구조 임무, 촬영, 감시 등을 위한 헬리콥터에 Artec Eva 및 Space Spider 장착

과제: 수색 및 구조 임무, 경찰, 영화 및 TV 프로젝트, 육상 감시용으로 사용할 헬리콥터용 맞춤형 카메라 마운트 제작하기

솔루션: Artec Eva, Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Design X, SOLIDWORKS

결과: 항공기의 내부와 외부를 스캔하고 스캔을 처리한 후 맞춤형 마운트를 제작하여 헬리콥터 밑면에 안전하게 부착하였음

항공기에 관해서라면 헬리콥터는 참으로 멋집니다. 허공을 가르는 날개깃 이미지와 우레 같은 헬리콥터 엔진 소리는 수색 및 구조 임무, 천연자원 감시, 군사 파견, 화재 예방 또는 응급 환자 수송이 있음을 알려줍니다. 헬리콥터를 보면 뭔가 중요한 것이 내려가고 있다는 것을 알 수 있습니다.

그러나 일본에서 항공기 맞춤 제작을 전문으로 하는 Tech Strake와 같은 회사 덕분에 좋은 것이 훨씬 더 개선될 수 있습니다. CEO인 Hikichi Masakazu는 다음과 같이 자사 작업의 중요성을 강조했습니다.

그는 "당사가 중점을 두는 사업은 항공기 맞춤 제작입니다. 구조용 헬리콥터, 경찰 헬리콥터의 맞춤 제작 그리고 국토지리원(Geographical Survey Institute)의 지형 스캔 등 귀중한 공공 서비스를 위한 것이기 때문에 중요합니다"라고 말했습니다.

이 경우 과제는 헬기에 아래쪽 대각선 방향으로 향하는 카메라를 장착하여 그 아래 지역의 공중에서 내려다본 모습을 캡처하고 구조 임무 및 환경 감시 등에 사용하는 것입니다.

스캔 대기 중인 헬리콥터. (이미지 제공: Tech Strake)

헬리콥터에 카메라를 추가하는 것은 간단한 임무처럼 보일 수 있지만, 카메라를 헬리콥터의 하부 구조에 단단히 고정해 놓았을 때 그리고 효과적으로 사용하려면 높은 수준의 세밀함과 맞춤 제작이 필요합니다.

Hikichi는 "다양한 산업 분야에서 사진 작업을 위해 이런 유형의 마운트가 필요하며 종종 마운트를 쉽게 구할 수 없을 수도 있습니다. 안전하게 설치하고 위험한 비행이나 무언가가 낙하하는 위험을 줄이려면 이러한 대형 마운트는 맞춤 제작해야 합니다"라고 설명했습니다.

여기에서 Artec 3D 스캐너가 진가를 발휘합니다.

Artec 선택

Artec Eva를 자주 사용하면서 직원으로서 8년, 자신의 회사 CEO로서 5년 동안 근무하면서 10년 이상 3D 스캐닝을 사용해 온 Hikichi는 즉시 3D 스캔을 사용하는 아이디어를 떠올렸습니다.

그는 "이 프로젝트가 시작되었을 때, 이 기술의 오랜 사용자로서 저는 이미 3D 스캔에서 3D 모형을 얼마나 잘 그리고 정확하게 얻을 수 있는지 알고 있었습니다"라고 말했습니다.

일본의 Artec 앰배서더인 DataDesign Co., Ltd.와 협력하여 3D 스캐닝 계획을 수립했습니다. 많은 주요 자동차 제조업체의 본거지인 나고야에 본사를 둔 이 회사는 Tech Strake를 비롯한 대부분의 자동차 중심 고객층을 확보하고 있습니다.

매우 구체적인 부분뿐만 아니라 넓은 표면적에도 중점을 두었기 때문에 전체 항공기를 캡처하는 데 Eva를 그리고 작은 세밀한 부분을 캡처하기 위해 확대하는 데 Space Spider를 사용하는 Artec Eva와 Artec Space Spider의 조합이 선택되었습니다.

적절한 스캐너가 있으면 불가능한 임무는 없습니다. (이미지 제공: Tech Strake)

Hikichi "Eva 매우 가볍고 휴대하기 쉽습니다. Eva 좁은 공간에 들어가면서도 넓은 시야와 거리를 확보할 있으며, Space Spider 작은 틈새와 공간이 아주 작은 부분으로 들어가 매우 정확한 스캔을 만들 있습니다"라고 말했습니다.

Artec 3D의 주력 스캐너인 Artec Eva는 가벼운 무게, 사용 편의성 및 용도의 다양성으로 인해 이 회사의 가장 인기 있는 스캐너로 평가받고 있습니다. 이 구조 광 3D 스캐너는 자동차 엔진에서 인체, 가구에 이르는 중형 물체를 빠르고 정확하게 스캔하는 데 적합합니다.

프로세스

전문화가 핵심이며 정확도가 필수적인 Tech Strake의 업계에서 3D 스캐닝은 헬리콥터용 마운트, 랙 또는 리그와 같은 일회성 품목의 제조와 같이 간소화된 처리에 필수적인 요소가 되었습니다. 이 경우에는 맟춤형 카메라 마운트입니다.

Hikichi "3D 스캐닝은 맞춤형 물체를 만드는 필수적입니다.

가장 큰 이점은 정밀하게 맞추기 위해 정확한 측정을 해야 하는 초소형 부품 같은 복잡한 표면을 측정할 때 얻을 수 있는 정확도입니다"라고 말했습니다.

전체 3D 모형을 위해 스캔 데이터를 결합해야 했습니다. (이미지 제공: Tech Strake)

그는 3D 스캐닝 없으면 이 작업을 수행하기가 매우 어려우며 제대로 맞지 않는 부품을 제조하는 데 많은 시간을 낭비하게 되며 재작업을 많이 해야 한다고 말했습니다.

"이러한 유형의 복잡한 표면, 특히 공차가 매우 엄격한 항공기의 경우 3D 스캐너를 통해 매우 정밀하게 측정을 할 수 있다면 시간과 작업을 훨씬 더 많이 절약할 수 있습니다."

처음에 국제 우주 정거장에서 사용하도록 설계된 Space Spider는 기계 부품과 복잡한 형상을 고해상도로 1mm 이하의 정확도와 선명한 색상으로 캡처할 수 있는 능력으로 잘 알려져 있습니다. 날카로운 가장자리와 얇은 늑재는 열쇠, 동전 및 기계의 소형 부품과 같은 세밀도가 복잡한 물체를 최상의 품질로 캡처하는 Space Spider에 문제가 되지 않습니다.

성공적으로 리버스 모델링된 카메라 마운트 (이미지 제공: Tech Strake)

전체 스캔 프로세스는 10시간밖에 걸리지 않았습니다. 여기에는 항공기 내부 및 외부를 스캔하는 데 필요한 설정이 포함되었습니다. 이 방대한 작업 후 Artec Studio에서 정렬, 전역 정합, 원하지 않는 형상 지우기, 노이즈 처리 및 선명한 융합 등 스캔 처리가 시작되었습니다.

스캔 및 초기 처리가 완료되면 추가로 데이터에 대해 작업을 해야 했습니다.

그는 "우리는 각 데이터 세트를 합성하고 이를 Geomagic Design X를 사용하여 CAD 데이터로 변환한 다음 SOLIDWORKS를 사용하여 특수 장비를 설계했습니다"라고 자세히 설명했습니다.

SOLIDWORKS에서 카메라 마운트를 헬리콥터의 모든 표면과 모서리를 염두에 두고 부품을 리버스 모델링하기 위해 가져온 3D 모형을 중심으로 설계하고 모형화했습니다. 그 후, 새로 설계된 카메라 마운트의 모형이 가공 데이터로 변환되었습니다.

가공 공정 중에 절삭 공구는 3D 모형이 안내하는 컴퓨터화된 경로를 따라 원자재 뭉치(이 경우 알루미늄)에서 물질을 제거하여 물체를 형성합니다. 이러한 3D 스캐닝과 리버스 모델링의 조합을 통해 팀은 가장 적합한 제품을 얻을 수 있었습니다.

새로운 개선점

크고 작은 표면을 모두 스캔할 수 있는 두 스캐너 모두 Tech Strake 팀의 프로세스를 크게 개선했습니다. Hikichi는 "우리는 Artec 스캐너를 구매하기 전에 캘리퍼를 사용하여 수동으로 측정하고 석고를 사용하여 성형했습니다. 특히 석고를 사용할 때는 그 성능에 한계가 있었으며 떨어지는 방울로 인해 깨끗하게 성형할 수 없었고 수동으로 하는 측정의 효율도 저조했습니다”라고 설명했습니다.

Hikichi는 "Eva 및 Space Spider 3D 스캐너는 반복 작업을 크게 줄였을 뿐만 아니라 데이터 수집의 정확성도 크게 향상했습니다. 또한 이들 스캐너는 휴대성이 뛰어나 이전에는 측정하기 어려웠던 좁은 공간을 포함하여 어디서든 스캔할 수 있어 탁월한 성과를 낳고 있습니다”라고 말했습니다.

항공기 내부 및 외부의 모든 각도를 스캔해야 했습니다. (이미지 제공: Tech Strake)

Eva의 휴대성, 크기 및 가벼운 무게와 Space Spider의 특히 섬세한 세밀성에 대한 예리한 눈이 결합하여 프로세스가 개선되고 작업 시간이 크게 단축되었습니다.

Hikichi기존 공법에 비해 정확도가 밀리미터에서 밀리미터 이하 수준으로 향상되었습니다. 따라서 재작업을 최대한 크게 줄일 있으며 결과 시간당 작업량이 크게 줄었습니다라고 말했습니다.

그는 예전에는 항공기의 특정 부품을 완성하고 생산하는 데 몇 달이 걸렸을 것이라고 덧붙였습니다. 이제는 모든 것이 2주 이내에 준비됩니다. 이는 단순히 시간만 절약하는 것이 아니라 비용도 절약합니다.

설치 준비가 된 가공 부품. (이미지 제공: Tech Strake)

부품 제조가 완료되면 두 가지 테스트 즉, 고객 만족도와 항공 당국의 안전 점검을 통과해야 합니다.

Hikichi는 "항공기에 사용하도록 인증된 모든 장비에는 충족해야 하는 엄격한 제한과 엄격한 조건이 있습니다"라고 말했습니다. Eva와 Space Spider를 사용하면서, 내내 맑은 하늘이었습니다. 그는 "최종 사용자나 정부로부터 어떠한 불만도 없었습니다. 첫 번째 시도에서 검사를 통과했고 모든 것이 예상대로였습니다!"라고 말했습니다.

미래로의 비행

그리고 Tech Strake 팀은 여기서 멈추지 않고 향후 Artec 3D의 새로운 HD 모드와 더 많은 스캐너를 사용할 계획과 함께 더 많은 스캐닝 기회를 갖는 것을 목표로 하고 있습니다.

Hikichi는 "항상 새로운 모델이 나오고 있으며, 새롭고 다양한 유형의 항공기를 위한 새로운 모델의 제작 과정이 진행 중입니다. "우리는 향후 Ray, Eva 및 Space Spider의 데이터를 통합하고 활용하고자 합니다"라고 말했습니다.

DataDesign의 Jeff Boyd와 그의 팀은 자사가 제공할 수 있는 기술을 고객이 얼마나 받아들일 수 있는지 알고 싶어합니다. 그는 "우리는 Tech Strake의 작업에 기여할 수 있게 되어 매우 기쁩니다. 맞춤 제작 제품 및 맞춤 제작은 실제 제품에 맞게 제작되므로 이러한 경우 아날로그 작업이 증가하는 경향이 있습니다.

3D 스캔을 통해 디지털화함으로써 향후 유지보수 및 한걸음 더 나아간 맞춤 제작이 가능해집니다. 고객의 비즈니스 개선뿐 아니라 서비스 확장에도 활용할 수 있습니다"라고 말했습니다.