해피레포트 - 금형·주물 3D로 최적화

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금형·주물 3D로 최적화

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금형·주물 공정에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 오차를 최소화하고 시 제품 제작까지 원스톱으로 수행할 수 있는 최첨단 IT 설계 기술이 선보여 눈길을 끈다. 특히 주물·금형·소성·용접·열처리·표면처리 등의 생산기반기술 분야는 국내 중소기업이 상당부분 맡아왔으나 여전히 일본과의 기술 격차가 적지 않다는 점에서 국내 부품 산업이 한단계 발전할 수 있는 기회가 될 것으로 기대된다. 한국생산기술원 디지털설계센터의 최정길 박사팀은 웹 기반의 최첨단 부품생산시뮬레이션인 ‘사이버엔지니어 U24(이하 U24)’를 구축하고 국내 중소기업에게 문호를 개방하고 있다. U24는 부품생산과 연관한 모든 공정을 컴퓨터 시뮬레이션으로 해석해 실시간으로 공정 최적화를 구현했다. 보통 기계 부품은 700∼1500도 정도로 끓는 금속 용탕을 모래로 만들 틀에 부은 뒤 식혀서 만드는 데 쇳물이 얼마동안 어떻게 열이 빠져나가면서 식느냐에 따라 강도가 달라진다. U24는 바로 이럴 때 재료와 모양에 따라 달라지는 열이 빠져나가는 경로와 시간을 컴퓨터 작업으로 미리 알 수 있게 해 준다. 다른 조건을 넣어주면 그 조건에서 부품이 나오는 것을 예측해 주기 때문에 최적의 조건을 미리 구상해서 실제 부품 제작에 들어갈 수 있게 해 준다. 이러한 시뮬레이션을 활용하면 부품 불량률을 크게 낮출 수 있고, 제작에 들어가는 시간과 비용도 절약된다. U24의 또 다른 특징은 기존 사람이 일일이 수치를 집어넣어야 했던 기존 시뮬레이션과 달리 방대한 데이터 베이스를 기반으로 프로그램 스스로 최적의 부품 설계 과정을 제시해준다. 최 박사팀은 이같은 시뮬레이션 결과를 보다 실감나게 느낄 수 있도록 이화여대 가상현실연구센터와의 공동연구를 통해 가상현실(VR) 기술에 근거한 3차원 몰입형 시뮬레이션까지 성공했다. 이 기술을 이용하면 대상 모델의 실물 크기 및 부피의 효과적인 표현이 가능하다. 생산기술연구원 디지털설계센터는 이러한 시뮬레이션 결과를 제품 생산에까지 연결하는 ‘금속소재엔지니어링 설계센터’를 별도로 구축해 운영하고 있다. 이 센터를 이용하면 지능형 설계에 의해 얻어진 최적화 방안을 토대로 각종 첨단장비를 활용해 주형 및 시제품을 제작한 후 중성자를 이용해 물질의 내부 구조를 3차원 적으로 영상화하는 비파괴 검사를 수행한다. 최정길 박사는 “U24가 시장에 뿌리를 내리면 중소기업들은 보다 저렴하고 쉽고 빠르게 초첨단 설계 및 생산 기술을 온라인으로 보급, 지원받을 수 있을 것”이라며 “관련 산업의 직간접적인 파급효과만도 향후 10년 간 10조원 이상이 될 것”이라고 밝혔다. 사이버엔지니어 U24는 과학기술부가 지난해 33개 산하 출연 연구기관에서 제출받아 뽑은 71개 중점 육성 연구과제인 ‘탑 브랜드 프로젝트’중의 하나로 올해 과학기술부로부터 ‘탑 브랜드 프로젝트’ 최우수상을 수상했다. 유형준기자@전자신문, hjyoo@

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