등을 이용해서 기체 내부를 디지털화했습니다. 데이터 수집 및 컴파일을 거쳐 스캔 결과가 캐나다에 있는 Creaform의 CAD 부서에 전달되어 CAD 재생 모델 처리 작업이 진행되었습니다. Creaform은 이 모델 재생 작업이 진행되는 동시에 Jet Aviation 측에 데이터를 전달하여 작업 진행 상황을 동시에 평가하고 검증할 수 있도록 했습니다.

스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

데이터 처리 및 3D 모델 재생

CATIA V5 소프트웨어를 사용하여 Creaform의 설계자들은 바닥 빔과 판, 프레임, 기계 장치, 다양한 유형의 배관 및 배선과 같은 기체 골격의 다양한 요소를 포함한 내부를 재생했습니다. 작업은 기체의 단면 구조에 따라 여러 부분으로 분할되었고 디지털 파일을 이용해서 기체 요소들의 입체 모델을 재구성했습니다. 이 입체 모델은 단면으로 분할이 가능하며, 그 위에 직접 평면 또는 표면을 구성할 수 있습니다. 연속적 단면을 가진 물체의 경우, 방향을 따르는 압출 단면 또는 궤적을 따르는 스캔 단면으로서 입체 모델이 생성되었습니다. 비연속 부품(즉, 특정 기계 장치)의 경우, 이 요소들은 간단한 기하학적 함수를 이용해서 재정의할 수 있는 기본 부품으로 세분화되었습니다.

형태가 너무 복잡한 물체의 렌더링에는 표면 모델이 사용되었습니다. 그리고 이 표면 모델을 두텁게 해서 입체 모델을 만들었습니다. 이 재생에 필요한 정밀도 수준 덕분에 Creaform에서는 재생 요소를 제어 케이블을 이끄는 도르래 등과 같이 다양한 곳에, 재활용할 수 있었습니다.

스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

그리고 모든 재생 파일을 조립해서 Boeing 737 내부의 3D 모델을 만들어 Jet Aviation에 납품했고, Jet Aviation에서는 가상 3D 재생 기능을 이용해서 기체 내부 비품을 설계, 제작, 조립했습니다.

"저는 이 3D 스캔 프로젝트의 성공적인 결과에 매우 만족합니다. Creaform이 효과적인 소통 채널을 마련한 덕분에 기대 사항을 미리 관리하고 자주 확인할 수 있었습니다. 프랑스와 캐나다의 모든 Creaform 팀 전체가 높은 수준의 전문성과 경쟁력을 보여주었습니다”라고 Jet Aviation의 Completions Engineering Structures 부서 관리자 Andy Yznaga가 설명했습니다. "Jet Aviation에서는 내부 설계 및 제작을 위해 3D 기능에 크게 투자해 왔는데, Creaform의 기술은 Jet Aviation이 3D 도구에 대한 투자 효과를 더욱 확대하는 데 도움이 될 것입니다. 또한 프로젝트 관점에서 볼 때, 초기 단계에서부터 신뢰성 있는 데이터에 접근할 수 있다는 사실은 기술적 위험 요소를 줄이는 데 도움이 되며, 실물 기체를 직접 접하는 방식의 훌륭한 대안이 되고 있습니다.

이 모델의 제작 및 평가에는 Jet Aviation과 Creaform 간 약 4~5개월의 협력 기간이 필요했습니다.

스캔에서 3D 모델까지 항공기 내부 엔지니어링

Jet Aviation AG 소개

General Dynamics(NYSE: GD)가 모든 지분을 소유한 자회사 Jet Aviation은 1967년 스위스에 설립되었으며 세계에서 가장 선진적인 비즈니스 항공 서비스 기업 가운데 하나입니다. 유럽, 중동, 아시아, 북미, 남미 등 26개 공항에서 거의 5,000명에 이르는 직원들이 고객의 요구에 맞는 서비스를 제공하고 있습니다. 이 회사는 정비, 완성, 개보수, 엔지니어링, 운항 지원 작업 서비스를 비롯하여 기체 관리, 전세기 서비스, 기체 판매 및 인적 서비스 등을 제공합니다. 유럽과 미국의 Jet Aviation 기체 관리 및 전세기 사업부에서는 200대가 넘는 항공기를 공동으로 운항하고 있습니다.

www.jetaviation.com