산업 분야: 항공·우주 / 자동차 / 유체 기계 / 정밀 부품
검사 기법: 3D CT 비파괴 역설계 및 치수측정 (Non-Destructive 3D Reverse Engineering)
OVERVIEW
도면이 없거나 유체 유로가 복잡한 터빈 블레이드 및 임펠러(Impeller) 부품의 형상 복원 시, 기존 광학 스캐너와 CMM(접촉식 측정기)의 블레이드 음영 영역 및 3차원 자유곡면 측정 한계를 부품 손상 없는 100% 비파괴 역설계(3D CT)를 통해 극복하고 오차 없는 3D CAD 모델링 및 정밀 치수 데이터를 도출한 케이스입니다.
1. 고객의 문제 (Challenge)
- 문제 현상: 도면이 누락된 고속 회전체 부품(터빈 블레이드/임펠러)의 복잡한 3차원 유선형 곡면 및 내부 유로 역설계 필요
- 기존 검사의 한계
- 광학/레이저 3D 스캐너: 블레이드가 겹치는 음영 영역(Undercut)이나 깊고 좁은 유체 유로 내부로 레이저/광원이 투사되지 않아 스캔 데이터 손실 발생
- CMM 접촉식 측정기: 특정 포인트 측정만 가능하여 얇고 유선형으로 휘어진 곡면 전체의 연속적인 3D 메쉬 형상 취득 불가능
- 핵심 요구사항
- 부품을 절단하거나 분해하지 않고 3차원 블레이드 형상을 원형 그대로 보존하는 비파괴 역설계
- 날개(Blade) 두께, 휘어짐 각도, 유로 중심축 기준의 정밀 3D CAD(STEP/IGES) 데이터 도출
2. 제안 솔루션 (Solution)
- 부품 크기·재질 밀도·투과 두께에 맞춘 최적 CT 촬영 기법 제안
- 고밀도 금속 재질의 대형 임펠러 부품 투과를 위한 Normal Focus부터 미세 블레이드 형상 단면 분석을 위한 Micro Focus 장비까지 풀 라인업을 활용하여 부품 특성에 최적화된 맞춤형 비파괴 역설계 수행
- X선 단층 촬영을 통해 블레이드 사이의 깊은 음영 지역과 3차원 곡면 스캔 데이터를 음영(Blind Spot) 없이 100% 완벽 취득
- 베테랑 엔지니어의 맞춤형 파라미터 및 VGSTUDIO 소프트웨어 적용
- 분석 전문가가 최적의 X선 투과 파라미터와 노이즈 제거 알고리즘을 적용하여 3차원 단면(2D Slice) 영상 및 고정밀 3D Surface(메쉬) 데이터 추출
- 사전 기술 검증 리포트 제공
- 유사 유체 기기 부품의 3D 단면 슬라이스 영상 및 메쉬 데이터 도출 사례를 사전에 공유하여 측정 신뢰성 검증 완료
3. 문제 해결 (Result)
- 복잡한 3차원 곡면 및 음영 구조 완벽 추출
- 광학 스캐너로 접근이 불가능했던 임펠러 블레이드 안쪽 음영 영역과 단면 두께 변화를 3D 단층 데이터로 선명하게 재생성
- 정밀 비파괴 역설계 데이터 도출
- 취득된 3D 볼륨 데이터를 기반으로 오차 없는 역설계용 CAD(STEP) 모델링 완성 및 날개 부위별 정밀 치수검사 수행
- 역설계 개발 기간 대폭 단축
- 실물 부품 수령 후 3D 스캔부터 역설계용 단면 데이터 도출까지 단시간 내 완료하여 신제품 개발 및 양산 일정 최적화
