기존 제조 방식의 대안을 위한 제너레이티브 디자인 l 오토데스크

엔지니어가 CNC 가공과 같은 기존 제조 방식을 식별 및 최적화하는 데 차세대 제너레이티브 디자인이 어떤 도움이 되는지 살펴보세요.

제너레이티브 디자인과 적층 제조는 제품 개발을 혁신하고 엔지니어가 차세대 제품을 설계 및 제작할 수 있게 해주는 효과적인 제작 방식으로, 상호 보완적인 성격을 띠고 있습니다. 제너레이티브 디자인은 더 가볍고 견고하며 목적에 부합하는 부품을 설계할 수 있게 해주며, 적층 제조는 이러한 혁신적인 형상을 제작할 수 있는 실행 가능한 방법을 제공합니다.

적층 제조가 상당한 발전을 이루고 있긴 하지만 대량 생산체제에는 아직 적합하지 않습니다. 적층 제조 방식과 기존 제조 방식은 근본적으로 다릅니다. 기존의 제조 방식에서는 재료 블록이나 주조 조각을 제거하여 원하는 형태를 만들기 때문입니다. 이로 인해 제조업체는 제품 요구사항의 측면에서 완벽한 설계를 기존의 제조 기술로 제작할 수 없는 문제에 직면하게 되었습니다.

다행스럽게도 대안이 있습니다. 이 가이드라인에는 차세대 제너레이티브 디자인을 통해 엔지니어가 기존의 제조 방법을 확인 및 최적화하여, 생산 기계가공과 제품 설계 요구사항 간의 균형을 유지하면서 혁신적인 설계를 제작함으로써 이 문제를 극복하는 방법을 소개합니다.

제너레이티브 디자인의 가치를 결정하는 문제

소프트웨어가 생체모방 기술을 포함한 다양한 접근 방식을 사용하여 가능성 있는 설계를 다양하게 생성하는 제너레이티브 디자인은 매우 혁신적인 제품을 제작할 수 있습니다. 생체모방은 자연에서 찾을 수 있는 설계와 아이디어를 착안하여 인간의 문제를 해결하며, 대체로 유기적이고 자연에 가까운 형태의 설계를 도출합니다. 제너레이티브 디자인은 이러한 새로운 설계 컨셉을 확인하는 데 도움을 주며, 상세한 설계 단계를 통해 원숙한 컨셉을 완성합니다. 엔지니어는 전에는 상상할 수 없었던, 시장 및 산업 전체를 뒤흔들 획기적인 설계 컨셉을 고안할 수 있습니다.

제너레이티브 디자인은 혁신적인 설계 제작 능력을 향상 시킵니다.

새로운 형태는 보통 구속조건이 거의 없이 제작되므로, 적층 제조는 이러한 설계 제작에 완벽한 기술입니다. 이러한 설계는 현재 제조업체가 사용할 수 있는 대량 생산 방식인 주조 및 기계가공 기술에는 적합하지 않습니다. 이 경우 엔지니어는 설계를 완전히 다른 형태로 전환해야 하지만, 항상 가능한 것은 아닙니다. 가능하다 하더라도 전환 과정에서 상당한 작업이 필요하며 설계의 용도가 변경될 수 있습니다. 제너레이티브 디자인으로 얻을 수 있는 여유 시간도 사라지기 때문에 혁신에 차질을 빚게 됩니다.

제조 인식을 위한 제너레이티브 디자인

차세대 제너레이티브 디자인이 이 문제를 해결할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 적층 및 절삭 기술을 포함한 여러 제조 방식의 다양한 생산 결과를 탐색할 수 있습니다.

절삭은 보통 3축 내지 5축으로 정의됩니다. 두 방법 모두 최소 툴 직경과 길이 등 사용되는 기술과 제품 설계에 다양한 구속조건을 부여합니다. 각각의 기술에는 차이점이 있습니다. 3축 기술은 공통 기계가공 도구를 사용하지만 대체로 노동 집약적이며, 좁은 캐비티를 가공할 때는 적합하지 않습니다. 5축 기술은 3축 방법보다 빠르며 재료 취급이 더 간단한 경우가 많습니다. 컴퓨터 기반의 툴링 덕분에 더 높은 수준의 정밀도를 제공하지만 준비 시간도 더 깁니다.

MJK Performance는 제너레이티브 디자인을 사용해 3중 클램프를 2.5축 밀링에 최적화합니다.
이미지 제공: MJK Performance

차세대 제너레이티브 디자인 덕분에 엔지니어는 설계 공간을 설정하고 3축 및 5축 기술에 모두 적합한 결과를 생성하여 제조 방법을 평가할 수 있습니다. 또한 제조와 설정 방향을 맞추고, 이를 보존해야 하는 형상과 일치시켜 다양한 설계 가능성을 탐색할 수 있습니다. 예를 들어, 보존된 형상에 구멍 있는 원통이 있지만 축이 절단 방향에 맞춰지지 않은 경우, 엔지니어는 원통 대신 정육면체 등의 다른 형상을 평가할 수 있습니다. 제조업체는 그 결과로 형상에 간극이 발생하는 것을 방지하고 설계를 내보내어 추가로 탐색할 수 있습니다. 또한 엔지니어는 원본 모델과 그 결과에 영향을 미치지 않고, 제너레이티브 모델을 복제하여 기존 작업의 상당 부분을 재사용할 수 있습니다.

장점 및 혜택

차세대 제너레이티브 디자인은 실질적인 가치를 제공합니다. 하지만 이 가치는 일반적인 생산 방법으로 제조할 수 없는 혁신적인 설계를 생성하는 기존의 제너레이티브 디자인에서 얻을 수 있는 가치와는 다릅니다. 차세대 제너레이티브 디자인이 없다면 이러한 혁신은 모두 헛된 것일 수 있으며, 엔지니어는 생산 관점에서 실현 가능한 설계를 제작하지 못할 수도 있습니다.

제너레이티브 디자인을 통해 설계된 새로운 BAC 휠은 5축 밀로 제작되었습니다.
이미지 제공: BAC.

제조 구속조건이 제너레이티브 디자인의 입력 조건으로 추가됨에 따라, 이제 엔지니어는 주어진 재료와 운영 조건 및 제조 프로세스에 대해 다수의 유효한 기하학적 옵션을 탐색할 수 있습니다. 밀링 또는 3D 프린팅 등 특정 제조 방법의 실현 가능성을 평가하고, 생산 기계가공 요구사항과 제품 설계 요구사항 간의 적절한 균형점을 파악할 수 있습니다. 또한 차세대 제너레이티브 디자인을 이용하는 기업은 이 방식이 제품 설계 수명주기 전반에 제공하는 높은 수준의 자동화 덕분에 더 짧은 시간에 최적에 가까운 설계를 탐색할 수 있습니다. 덕분에 개발 프로세스 속도가 빨라지고, 엔지니어는 반복적인 작업의 부담에서 벗어나, 최종 제품 및 제조 방법의 최적화에 집중할 수 있습니다. 차세대 제너레이티브 디자인을 통해 기업은 기존의 제조 방법을 활용하면서 혁신을 달성할 수 있습니다.

제너레이티브 디자인은 3축 및 5축 기술에
거의 최적화된 설계를 빠르게 탐색할 수 있도록 지원합니다.

제너레이티브 디자인은 구속조건이 거의 없는 혁신적인 형상을 생성하는데, 이는 적층 제조 기술에 안성맞춤입니다. 적층 제조의 전망이 밝은 것은 사실이지만 다수의 제조업체가 여전히 절삭 생산 방식을 이용하고 있으며 기존 시설을 이용해 이러한 새로운 설계를 제작하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 절삭 제조 방법에 적합한 설계를 만들기 위해서는 이러한 설계를 새로운 형태로 전환해야 하지만, 그 과정에서 많은 시간이 많이 소요되며 혁신을 달성할 수 없게 됩니다.

차세대 제너레이티브 디자인을 사용하면 적층 및 절삭 기술을 포함한 여러 제조 방법의 다양한 생산 결과를 탐색할 수 있습니다. 3축과 5축 기술을 모두 평가할 수 있므로 형상의 간극을 방지하고, 이러한 제너레이티브 모델을 복제하여 워크플로우를 더욱 최적화할 수 있습니다.

차세대 제너레이티브 디자인을 이용하면 생산 관점에서 실현 가능한 설계를 파악할 수 있습니다. 자동화 덕분에 특정 제조 구속 조건하에서 유효한 모든 기하학적 옵션을 탐색하고, 최적에 가까운 설계를 빠르게 찾아내어, 차세대 제품을 더욱 빠르게 개발하여 배포할 수 있습니다.

제너레이티브 디자인을 통해 비즈니스를 혁신하는 3가지 방식

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