레이저 스캐너는 매우 효율적이고 유연하며 신뢰할 수 있는 측정 장치로 알려져 있으며 다양한 방식으로 국부화 기술과 결합할 수 있습니다. 본 연구의 주제인 니콘 메트롤로지의 주력 제품은 고정식 3차원 측정기(CMM)에 사용되는 레이저 스캐너나 다관절 암에 장착되는 휴대용 모델입니다. 두 경우 모두 광학 스캐너가 주요 측정 수단으로 사용되지만, 더 다양한 기능을 구현하기 위해 스캐너 부품을 터치 프로브로 교체하는 경우도 많습니다. 스캐너는 특히 복잡한 자유형상 부품과 관련된 응용 분야인 경우 속도와 정확성 면에서 유리한 선택입니다.
레이저 스캐닝을 구동하는 기술은 빛의 방출에 의존하며, 이는 1978년 1월 캐나다 국립연구위원회(National Research Council of Canada)가 개발에 성공한 삼각측량 기반 스캐닝 기술을 통해 감지됩니다. 삼각측량은 기하학의 원리를 사용하여 물체가 공간 상에서 차지하는 위치를 결정합니다. 이러한 삼각형을 구성하는 점은 각각 방출하는 광원, 측정 대상 표면의 레이저 라인, 그리고 빔을 수신하는 카메라입니다. 그러면 방출 광원과 수신 카메라 사이의 거리와 각도를 알 수 있고, 대상 표면에 비치는 레이저 라인의 각도도 알 수 있습니다. 간단히 말해서, 니콘 메트롤로지 레이저 스캐너는 레이저 라인을 부품 표면에 투사합니다. 그러면 카메라가 이 이미지를 감지하여 카메라 내부의 픽셀화 처리에 따라 일련의 점으로 변환시킵니다. 그 결과 산출된 값은 테스트 대상의 측정치를 특성화합니다. 이 프로세스의 개략도는 그림 1을 참조하십시오.
응용 분야 및 산업
모든 제조업체의 모든 응용 분야를 100% 측정할 수 있는 단일 측정 솔루션은 존재하지 않습니다. 일반적으로 생산 라인으로부터 격리된 클린룸에 설치되는 터치 프로브가 포함된 고정식 CMM은 높은 수준의 정확도를 제공하고 자동화가 용이하지만, 인라인 검사나 초대형 부품의 검사에 있어서는 한계를 보입니다. 터치 프로브가 포함된 휴대용 관절식 암 장치를 라인 내부로 가져오게 되면 평면, 원, 슬롯, 구체와 같이 잘 정의된 다면체 형상의 부품을 측정하는 데 있어 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다. 그러나 터빈 블레이드와 같은 자유형상 지오메트리를 처리하는 데는 역부족이며, 이를 위해서는 매우 높은 분해능과 훨씬 높은 정확도가 요구됩니다. CMM에 고정되었거나 휴대용 암에 장착된 레이저 스캐너는 이러한 자유형상 부품, 특히 자동차 산업에서 사용되는 각종 부품에서 잘 작동하지만, 거리가 가까운 조건이나 좁은 간격을 통한 측정에서는 어느 정도 한계가 있습니다. 이러한 이유로 많은 제조업체들은 자사의 워크플로에서 여러 보완적 기술을 활용하고 있으며, 그러한 대안에서 스캐너는 빼놓을 수 없는 부분을 차지합니다. 실제로, 상호 보완적인 응용 분야에서 최대한의 측정 효율을 얻어내기 위해 CMM 또는 암에 장착되는 스캐너와 터치 프로브를 유연하게 바꿔가며 사용하는 경우도 많습니다. 세계적 수준의 제조 시설과 관련하여 이루어지는 논의의 핵심은 공장의 운영에서 최대 속도와 효율성을 가능하게 하는 각종 자동화 기술을 통칭하는 Industry 4.0 시대의 도래입니다. 이를 위해 앞으로는 완전 자동화된 워크플로를 통해 생산 라인에서 바로 진행되는 인라인 검사로 제조 프로세스 전반의 어느 시점에서든 피드백을 얻을 수 있는 방향으로 발전해 나갈 전망입니다. Industry 4.0 시대에는 제조 프로세스의 자동화뿐만 아니라 적응형 프로세스도 가능합니다. 제조 산업의 경쟁이 심화함에 따라, 갈수록 촉박해지는 기한을 준수하면서 높아지는 품질 표준까지 달성해야 하는 환경이 되었습니다. 그에 따라 파기 및 반품되는 품목은 크게 줄어들고 경우에 따라서는 아예 없어지는 상황이 자연스럽게 나타났습니다.
활용 사례: 연구·개발 및 생산
이러한 목표를 달성하기 위해 제조업체들은 연구·개발 및 생산이라는 두 가지 광범위한 영역에서 레이저 스캐닝 기술을 활용합니다. 각각에는 고유한 워크플로와 요구 사항이 있습니다. 연구·개발과 관련한 프로세스의 핵심은 발생 가능한 하자에 있어 더 나은 통찰력을 얻어내는 문제해결 작업입니다. 자동차 산업이 그 대표적인 예에 해당합니다. 신차 개발 과정은 첫 번째 프로토타입이 제작되는 시점보다 몇 개월에서 몇 년 앞서 시작되며, 레이저 스캐너는 그 모든 프로세스에서 필수적인 역할을 합니다. 먼저 디자인 스튜디오에서 컨셉 클레이 모델이 제작됩니다. 이러한 작업은 여러 번에 걸쳐 반복 수행되며, 각 버전의 자세한 분석을 위한 기록 과정에서 스캐너가 사용됩니다. 파일럿 플랜트에서의 초기 이음매 검사 시에는 제조되는 부품을 스캐너로 정밀하게 측정하는 작업이 필요합니다. 또한 이를 위해 툴링을 설계하고 구현하는 작업 역시 레이저 스캐너의 강점이 발휘되는 또 다른 영역입니다. 프로토타입 제작은 자동차의 모든 부품이 처음으로 한데 결합되는 순간입니다. 때로는 의도한 위치를 벗어난 곳에서 틈새가 벌어지는 등 부품 중 일부가 제대로 들어맞지 않는 경우가 생깁니다. 그 시점에서 품질 팀은 어떤 특정 부품에서 제조상의 하자가 발생했는지 조사해야 합니다.
레이저 스캐너는 한데 조합된 다양한 부품들을 빠르게 디지털화하고, 해당 부품들을 색상별로 표시해주는 컬러 맵을 통해 해석이 용이한 통찰력을 제공할 수 있습니다. “디지털 트윈”이라고도 하는 이 모델은 부품의 가상 복제본에 해당하며, 의도한 디자인과의 편차를 색상으로 보여줍니다. 예를 들어, 자동차는 세부 부품의 어셈블리로 간주될 수 있습니다. 사용자는 이음매의 하자를 검사하기 위해 각각의 구성품을 별도의 부품으로서 스캔합니다. 그러면 사용자는 이러한 가상의 구성품들을 마운트하여 어셈블리를 생성할 수 있으며, 여기에는 서로 짝이 맞는 부품들을 신중하게 정렬하는 작업도 포함됩니다. 예컨대 특정 부품에 3개의 볼트 구멍이 있고 사용자가 이러한 3개 구멍의 표면을 기반으로 가상 피팅을 실행했을 때 결합될 부품들이 가상으로 어긋날 수 있습니다. 따라서 물리적인 조립 시에도 다른 영역의 일부를 왜곡하지 않고서는 조립이 불가능할 수 있습니다. 스캐닝은 가상 피팅을 가능하게 해주고 잠재적인 결합 불량을 잡아낼 수 있습니다. 만약 세부 구성품 일부가 잘못 제조되었더라도, 사용자는 가상 피팅을 진행해볼 때까지는 어떤 부품의 하자인지 알 수 없습니다. 이 프로세스는 프로토타입에 어느 정도의 재작업이 필요한지를 경영진에게 알리는 데 특히 유용할 수 있습니다. 여기서도 컬러 스캔/디지털 트윈의 직관적인 특성이 빛을 발하며, 특별한 기술적 전문 지식이 없는 사람도 편차를 매우 명확하게 확인할 수 있습니다. 레이저 스캐닝은 이렇게 프로토타입 제작/연구·개발 프로세스에서 매우 유용하며, 조립과 관련한 구체적 문제를 조사하고 해결하는 과정에서 자주 사용됩니다. 만약 사용자가 터치 프로브로 이러한 유형의 문제 해결을 시도한다면 하자를 발견하기 위해 수백, 수천 또는 수백만 개의 포인트를 측정해야 할 수 있습니다. 반면에 레이저 스캐너는 초당 수십만 포인트를 측정할 수 있으므로, 이 기술을 활용하면 훨씬 많은 데이터와 더 나은 통찰력을 통해 문제를 훨씬 빠르게 진단하고 해결할 수 있게 됩니다.
모든 것이 (적어도 이론상으로는) 원활하게 실행되고 초반의 문제가 모두 해결된 실제 생산 라인 환경에서 레이저 스캐닝은 부품을 샘플링하고 추세 분석을 수행하는 역할을 수행할 수 있습니다. 이는 예상되는 부품 리툴링이나 부품의 검사 과정을 추적하고 실행하는 운영 팀 구성원에게 유용한 기능입니다. 실제로, 자동차 산업의 제조업체들은 일반적으로 자사가 제조하는 모든 중요한 구성품에 대해 검사 프로그램을 마련하여 운영합니다. 이는 제조 프로세스를 제어하기 위해 빠르게 실행할 수 있도록 지정해둔 루틴에 해당합니다. 생산 라인에서 부품을 하나 가져와 레이저 스캐닝 CMM에 올려놓고 해당 부품에 맞는 측정 프로그램 중 하나를 로드하기만 하면 나머지는 완전히 자율적으로 실행됩니다. 잠시 기다리면 측정 보고서가 출력되며, 여기에는 해당 부품에서 확인된 편차가 나와 있습니다. 그리고 이런 프로그램은 일반적으로 데이터베이스와 연결되어 기존의 모든 기록 데이터와 함께 저장됩니다. 레이저 스캐너로 정보를 획득하는 사이클이 늘어날수록 전체적인 속도도 터치 프로브보다 빨라집니다. 즉, 이는 레이저 스캐닝이 동일한 시간에 제공할 수 있는 정보의 양이 일반적으로 더 많다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 사용자가 판금 조각을 측정하기 위해 표면에 터치 포인트를 가져가서 해당 부위의 편차를 확인하려고 한다고 가정해 봅시다. 사용자가 현재 20개의 포인트를 측정하고 있다면, 각각의 포인트에는 기계를 움직여서 터치 포인트와 접촉시키기까지 어느 정도의 시간이 소요됩니다. 포인트 수를 2배로 늘린다면, 당연히 그만큼의 데이터를 얻는 데 2배의 시간이 걸릴 것입니다. 반면에 레이저 스캐너를 사용하면, 20개 위치를 검사하든 40개 또는 100개를 검사하든 일단 일정한 표면을 정하여 스캔만 하면 모든 검사 지점이 한 번에 획득됩니다. 따라서 사이클 타임을 늘리지 않고도 정보량의 증가를 소화할 수 있습니다. 이런 식으로, 레이저 스캐너는 일반적으로 터치 프로브보다 빠르면서도 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다. 검사 결과가 축적되면서 생산 관련 추세가 확보되면, 기술자는 예를 들어 특정 천공의 위치가 옆으로 조금씩 이동하겠다는 등의 예측을 할 수 있습니다. 이러한 추세 정보를 기반으로 팀은 해당 형상이 공차를 벗어나게 될 시점과 문제의 천공을 올바르게 제조하기 위해 장비 재조정이 필요한 때를 정확하게 예측할 수 있습니다. 그러나 생산 공정에는 샘플링만으로 해결할 수 없는 문제도 존재합니다.
제작되는 제품의 종류에 따라서는 100% 검사가 필요할 수도 있습니다. 예를 들어, 제조업체가 인체에 삽입하는 의료기기와 같이 어떠한 결함도 허용될 수 없는 제품을 제작하는 경우라면, 100% 검사는 필수입니다. 항공우주 산업에서의 공차는 일반적으로 자동차 산업보다 엄격하며, 제조되는 부품 중에서 핵심 부품의 경우 100% 검사를 요구하기도 합니다. 추적성 역시 레이저 스캐닝의 주요 결과물입니다. 만약 중대한 오류가 발생한다면, 공급업체는 해당 문제가 자사의 구성품에서 비롯된 것이 아님을 입증하는 추적 가능한 측정 보고서를 제시할 수 있어야 합니다.
솔루션 비교 및 대조
본 연구에서는 레이저 스캐닝 기술에 대한 맥락과 통찰을 제공하기 위해 니콘 메트롤로지의 고정식 CMM 스캐너를 비롯하여 시장의 다양한 부문에 대응하는 여러 전용 스캐너 제품을 중점적으로 살펴보겠습니다. 각각의 제품은 특정 응용 분야와 환경 내에서 최적의 측정을 제공할 수 있도록 서로 다른 기능을 가지고 있습니다. 이 제품 라인에서 공통된 기능은 까다로운 재료를 측정하는 능력입니다. 여러분이 부품에 투사된 레이저를 카메라로 인식하는 방식의 스캐너 장비를 사용하고 있다고 가정해 봅시다. 광택이 많은 표면을 가진 경우라면 (반사 때문에) 형상을 정확하게 측정하는 것이 매우 어려울 수 있습니다. 모든 스캐너 제조업체는 광택성 표면을 스캔할 수 있다고 주장하며, 대부분 가능은 합니다. 그러나 단순히 광택성 표면을 측정하여 데이터를 수집하는 것과 측정을 통해 일관성 있고 정확한 데이터를 수집하는 것은 매우 다른 문제입니다. 니콘 메트롤로지 스캐너의 주요 장점은 레이저의 강도를 모든 포인트에 맞게 최적화하는 것이 가능해서 속성이 전혀 다른 재료들이 조합된 부품도 단 한 번의 스캔으로 측정할 수 있다는 것입니다. 다른 스캐너라면 동일한 수준의 데이터를 캡처하기 위해 다른 설정에서 두 번 이상 스캔해야 할 수도 있으며, 그렇게 획득한 데이터를 “즉석에서” 최적화하는 기능이 없어 노이즈 등으로 인해 이미지를 사용하기 어려운 경우도 많습니다. 니콘 메트롤로지의 스캐너는 다년간의 노하우와 기능 개선이 축적된 특허받은 하드웨어/소프트웨어 조합을 제공합니다. 이러한 이점은 광택성 표면에서만 발휘되는 것이 아닙니다. 광택/무광 검정이나 거의 투명한 표면까지도 한 번의 측정으로 스캔이 가능합니다. 이는 엄청난 생산성 향상으로 이어집니다. 수동 설정 조정 및/또는 중복 스캔을 수행할 필요가 없으므로, 레이저 스캐닝을 사용하면 작업 시간이 크게 단축됩니다. 생산성과 관련한 이 모든 중요 이점에 더하여, 니콘의 실시간 레이저 설정 최적화는 스캐너 속도에 영향을 주지 않습니다. 다른 스캐너 기술은 일반적으로 센서의 더 높은 동적 범위(dynamic range)를 확보하려면 스캐너 속도를 줄여야 하며, 이는 생산성에 부정적인 영향을 미칩니다.
니콘 메트롤로지의 프리미엄 CMM 스캐너인 L100는 그 속도와 정확도의 탁월한 조합으로 인해 업계에서 많은 사랑을 받고 있는 제품입니다. 터치 프로브 사용 시와 동일한 일반적인 사용 환경에서 제조 효율의 향상과 측정 성능의 업그레이드를 추구하는 사용자들이 많은데, L100은 시중의 제품 가운데 그러한 시나리오에 가장 적합한 스캐너입니다. L100에는 레이저 스캐닝에 최적화되도록 맞춤 제작한 고품질의 니콘 렌즈가 장착되어 있습니다. 라인당 2,000개의 비보간 포인트를 획득할 수 있는 고화질 카메라를 이 렌즈에 조합하면, 42미크론 수준의 포인트 분해능이 달성되어 미세한 디테일과 날카로운 모서리까지 측정할 수 있게 됩니다. 또한 L100은 스캐너의 노이즈 수준을 말해주는 프로빙 분산값이 26미크론으로 매우 적으므로(ISO10360-8 표준에 따름) 매끄러운 메쉬와 뛰어난 세부 표현을 얻을 수 있습니다. 100mm의 측정 스트라이프 너비(즉, 레이저 라인의 길이) 덕분에 비교적 넓은 시야각에서도 정확한 획득이 가능하므로, L100은 대형 부품을 측정하는 용도로 매우 적합합니다. 가장 일반적인 활용 사례로는 항공우주, 특히 자동차 산업을 들 수 있습니다. 예를 들어, 자동차에 들어가는 모든 판금 부품은 L100을 통해 매우 안정적인 방식으로 검사가 가능합니다. 이 스캐너는 또한 전체 섀시 구조는 물론 크기가 작은 개별 자동차 구성품 및 어셈블리도 빠르고 효율적으로 측정할 수 있습니다. L100은 모든 니콘 스캐너 중 가장 빠르기 때문에 최단 시간 안에 가장 많은 양의 데이터를 캡처할 수 있습니다. 이는 초당 536라인, 즉 초당 420,000포인트에 달합니다.
LC15Dx 스캐너는 니콘 메트롤로지의 가장 정확한 레이저 스캐너로, 10미크론 아래까지 내려갈 수 있습니다. 이 스캐너는 부품의 크기가 작으면서 매우 높은 세부 표현을 요구하는 응용 분야에서 주로 사용되며, 시야각의 폭은 15mm입니다. 이렇게 좁은 시야각은 높은 정확도를 가능하게 하는 비결로서, 탁월한 해상도를 제공하고 작은 영역에서도 많은 포인트를 생성합니다. 이 CMM 스캐너는 삽입형 의료기기, 기어류, 또는 제트 엔진에 사용되는 소형 터빈 블레이드와 같이 공차 요건이 엄밀한 부품을 검사하는 용도로 사용할 수 있습니다. 이러한 블레이드는 설계를 엄격하게 준수해야 하는 다양한 형상과 모양을 가지고 있는 경우가 대부분이며, 특히 블레이드 앞전과 뒷전의 공기역학과 관련하여 높은 정밀도가 요구됩니다. 이 블레이드의 냉각 구멍은 매우 작아서 미세 천공에 접근할 수 없는 기존의 터치 프로브로는 측정이 불가능합니다. 이렇게 자유형상 표면을 가진 블레이드에 터치 프로브를 사용할 경우 많은 어려움이 발생합니다. 그래서 LC15Dx와 같은 광학기기의 성능이 더욱 돋보입니다. 흔히 “크로스 스캐너”라고도 불리는 XC65Dx는 3개의 레이저와 3대의 카메라를 탑재한 단일 스캐너로서, 3개의 레이저가 서로 마주보는 형태로 배치되어 있어 거의 모든 방향에서 측정을 수행할 수 있습니다. CMM 스캐너를 사용하는 데 있어 측정 자체는 대부분 금방 끝납니다. 가장 많은 시간이 걸리는 부분은 CMM을 이리저리 움직이고 프로브 헤드를 다른 방향으로 돌리는 작업입니다. 크로스 스캐너는 단일 포즈에서 동시에 다른 방향을 측정할 수 있으므로 그러한 문제가 해결되며, 이는 생산성의 향상으로 이어집니다. 또한 3대의 카메라를 통해 작업자는 천공, 구체, 슬롯 또는 가장자리를 원하는 어떤 방향으로든 이동하여 캡처할 수 있습니다. 크로스 스캐너는 자동차 산업의 니어라인(near-line) 생산을 위한 대형 수평 암과 트윈 컬럼 CMM에 형상 측정 장치로서 통합되었을 때 탁월한 성능을 발휘하며, 터치 프로브의 역할을 대부분 대체할 수 있습니다. 마지막으로, 이러한 스캐너는 기존에 보유한 여러 다른 유형의 고정식 CMM와도 통합이 가능합니다. 그래서 CMM에 장착된 터치 프로브를 레이저 스캐너로 교체할 경우 몇몇 응용 분야에서는 상당한 수준의 생산성 향상을 기대할 수 있게 됩니다.
휴대용 스캐너로 넘어가 보면, ModelMaker H120 장비는 초고속의 고화질 3D 스캔을 제공합니다. 해당 장비는 이 라인의 최신 스캐닝 기술을 대표하는 제품으로서 눈에 띄게 깨끗하고 선명하며 선명한 데이터를 제공합니다. ModelMaker H120으로 얻을 수 있는 이미지의 세밀함이 그림 2에 잘 나타나 있습니다. 물론 판금 부품을 측정하는 사용자가 자신의 지문을 측정할 일은 없겠지만, 이 이미지는 ModelMaker H120로 어떤 수준의 해상도까지 가능한지를 눈으로 보여줍니다. 작업 현장에서는 시간이 곧 돈이기 때문에, ModelMaker H120이 완전히 온도 보정된 스캐너라는 점 역시 주목할 만한 특징입니다. 그 덕분에 이 시스템에는 생산성을 저하시키는 예열 시간이 필요하지 않고 단 4초 만에 정확한 측정을 시작할 수 있습니다. 이렇게 처리량 향상에 도움이 되는 유틸리티 및 기능에 더해, ModelMaker H120은 초당 최대 450,000포인트를 수집할 수 있습니다. ModelMaker H120의 측정 사양을 살펴보면, 해당 장비는 120mm 시야각, 그리고 7미크론 수준의 센서 정확도(센서와 최적의 관절 암 결합 시에는 41미크론)를 제공합니다. ModelMaker H120은 일반적으로 직경 2미터에서 최대 4.5미터까지 0.5미터 단위로 다양한 사이즈로 제공되는 7축의 MCAx S 수동식 좌표 측정 암에 장착되어 사용됩니다. ModelMaker H120과 MCAx S는 모두 휴대용 CMM으로 분류될 수 있습니다. 휴대용 스캐너는 완전 자동 검사가 불가능하지만, 이 점을 제외하고는 많은 연구·개발 및 인라인 생산 응용 분야에 탁월한 솔루션입니다.
소프트웨어 인터페이스
위에서 살펴본 것과 같은 레이저 스캐너 시스템은 자체적인 전용 소프트웨어 외에도 광범위한 소프트웨어 시스템과의 원활한 통합이 가능하므로, 사용자는 스캐너에서 수집한 데이터를 분석하는 것을 넘어 부품 측정 과정을 프로그래밍할 수도 있습니다. 즉, 데이터 수집 및 분석을 위해 설계된 하드웨어가 소프트웨어적으로 구동됩니다. 주요 자동차 및 항공우주 제조업체는 거의 대부분 특정 계측 소프트웨어를 표준화하는 만큼, 타사 소프트웨어와의 원활한 통합은 필수적으로 요구되는 부분입니다. 이는 항상 동일한 검사 루틴 및 알고리즘으로 동일한 소프트웨어를 사용하여 측정을 진행함으로써 가장 일관된 결과를 얻기 위함입니다. 보고 측면에서도 일관성은 중요합니다. 작업자는 항상 일정한(또는 최소한 유사한) 보고서를 얻을 수 있으며, 이러한 반복성은 고객의 숙련도와 사용 편의성으로 이어집니다. 같은 맥락에서, 니콘 메트롤로지와 같은 회사가 레이저 스캐닝 시스템을 판매할 때 고객은 일반적으로 계측 작업을 처리할 소프트웨어를 이미 가지고 있는 경우가 많습니다. 따라서 시장에 나와 있는 모든 주요 소프트웨어 패키지와 언제든 통합할 수 있는 기능이 무엇보다 중요합니다. 그래서 니콘의 엔지니어는 다양한 소프트웨어 공급업체와 협력을 진행하면서 클라이언트가 어떤 소프트웨어로 작업하는지에 관계없이 스캐닝 프로세스의 품질을 극대화할 수 있도록 해주는 응용 프로그래밍 인터페이스(API)를 개발했습니다. 레이저 스캐닝 소프트웨어는 주로 연구·개발 또는 생산 응용 분야에서 사용되지만, 이를 주력으로 활용하는 다른 범주의 고객도 있습니다. 바로 역설계 분야입니다.
고객이 점토 모델링과 3D 프린터 시설을 갖춘 디자인 스튜디오를 운영하고 있고 상대적으로 부품 회전율이 높은 특성 때문에 빠르게 CAD 모델로 전환할 필요가 있는 제품 디자인 분야, 특히 자동차 디자인 산업이 그러한 예에 해당합니다. 요즘에는 역설계 워크플로의 주된 사용층이 인도, 브라질, 중국과 같은 신흥국의 고객으로 넘어가고 있는 추세입니다. 니콘 메트롤로지에는 자체 역설계 소프트웨어가 없지만, 고객은 스캐너를 통해 다양한 타사의 역설계 패키지와 직접 인터페이스하거나 곧바로 스캔을 수행할 수 있습니다. 역설계가 시장에서 중요한 부분을 차지한다는 점은 분명한데, 흥미롭게도 일부 사용자는 역설계 작업에는 대단한 정확성이 요구되지 않으므로 스캐너의 성능이 낮아도 된다고 여기기도 합니다. 그러나 역설계 작업 시에는 부품의 있는 그대로의 모양을 데이터의 불명확함이나 노이즈 없이 완벽한 선명함으로 파악할 필요가 있습니다. 검사가 진행되는 동안 레이저 스캐너는 정답 또는 오답을 출력하게 되며, 그 값은 허용되는 공차 수준을 넘어서거나 그에 못 미칠 수도 있습니다. 역설계 작업 시에는 데이터를 해석하고 해당 데이터 위에 CAD 표면을 생성해야 하므로 사용자가 직접 공차를 설정합니다. 따라서 데이터 획득을 위해 사용하는 표면의 모양이 어떤지, 즉 평면인지 아니면 평면에 가까운 형태이거나 원뿔형인지 등에 대한 판단은 전적으로 사용자의 해석에 따라 달라집니다. 그 다음에는 이러한 표면들이 어떤 식으로 결합되어 있는지 역시 파악해야 합니다. 이는 사용자의 노하우가 필요한 부분이기 때문에, 역설계 시장은 지금까지도 어느 정도 서비스 지향적이고 전문화된 업종으로 머물러 있었습니다. 부품의 제조가 갈수록 쉬워지고 생산 기반이 3D 프린팅으로 이동하고 있는 만큼, 앞으로는 부품을 역설계해야 하는 경우도 줄어들 전망입니다. 그러나 지금까지의 방식으로 만들어진 모든 품목은 앞으로도 검사의 대상일 것이며, 공차 요건은 계속해서 더 엄격해질 것입니다.
동급 최강의 성능으로 제조업의 미래를 열고 있는 니콘
레이저 스캐닝은 유구한 역사와 밝은 미래를 지닌 강력하고 유연한 산업 솔루션입니다. 스캐너가 고정 CMM에 장착되었든 휴대용 관절 암에 장착되었든 관계없이, 그리고 연구·개발 목적인지 생산 라인에서의 검사 목적인지 아니면 자체 소프트웨어 또는 타사 옵션을 사용한 데이터 분석 목적인지를 막론하고, 이것이 산업에 광범위한 솔루션을 제공하는 기술이라는 점에는 변함이 없습니다. 스캐너는 터빈 블레이드와 같은 자유형상 부품에서 뛰어난 성능을 발휘하는 측정 도구입니다. 반면에 터치 프로브는 이러한 부품을 처리하는 데 있어 사용 편의성, 데이터 수집 속도 및 전반적인 비용 효율성 측면에서 뚜렷한 한계가 있습니다. 자동차 산업의 많은 사용자들이 자사의 가장 까다로운 응용 분야를 위한 솔루션으로 레이저 스캐닝을 고려하고 있습니다. “시간이 곧 돈”이라는 표현을 흔히들 사용하지만, Industry 4.0 시대의 제조업에 이보다 어울리는 말은 없습니다. 처리량이 많은 것을 좌우하며, 앞으로도 효율성에 대한 압력은 계속해서 커져갈 전망입니다. 이번 연구에서 살펴본 것처럼, 레이저 스캐닝은 많은 응용 분야에서 정확도를 유지하거나 증가시키면서도 시간을 절약할 수 있게 해줍니다. 이는 속도뿐만 아니라 자원 낭비와 재작업을 방지하는 측면에서도 뚜렷한 향상을 가져옵니다. 레이저 스캐닝의 시장 점유율은 앞으로도 계속해서 높아질 것으로 예상됩니다. 니콘 메트롤로지와 같은 업계 최고의 스캐너 제조업체가 최근의 기술 개발을 통해 입증했듯이, 이러한 기술은 경쟁 압력과 산업계의 요구 사항에 부응하여 발전을 이어나갈 것입니다. 그 결과 일련의 관련 기술이 지속적으로 개선될 것이고, 고객은 더 우수하고 정확한 부품을 그 어느 때보다도 빠르고 효율적이며 비용 효율적인 방식으로 제조할 수 있게 될 것입니다.
