헝가리 TDK 현장에서 FreeScan Combo 및 Control X를 활용한 프로토타입 검사

EMI 필터 개발 시 시간 제약

TDK의 EMI 필터 주요 고객사는 재생에너지 분야에 위치합니다. 이 필터들은 풍력 터빈, 산업용 인버터, 차량용 충전기 등에 주로 사용됩니다. 주문 수량은 일반적으로 100~1,000개 단위로, 동일한 제품이 두 개 존재하지 않습니다. TDK는 주먹 크기부터 수백 킬로그램에 달하는 탁자 크기 장치까지 다양한 크기의 EMI 필터를 제공합니다.

고객사는 일반적으로 필요한 EMI 필터에 대한 입찰을 공고하며, 샘플 및 견적서 제출을 위한 1~2개월이라는 촉박한 기한을 명시합니다. 이 기한에는 문서 준비, 자재 조달, 초기 조립, 측정, 수정 작업 등이 포함됩니다. 신속한 제출이 수주 여부를 좌우하는 경우가 많으며, 낙찰된 업체가 해당 제품을 제조합니다.

최근 몇 년간 설치 공간의 축소와 점점 더 복잡해지는 고객 요구사항은 프로토타입 개발자들이 직면한 시간적 압박을 가중시키고 있다.

“산업용 EMI 필터의 전체 치수만 보장하는 것으로 충분했던 과거와 달리, 고객들은 이제 위치 공차, 평탄도 및 기타 복잡한 치수까지 요구하고 있습니다. 이러한 고급 정밀도 요구사항을 충족하는 것은 기존 전통적인 방법으로는 매우 어렵거나 불가능했습니다.”라고 TDK 헝가리 컴포넌츠 주식회사의 수석 설계 엔지니어 Krisztián Holló는 말했다.

첨단 측정 솔루션 도입

개발 부서에서 사용할 수 있는 단순한 측정 도구로는 더 이상 복잡한 측정 요구 사항을 충족할 수 없었습니다. 중앙 측정실과의 협업이 유일한 내부 옵션이었으나, 해당 부서의 우선순위는 완제품 검증에 있었습니다. 이로 인해 실험실에서 프로토타입을 예약하고 검사하는 데 3~4일이 소요될 수 있었습니다. 이러한 정교한 측정 요구를 신속히 해결하기 위해 팀은 고정밀 광학 3D 스캐닝 기술을 도입했으며, 초기에는 이 작업을 FreeDee에 아웃소싱했습니다. 그러나 아웃소싱은 때로 최대 2주에 달하는 리드 타임을 초래하여, 해당 역량을 사내로 가져오기로 결정하게 되었습니다.

“우리에게 최선의 선택은 부서 내에서 이러한 문제를 해결하는 것입니다. 고객이 1~2개월의 마감일을 설정하는 상황에서 2주라는 리드 타임은 너무 길었습니다. 이를 충족하고 프로젝트를 수주하기 위해 3D 스캐닝을 사내에서 수행할 수 있도록 해야 했습니다.”라고 Holló는 설명했습니다.

Control X 소프트웨어에서의 컴포넌트 메쉬 표시

적합한 3D 스캐너 선택하기

2018년부터 TDK에 3D 프린팅 장비를 공급해 온 FreeDee와의 기존 파트너십을 바탕으로, EMI 필터 개발사들은 초기 3D 스캐닝 작업을 이들에게 아웃소싱했습니다. 아웃소싱된 스캔 결과는 3D 스캔 모델을 통해 이전에는 까다롭다고 여겨졌던 기하학적 요구사항을 쉽게 검증할 수 있음을 확인시켜 주었습니다.

주요 고객사가 원형 제작을 위해 3D 스캔 모델을 요구하면서 사내 3D 스캐너 구매 결정이 시급해졌다. 해당 고객사는 스캔 모델을 자체 3D 설계에 통합하여 물리적 설치 공정과의 호환성을 확보했다.

“구매 전 여러 3D 스캐너를 테스트하고 평가한 끝에, 뛰어난 가성비로 FreeScan Combo 레이저 스캐너를 최종 선택했습니다. 현장 시연과 FreeDee가 수행한 스캔 작업이 결정에 큰 영향을 미쳤습니다”라고 Holló는 말했다.

FreeScan Combo 및 Geomagic Control X를 활용한 워크플로우

출시 이후 FreeScan Combo는 계측 스캐닝을 위해 특별히 설계된 SHINING 3D의 가장 인기 있는 휴대용 3D 스캐너 중 하나가 되었습니다. 26~50개의 레이저 라인과 20마이크론 정밀도로 신속한 데이터 캡처를 제공합니다. 컴팩트한 크기로 편리하고 빠른 작동을 보장하며, 다양한 스캐닝 모드는 신속하고 상세한 디지털화 작업 모두에 효율적인 워크플로우를 지원합니다.

SHINING 3D의 Control X 소프트웨어를 활용한 분석: 스캔된 데이터는 가장 잘 알려진 품질 관리 소프트웨어 도구 중 하나인 Geomagic Control X를 사용하여 분석되고 CAD 모델과 비교됩니다. 이 소프트웨어는 간단한 워크플로우, 자동화된 보고 기능, 복잡한 측정 작업의 쉬운 매개변수화를 제공합니다.

Control X 소프트웨어에 표시된 TDK 스캔 부품

TDK 사내 3D 스캐닝 결과

스캐너 시연 및 평가를 거쳐 2024년 3월 11일 TDK에 FreeScan Combo가 도입되었습니다.

Holló는 “3D 스캐너 덕분에 외주 처리 시 최대 2주가 소요되던 작업이 이제 사내에서 2~3시간 만에 완료됩니다”라고 말했습니다.

이 스캐너는 완전한 표면 데이터를 캡처하여 물리적 프로토타입이 없어도 향후 검사가 가능하게 합니다. TDK는 이미 이 기능을 활용해 제품 개선 작업을 진행했습니다. 스캐닝 과정은 처음에는 간단해 보였지만, 제품 샘플의 다양성으로 인해 팀은 학습 곡선을 경험했습니다.

Kristztián Holló, 선임 설계 엔지니어, TDK 헝가리 컴포넌츠 유한회사

“어려움을 겪을 때마다 FreeDee는 신속한 지원을 제공했습니다. 3D 스캐너 선택에 있어서는 기술의 잠재력을 신속하게 극대화하기 위해 유능한 파트너가 필수적입니다,”라고 Holló는 강조했습니다.