역설계의 미래는 무엇입니까?

지난 수십 년 동안 역설계는 전세계 제조사에 의해 사용되는 제품 설계와 생산 공정에서 필수적인 부분이 되었습니다. 항공우주에서 자동차, 소비재에 이르기까지 산업 엔지니어와 제품 설계자는 문서나 도면 없이 레거시 부품을 복제하거나, 경쟁 제품을 분석 및 분해하거나, 기존 제품을 수정 및 개선할 때 역설계를 이용합니다. 기술이 개선되듯이 물리적 부품 또는 어셈블리를 신뢰할 수 있고 정확하며 솔리드 CAD(Computer-aided design) 모델로 디지털화하는 데 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어 역시 개선됩니다. 새로운 계측 센서, 빠르고 저렴한 컴퓨팅에 의해 가능해진 더 많은 기능을 갖춘 소프트웨어, AI의 발전에 의해 역설계의 미래가 만들어지고, 더 많은 잠재 응용 분야가 개척되며, 더욱 광범위한 전문가들이 이를 사용하고 있습니다.

이 모든 것은 염두에 두고 어떤 트렌드가 다음 해에 역설계의 상황에 어떠한 영향을 미치게 될지를 살펴보겠습니다.

2023년 역설계의 상위 트렌드 3개는 무엇입니까?

역설계 트렌드 #1: 신속한 원형 제작

오늘날 제조되는 대부분의 제품은 조립 라인에서 출시되기 전에 다양한 반복 작업을 거치게 됩니다. 이러한 반복적인 워크플로우는 소위 “신속한” 또는 “빠른” 프로토타이핑이라고 불리며 최종 제품 설계를 가능한 한 빠르게 에뮬레이션하기 위해 제품이나 부품의 물리적 프로토타입 또는 모델이 사용되는 기술을 말합니다. 최근 몇 년 동안 신속한 프로토타이핑은 제조사가 대량 생산에 착수하기 전에 설계 아이디어를 점검하고 검증하여 값비싼 실수와 지연의 위험을 낮추는 방법이 되었습니다.

역설계는 이 워크플로우에서 매우 중요한 역할을 수행하여 회사가 신속한 프로토타이핑을 위한 기반으로 사용할 수 있는 기존 제품 또는 부품의 디지털 모델을 제작할 수 있도록 해줍니다. 예를 들면, 자동차 회사는 원본 CAD 파일로부터 시작하는 대신에 3D 스캐너를 사용하여 어셈블리에 맞는 제조 부품을 포착하고 이를 새 부품을 위한 베이스 라인으로서 역설계할 수 있습니다. 이로 인해 제품 개발 프로세스가 가속화될 뿐 아니라 최종 제품의 품질 역시 개선됩니다. 이는 새로운 칫솔 모델처럼 단순한 제품이든 MRI 기계처럼 복잡한 제품이든 간에 지속적으로 새로운 제품 설계를 생성하는 디자인 스튜디오에게도 해당됩니다. 처음부터 시작하지 않고 스캔에서 시작하기 때문에 매우 많은 시간이 절약됩니다.

3D 스캐너 및 역설계 소프트웨어를 사용하면 더욱 스마트해지고, 저렴해지며, 비전문 인력 역시 사용 가능해져 신속한 원형 제작은 더욱 다양한 영역에서 훨씬 광범위하게 퍼질 것입니다. 설계 전문가는 CNC 가공이나 사출 성형과 같은 전통적이고 종종 느린 제조 공정에 의존하는 대신에 라이트 또는 레이저 기반 스캐닝 기술, CAD 소프트웨어 및 적층 제조를 선택하여 정확하고 기능이 풍부한 프로토타입을 즉석에서 개발할 수 있습니다. 핸드헬드 휴대용 3D 스캐너를 사용하면 모든 제품이나 부품을 현장에서 직접 포착하여 최종 3D 모델을 추가적인 가상 테스트와 분석을 위해 CAD 소프트웨어로 업로드하거나 3D 프린팅 소프트웨어에 업로드하여 신속하고 정확한 프로토타입을 만들 수 있습니다.

역설계 트렌드 #2: 적층 제조

역설계의 모습을 만드는 두 번째 트렌드는 적층 제조의 사용 증가입니다. “적 층 제조”(additive layer manufacturing) 또는 경우에 따라 3D 프린팅이라고 알려진 적층 제조는 CAD 파일에서 재료를 층으로 결합하여 3차원 부품을 만드는 고급 제조 공정입니다. 1980년대 이후 적층 제조 기술은 급속도로 발전해 왔습니다. 하드웨어, 재료, 소프트웨어에서의 최근 발전으로 인해 더 많은 기업이 적층 제조에 접근할 수 있게 되었으며, 이전에는 소수의 첨단 산업으로 제한되었던 도구를 사용할 수 있는 기업이 점점 더 많아지고 있습니다.

이 모든 것은 역설계에 영향을 미칠 수밖에 없습니다. 훨씬 더 저렴한 전문가용 3D 프린터, 부품당 비용 비율 개선, 새로운 프린팅 재료의 도입으로 인해 더 많은 기업이 적층 제조를 감당하고 보다 포괄적인 범위의 제품을 비용 효율적으로 역설계할 수 있게 되었습니다.

많은 회사들은 이미 적층 제조를 역설계 루틴을 일부로 도입했습니다. 예를 들어, 신발 제조사는 휴대용 3D 측정 기술을 사용하여 이전 모델을 스캔하고 수정한 다음 3D 프린팅하여, 새 모델이 생산 단계로 이동하기 전에 어떻게 보이는지와 어떻게 움직이는지를 확인합니다. 자동차 복원 샵은 누락된 부품을 교체하기 위해 차량용 작동 부품의 원형을 제작하고 이를 제작하기 위해 적층 제조를 도입하고 있습니다. 동물 병원을 비롯한 일부 병원에서는 3D 프린터를 통합하여 역설계된 환자 스캔 데이터를 기반으로 맞춤형 보조기 및 보철 장치를 개발합니다.

3D 프린팅과 스캐닝 기술이 모두 개선되고 있듯이 역설계와 프린팅 소프트웨어 역시 개선되고 있어 더 많은 제조사가 이 기술을 활용하여 역설계 작업을 간소화할 것입니다.

역설계 트렌드 #3: 가상화

제조사가 역설계와 함께 자신들의 워크플로우에 광범위하게 통합시키고 있는 새로운 접근 방식은 가상화입니다. 때때로 이 두 용어는 물리적 개체의 디지털 모델(디지털 트윈)을 만드는 과정을 설명하는 동의어로 사용됩니다. 그러나 가상화는 더 많은 것을 의미하며 여기에는 물리적 프로토타입 없이 가상의 공간에서 제품 설계를 분석하고 최적화하며 제품이 다양한 작동 조건에서 어떻게 작동하는지를 시뮬레이션하는 것이 포함됩니다.

가상화는 가상 프로토타입이 생산 라인으로 이동하기 전에 실생활과 같은 방식으로 이와 상호작용할 수 있도록 해주기 때문에 엔지니어링, 설계, 제조 공정에서 유용합니다. VR 및 AR은 또한 제품이 제조되기 전에 인체 공학을 간편하게 테스트하고 가상 공간에서 변경할 수 있도록 해줍니다. 또한 가상 공간은 공장의 가상 투어나 기계류 작동 방법에 대한 가상 시연과 같은 다양한 학습 경험을 작업자에게 제공합니다. 마지막으로 다양한 팀이 다양한 공간에서 가상 모델에 접근하고 공유할 수 있습니다. 이로 인해 제품 개발 도중 협력과 소통이 간편해집니다.

AR 및 VR, 인공 지능, 기계 학습 부문에서의 최근 발전으로 더욱 광범위한 제조사 및 산업 분야에서 가상화에 접근할 수 있게 되었습니다. 가상화는 주로 항공우주, 자동차, 제조와 같은 첨단 기술 분야에서 가장 많이 사용되고 있지만 건설, 건축, 엔터테인먼트 분야에서도 점점 더 보편화되고 있습니다. 예를 들어, 가상화는 다양한 기상 조건에서 건물이 어떻게 반응하는지를 시뮬레이션하거나 영화 및 TV 쇼를 위한 디지털 세트를 만드는 데 사용됩니다.

코로나 19와 원격 근무를 향한 일반적인 추세로 인해 모델링, 작업 현장 시뮬레이션 프로세스 제어, 생산 계획, 테스트 및 확인과 같은 작업에 가상화를 사용하는 것이 더 간편해졌습니다.

이것은 역설계에 어떤 영향을 미치게 될까요? 가상화가 점점 더 보편화되고 있기 때문에 처음부터 설계된 기존의 3D 모델보다 더 사실적인 제품과 공간의 가상 모델을 만들어야 합니다. 결국 나중에 가상 설정에서 사용할 수 있는 고품질의 깨끗하고 견고한 3D CAD 모델을 만들려면 고정밀 스캐닝 기술과 역설계 소프트웨어가 필요합니다.

가상화가 더욱 대중적이 되고 있기 때문에 3D 측정 기술 역시 더욱 일반적이 될 것입니다. 이는 기술자 직원뿐 아니라 다른 직원 역시 이들을 사용하는 방법을 배워야 함을 의미합니다. 스캐너와 소프트웨어 모두 점점 더 저렴해지고 작업자 친화적으로 되고 있기 때문에 점점 더 많은 사람들이 자신들의 작업 환경에서 이를 사용할 수 있게 됩니다.