플레어 디자인 및 완벽을 향한 열정
Bushwacker Inc., PolyWorks|Modeler의 리버스 엔지니어링 기능을 활용하여 단 며칠 만에 컨셉을 프로토타입으로 바꾸다.
오레곤 주 포틀랜드에 있는 가족 운영 기업인 Bushwacker Inc.는 거의 40년 동안 열정과 자부심을 가지고 자동차 애프터마켓용 펜더 플레어와 트럭 액세서리를 생산해 왔습니다. 선도적인 제조업체로 인정받는 Bushwacker에서는 혁신적인 디자인과 우수한 품질의 제품을 만들고 있습니다. Bushwacker의 설계 엔지니어인 Sterling Logan은 "이렇게 하기 위해서는 최첨단 도구가 필요합니다." 라고 말했습니다.
과제
Bushwacker는 스타일에 전념하고 있으며, 모든 제품을 혁신적으로 만들고 있습니다. 설계와 제조에 최신 표준을 적용하여 설계 상의 모든 사항을 꼼꼼하게 조사합니다. Bushwacker의 품질은 핏, 마감, 스타일이라는 세 단어로 요약할 수 있습니다. 그러나 Logan은 “품질은 움직이는 타겟입니다.”라고 말했습니다. OEM에서는 핏과 마감 측면에서 차량 품질 기준을 계속 높이고 있으며, 반면에 차체 스타일 라인은 점점 더 정교해지고 있습니다. 그리고 경쟁에 뒤처지지 않으려면 Bushwacker의 제품도 이를 따라가야 합니다.
경쟁에서 이길 수 있는 품질 보장
“저희 고객들은 액세서리가 차량의 스타일 라인과 조화를 이룰 것으로 기대합니다. 그리고 자동차 제조업체가 생산하는 고품질 표면을 사용하면 차량 스타일 라인의 아주 작은 틈이나 가장 작은 간섭도 즉시 눈에 띕니다. 따라서 우리는 완벽하게 맞는 제품을 공급해야 합니다.” 라고 Logan은 말했습니다. 이 목표를 달성하는 데 중요한 것은 3D 스캐닝입니다.
대체 솔루션과 스캐닝 서비스로 실험을 마친 후 Bushwacker에서는 7축 Romer Infinite 2.0 암, Perceptron ScanWorks V5 레이저 스캐너 및 InnovMetric의 PolyWorks® 3D 계측 소프트웨어가 포함된 최고급 스캐닝 시스템을 도입했습니다. 차량 표면의 디지털 데이터를 정확하게 파악할 수 있으므로 Bushwacker는 완벽하게 맞을 것이라는 확신을 갖고 제품 설계에 역량을 집중할 수 있습니다. 3D 스캐닝을 사용하면 공정을 단순화하고 노동 시간을 단축하는 동시에 맞춤성은 고려할 필요가 없게 됩니다.
Jeep Grand Cherokee를 레이저 스캐닝하여 스타일 라인과 장착 위치가 있는 전면 쿼터 패널 캡처.
"스캐너와 PolyWorks 소프트웨어를 사용하면 며칠 이내 컨셉에서 프로토타입까지 진행할 수 있습니다."
Sterling Logan 디자인 엔지니어, Bushwacker
SEMA에서 컨셉부터 설계까지 3일 동안 진행된 Chevrolet Cruze의 범퍼 가드.
3D 스캐닝에 따른 빠른 응답 시간을 특히 강조하기 위해 Logan은 다음 예를 인용했습니다.“특수장비시장협회(SEMA)의 행사가 열리기 며칠 전에 한 고객이 우리에게 Chevrolet Cruze용 범퍼 가드를 설계해 달라는 요청을 했습니다. 단 3일 만에 우리는 범퍼 가드 프로토타입을 완성했고 이 새 제품과 함께 행사를 진행했습니다."
Logan은 어떻게, 제품이 단 3일 만에 완성되었는지 보여주었습니다. 첫날 Bushwacker에서는 Chevrolet Cruze를 스캔하고 PolyWorks|Modeler™를 사용하여 데이터를 처리한 후 Siemens NX로 가져왔습니다. 둘째 날에는 범퍼 가드를 설계하고 프로토타입 금형을 가공했습니다. 3일차에는 부품들이 제작되어 SEMA 행사로 전달되었습니다.
초기에 Bushwacker에서는 OEM 차체 스타일링 공장에서 선택한 소재인 점토를 사용했습니다. 디자이너들은 차량에 점토를 바르고 원하는 형태로 공들여 조각했습니다. 그런 다음 완료된 형태를 목재 템플릿으로 옮겨 스타일링을 차량 반대편의 점토에 그대로 복제할 수 있었습니다. 다음으로, 점토 모델에서 석고 금형을 주조하고 이를 프로토타입 열성형 도구를 제조하는 데 사용했습니다.
Logan에 따르면 이 과정은 시간이 많이 들고 매우 힘든 작업이었습다. 그럼에도 불구하고, 생산 준비가 완료된 금형을 만들려면 몇 달이 걸렸을 것입니다. Logan은 "목표에 가까워지긴 했지만 처음이라 완벽할 수는 없었습니다." 라고 말했습니다. 설계의 품질에 집착한 Bushwacker에서는 프로토타입 금형, 핏 확인, 시각적 평가, 금형 수정, 재확인이라는 4~5주기를 통해 핏과 설계를 조정했습니다.
“그러나 이제는 레이저 스캐닝과 PolyWorks 소프트웨어의 리버스 엔지니어링 기능을 사용할 수 있어 금형이나 부품 설계를 변경할 필요는 거의 없습니다. "우리가 하는 변화는 각 플레어에 스타일을 부여하는 미세한 디자인 요소에 전념하고 있으며, 각각은 특정한 외관을 위해 설계되었습니다," 라고 Logan은 말했습니다.
범퍼 리어 가드 설계에 사용할 준비가 된 Chevrolet Cruze 리어 범퍼 및 트렁크 래치에 대한 스캔 데이터.
Chevrolet Cruze의 최종 범퍼 가드(회색) 디자인 및 배치를 보여주는 CAD 이미지.
Jeep JK: 설계에 대한 열정
Logan은 과거와 현재를 회상하며 말했습니다. “사업을 시작했을 때 우리의 첫 플레어는 오래된 Jeep CJ용이었습니다. 그 당시에는 펜더용 판금이 평평했기 때문에 점토와 석고 공정이 유용했습니다. 신형 Jeep JK의 차체 스타일은 확실히 그렇지 않습니다.”
Jeep JK는 차체 스타일 라인과 장착 구성으로 인해 쉽지 않았습니다. 3D 스캐닝을 사용하여도 Bushwacker는 특허받은 포켓 스타일 플레어, 플랫 스타일 플레어 및 트레일 아머를 개발하는 데 6개월이 걸렸습니다. Logan은 다른 모든 프로젝트의 경우 3D 스캐닝으로 인해 제품 출시가 평균적으로 초기 컨셉 설정 이후 1~2개월로 단축되었다고 말했습니다.
Jeep JK 프로젝트의 경우 또한 3D 스캐닝의 또 다른 장점인 장착 위치 획득이 조명되었습니다. 쉽게 설치할 수 있도록 Bushwacker에서는 액세서리에 대해 항상 공장 장착 지점만 사용하려고 합니다. 포켓 플레어의 경우 내외부 플레어의 혁신적인 조합이 가능했으며 스캔된 데이터를 통해 차체 패널을 기준으로 장착 지점의 정확한 위치를 확인할 수 있었습니다.
"레이저 스캐닝이 없었으면 Jeep JK 액세서리는 출시하지 못했을 것입니다."
Sterling Logan 디자인 엔지니어, Bushwacker
혁신적인 디자인과 디테일을 중요시하여 Jeep JK 액세서리의 성과가 좋았습니다. SEMA에서 Bushwacker의 플랫 플레어는 최고의 오프로드/4륜 구동 신제품 부문에서 2위를 차지했으며, 트레일 아머는 최고의 외장 액세서리 신제품 부문에서 1위를 차지했습니다.
장점
Bushwacker의 3D 스캐닝
모든 프로젝트에서 Bushwacker는 레이저 스캔 암, PolyWorks, Siemens NX(이전 Unigraphics NX)를 스캔, 준비, 설계의 3단계 프로세스에 통합했습니다.
어떤 경우에는 3D 스캐닝 시스템을 대상 차량으로 옮겨가지만 대부분의 경우 Bushwacker는 차량을 시설로 가져옵니다. 프로세스의 첫 번째 단계에서 Bushwacker는 레이저 스캐너 제어 및 실시간 데이터 캡처를 위해 PolyWorks|Modeler™를 사용합니다. "PolyWorks를 사용하면 스캔을 시작하기 전에 모든 연결을 설정하는 힘든 프로세스가 없습니다." 그리고 Logan에 따르면 설정하고 스캔을 시작하는 데 10~15분 밖에 걸리지 않습니다. 그는 이어서 “인터페이스도 직관적이고 사용하기 쉽습니다.” 라고 덧붙입니다.
PolyWorks|Modeler에서는 가장 미세한 형상 라인을 쉽게 추출할 수 있음.
디지털 모델이 스캔 경로를 따라 동적으로 변경됩니다. 이는 사용자가 아직 캡처해야 할 부분을 쉽게 알 수 있도록 훌륭한 시각적 피드백을 제공합니다!
“스캔할 때 디지털 모델이 내 스캔 경로를 따르기 위해 동적으로 변경된다는 사실이 마음에 듭니다. 내가 어디에 있는지 무엇을 캡처해야 하는지 보여주는 훌륭한 피드백을 제공합니다.” 라고 Logan은 말했습니다. 그는 스캔이 완료된 것 같으면 스캔 간 편차를 보여주는 PolyWorks 비교 도구를 사용합니다. “이것은 스캐너를 부딪힌 경우와 같이 가끔 발생하는 작업자 오류를 대비한 안전 장치입니다. 다시 스캔해야 할 대상에 대한 즉각적인 피드백이 제공됩니다.” 라고 Logan은 말했습니다. “결과는 깔끔하고 정확한 데이터입니다.” 라고 그는 덧붙였습니다.
Siemens NX 사용자인 Logan은 또한 PolyWorks|Modeler 인터페이스와 도구들이 익숙하고 매우 비슷하다는 것을 알게 되었습니다. 그는 PolyWorks를 사용하여 Siemens NX로 가져올 파일을 준비하고 이런 파일을 데이터 편집 및 설계에 사용합니다. “차량의 미묘한 스타일 라인을 따르는 부품을 만들고 설계하려면 강력한 모델링 도구가 필요합니다. PolyWorks를 사용하여 세부 사항을 획득할 수 있으며 해당 데이터는 Siemens NX에서 부품 설계에 사용됩니다. 우리에게는 완벽한 조합입니다.” 라고 Logan은 말했습니다.
Siemens NX용 데이터를 준비하기 위해 그는 PolyWorks를 사용하여 노이즈가 있는 데이터를 필터링하고 구멍을 채우고 스플라인과 NURBS 서페이스를 생성합니다. “저는 영역을 선택하고 PolyWorks는 자동으로 스플라인을 생성합니다. 그런 다음 저는 이런 스프라인들을 연결하고 NURBS를 생성합니다.” 라고 Logan은 말했습니다. “이는 Siemens NX의 프로세스와 매우 비슷해서 실제로는 직관적입니다. 제가 아는 한 PolyWorks보다 더 좋은 것은 없습니다. 이보다 더 쉬운 것도 없습니다.” 라고 Logan은 말했습니다.
Siemens NX에서는 PolyWorks에서 생성된 NURBS가 액세서리 설계의 기준이 됩니다. 차체 패널과 장착 지점에서 Bushwacker의 비전이 구체적으로 표현됩니다. 프로세스 전반에 걸쳐 디자이너는 액세서리와 차량을 렌더링하여 형태와 핏을 시각적으로 나타냅니다.
새로운 각 부품은 프로토타입 금형을 설계하고 CNC 가공하기 전에 '디지털'적으로 설계 검토를 거칩니다. "PolyWorks가 제공하는 고품질 서페이스 데이터를 통해 우리는 실제 부품을 만들기 전에 CAD에서 부품의 핏과 마감을 면밀히 조사할 수 있습니다." 라고 Logan은 말했습니다. 그러나 최종 평가를 위해 여전히 실제 프로토타입이 필요합니다. Logan은 "차량에 처음으로 플레어를 장착하면 화면에는 보이지 않거나 볼 수 없는 것들이 금방 눈에 띕니다." 라고 말했습니다.
PolyWorks|Modeler에서 디지털화된 모델부터 매끄러운 NURBS 서페이스까지.
다음 단계
최근 Bushwacker에서는 검사도 PolyWorks에서 수행합니다. PolyWorks|Inspector™를 사용하여 회사가 명성을 얻게된 금형, 프로토타입, 최초 생산 샘플의 높은 품질을 확정할 수 있습니다. “PolyWorks|Inspector는 매우 강력합니다. 이를 통해 우리는 내부 검사를 수행할 수 있으므로 필요할 때마다 부품과 금형을 신속하게 평가할 수 있습니다.” 라고 Logan은 말했습니다. “현재 경제 상황에서 우리는 최첨단을 유지해야 하는데 PolyWorks를 사용하면서 그렇게 되었습니다.” 라고 그는 결론지었습니다.
