미래의 유망 분야, 드론 산업 활성화를 위하여 두가지 기술을 소개합니다. 드론과 같이 빠른 발전 속도와 미래의 필수 기술이라는 공통점을 가진 ① 3D스캐닝 측정과 ② 리버스엔지니어링(역설계) 기술입니다.
01 3D스캔과 역설계 기술의 결과물
4차 산업혁명의 중요 기술에 해당되는 3차원 측정 기술과 리버스엔지니어링(역공학) 기술은 미래 산업을 위한 필수적인 요소가 되었습니다. 1:1에 가까운 정밀한 3차원 측정 기술을 이용한 활용 범위가 방대해졌으며 개발 비용 및 개발 시간의 단축을 위해 많은 제조업체에서 활용하기 시작했습니다. 이러한 과정은 무에서 유를 창조하는 것보다 효율적이라는 업계의 경험과 판단에서 비롯되었습니다.
스타트업이나 사업을 시작한 초창기에는 개발 비용의 부담이 매우 크며, 경제적 피해를 최소화하기 위하여 벤치마킹을 위한 역설계, 설계 구도 파악을 위한 치수 측정과 형상 정보의 취득 등이 있습니다.
3D스캔과 역설계 기술을 이용한 드론 3D모델링 결과
02 3D스캔 측정 데이터
먼저, DJI MAVIC AIR 2S 드론을 대상으로 3차원 측정, 3D스캐닝 기술을 이용한 측정 데이터의 결과를 살펴보겠습니다.
디자인 폴더에서는 삼각측량 기반 3D 레이저 스캐너를 사용하여 비접촉 상태의 정밀한 측정을 진행하고 있으며, 최대 0.025mm 정확도를 시작으로 미터당 + 0.015 mm/m 정확도로 측정할 수 있는 CREAFORM3D의 MetraSCAN BLACK+™|Elite 장비를 이용하여 신뢰할 수 있는 측정 결과를 제공합니다.
역설계(3D모델링) 결과물 (데이터 형식: STP, IGS, X_T)
03 역설계와 3D스캔 데이터의 차이
3D스캔과 역설계 데이터는 3차원 데이터라는 공통점을 가지고 있으나 파일 형식과 취급 가능한 프로그램, 사용 목적 및 활용처가 다릅니다.
| 구분 | 3D Mesh | 3D CAD |
|---|---|---|
| 파일 형식 | stl, obj, fbx, ply 등 | stp, igs, parasolid (x_t) 등 |
| 취급 S/W | 3D Max, Blender, Maya 등 | CATIA, NX UG, Solidworks, Inventor, Rhino3D 등 |
| 용도 | 디자인, 3D 프린팅, 영상, 애니메이션 등 | 디자인, 도면, 설계, 정밀 기계 가공 등 |
04 디자인폴더 관점의 3D스캔과 역설계 데이터의 목적
3D스캐닝 측정된 메시 데이터는 역설계를 위한 실물의 1:1 3차원 형상과 정확한 치수 정보를 확보하기 위한 데이터입니다.
실물과 동일하거나 일부 형상을 복원하기 위하여 주위의 형상을 활용할 수 있으며, 역설계된 최종 모델링 데이터를 측정 데이터와 겹친 상태로 편차를 확인할 수도 있습니다.
좀 더 쉬운 이해를 돕기 위해서 아래의 이미지를 참고할 수 있습니다. 아래 이미지 오른쪽과 같이 삼각형의 그물망 구조는 메시(mesh) 데이터이며, 이미지의 왼쪽은 3D CAD 형식의 서피스와 솔리드 데이터입니다.
왼쪽: 역설계된 3D CAD형식의 서페이스 & 솔리드 / 오른쪽: 3차원 메시 데이터
05 형상 역설계 데이터의 목적과 활용 범위
드론 제품은 돈을 지불하고 구매할 수 있지만 제품의 설계 데이터는 구매할 수 없습니다.
드론을 운영하는 입장에서는 추가적인 액세서리 개발이나 커스터마이징(Customizing)이 필요할 수 있으며, 많은 수요에 따른 공급을 위해서는 양산 설계가 필요하게 됩니다. 이러한 애프터 산업을 위해서는 실물에 문제없이 부착되는 안착 면을 취득하기 위해서 3D스캐닝 측정과 역설계 기술을 활용할 수 있습니다.
예를 들어, 스펀지 케이스를 제작하는데 딱 맞는 크기의 도면을 생성하기 위해서 활용할 수 있으며 조이스틱 편의성 개선을 위해서 기존 조이스틱의 부착면 위치나 홀 크기 등을 참조하여 제작할 수 있겠습니다. 어두운 동굴이나 야간 사용을 위해서 추가적인 라이팅 제품을 부착하거나 프롭 가드를 3D 프린팅 하여 외부 충격으로부터 기체를 보호할 수 있습니다.
06 드론 연구개발(R&D) 활용
국내의 기술이 우수한 드론 전문 기업이 많습니다. 드론 산업 선도 기업 및 관련 부처에서는 UAM ·드론 관련 국내 산업·기술 기반이 우수한 만큼, 상용화를 위한 제도 도입을 서둘러 달라고 주문하고 있으며 드론 관련 기술 개발에 투자하고 있습니다.
향후 드론은 미래항공교통(AAM : Advanced Air Mobility)과 도심항공교통(UAM : Urban Air Mobility)과 같은 새로운 교통수단으로 자리 잡는 시대가 다가오고 있으며, 드론산업 시장을 선도하기 위해서 3차원 측정과 역설계는 중요 기술로 자리 잡았습니다.
국산 드론 기술 경쟁력을 강화를 위해 3차원 측정과 역설계 기술에 대하여 많은 활용을 기대합니다.
역설계(3D모델링) 결과물 (데이터 형식: STP, IGS, X_T)
‘디자인폴더’의 역설계 결과 (데이터 형식: STP, IGS, X_T)
07 그 밖의 드론 역설계를 통한 활용 분야
드론은 국방을 포함하여 소방·경찰 분야의 무인기 단속·인명구조·수색·산불진화 등 다방면으로 사용되고 있습니다.
또한 농업 분야에서는 파종·방제 등에 혁신적인 변화를 이끌어내고 있으며, 건설업계에서는 위험물 검사 및 진단, 환경청의 오염물질·미세먼지 측정, 물류배송·배달 등 드론의 활용 분야는 다양해졌습니다..
역설계(3D모델링) 결과물 (데이터 형식: STP, IGS, X_T)
“다음 포스팅에서는 드론 애프터산업을 위한 다양한 활용 정보를 준비하고 있습니다.
많은 관심을 부탁드립니다.”
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