Hustem 3D Solution - 3D 스캐너, 3D 서비스

안녕하세요. 토탈 3D 솔루션 전문기업 휴스템(Hustem)입니다.

보통 어떠한 제품이나 부품을 만드는 과정은 제품을 설계(Design)를 하고,

그 설계에 따라 제조를 합니다.

그런데 반대로 제품 및 부품은 있는데 도면이 없다면 어떻게 하시겠습니까?

그 제품을 일회성으로 사용할 거라면 그냥 사용하면 되겠지만

다량으로 생산을 하거나 개조를 하고 싶은 경우에는 도면이 필요하겠지요.

그럴때 필요한 것이 바로 역설계(Reverse Engineering)입니다.

역설계의 사전적 의미를 간단하게 말하자면

소프트웨어 공학의 한 분야로, 이미 만들어진 시스템을 역으로 추적하여 

처음의 문서나 설계기법 등의 자료를 얻어 내는 일을 말합니다.

역설계를 하는 방법으로

버니어 캘리퍼스와 같은 측정 도구로 제품 및 부품의 Size를 일일이 측정하여 모델링을 하는 방법도 있지만 

작업자가 너무 힘들뿐더러 많은 시간이 소요되어 비효율적입니다.

하지만 3D스캐너를 사용하여 역설계를 한다면 작업 시간을 절약할 수 있고,

작업자도 어렵지 않게 작업을 할 수 있습니다.

3D스캐너는 크게 접촉식과 비접촉식 3D스캐너로 분류가 나뉘어져 있지만

저희는 "비접촉식 3D스캐너"를 활용하여 역설계를 한 실제 사례를 예로 들어 이야기를 해보겠습니다.

얼마 전에 한 업체의 의뢰를 받아 위의 사진과 같은 부품의 역설계를 진행했었는데요. 

지름 약 170mm, 두께 5mm(테두리 0.85mm)정도의 LED 모듈을 검사하는 기계의 부품입니다.

역설계 목적은 이 부품을 복제하여 국산화 시키기 위함입니다.

먼저 이 부품을 정확하게 3D스캐닝 하기 위해 고정밀 산업용 3D스캐너를 사용하였습니다.

사용한 장비는 Carl ZEISS 社의 COMET 5M입니다.

본 3D스캐너의 자세한 정보는 아래의 링크에서 확인할 수 있습니다!

ZEISS Comet 5M 보러가기

산업용 3D스캐너 COMET 5M를 사용하여 3D스캐닝한 모습입니다.

이렇게 취득한 데이터는 가장 대표적인 3D 스캔 데이터 파일인 

STL(stereolithography) 파일로 추출을 할 수 있습니다.

보통 3D 도면은 STEP 파일이 대표적인데 스캔 데이터는 바로 STEP 파일로 추출할 수 없습니다.

STEP 파일은 모델의 기하학적인 정보를 가지고 있고, 모델이 점, 선, 서피스 등으로 이루어진 반면

STL 파일은 무수히 많은 점들을 삼각형으로 만들어 메시(mesh)를 생성하여

이 무수한 메시들로 이루어진 데이터입니다.

쉽게 말해 이러한 STL 파일을 STEP 파일로 변환(?)하는 작업이 역설계의 대표적인 과정입니다.

​모델링 작업은 3D Systems 社에서 개발한 역설계 전문 S/W인 Geomagic Design X를 사용하였습니다.

Geomagic Design X 보러가기

3D 스캐너를 사용하여 취득한 3D 스캔 데이터를 소프트웨어에 불러오고,

이 데이터를 기반으로 모델링을 하여 STEP 파일로 만듭니다.

Geomagic Design X는 역설계 전문 소프트웨어답게 스캔 데이터를 직접적으로 활용 할 수 있고

다른 모델링 S/W가 가지고 있는 모델링 기능이 전부 포함되어 있으며,

Solidworks, Creo, Inventor, CATIA와 같은 다른 소프트웨어와 연동이 가능하다는 점에서

편이성도 뛰어나 저희 휴스템이 즐겨 사용하는 S/W입니다.

'메시 스케치'라는 기능으로 한 평면을 설정하여 설정한 평면과 맞닿는 메시의 폴리라인을 가져옴으로써

손쉽고 정확한 모델링을 하여 시간이 매우 단축됩니다.

위의 그림과 같이 모델링이 완성이 되었고 모델링 시간은 30분이 채 안걸렸던것 같습니다.

부품 테두리 부분의 모형은 클라이언트의 요청에 따라 십자 모형으로 변경하였습니다.

이렇게 모델링을 하는 과정에서 메시 데이터를 참고하여 일부 모형을 변경함으로써

부품 및 제품을 개조할 수도 있습니다.

이렇게 모델링한 데이터는 STEP 뿐 아니라 다양한 확장자로 추출이 가능합니다.

여기까지 제품은 있지만 3D 도면이 없는 경우,

3D스캐너를 활용하여 3D 도면을 취득하는 방법에 대해 알아보았습니다.

저희 휴스템은 산업용 3D스캐너와 역설계뿐만 아니라 다양한 3D솔루션을 취급하고 있습니다.

3D솔루션 관련하여 문의사항이 있다면 언제든지 문의전화 주세요!

문의전화 : 02-6262-1027

휴스템 홈페이지 바로가기

안녕하세요. 토탈 3D 솔루션 전문기업 휴스템(Hustem)입니다.

이번 포스팅은 고정밀 3D스캐너와 역설계 소프트웨어를 활용하여

치아모형을 모델링한 서비스 사례를 소개해 드리고자 합니다.

* 이미지는 실제 의뢰받은 물품이 아닌 다른 이미지를 사용하였습니다.

(https://www.dhsv.org.au/dental-health/teeth-tips-and-facts/stainless-steel-crowns)

위의 사진과 비슷하게 생긴 어금니 크라운 모형을 역설계하는 의뢰를 받았는데요.

모형을 복제하여 기성품을 양산하기 위해 저희 휴스템에게 의뢰를 하였습니다.

우선 모델링을 하기에 앞서 전달받은 물품을 3D스캐닝 해야하는데요.

작은 물품인 만큼 고정밀의 3D스캐너가 필요합니다.

그래서 저희는 ZEISS 사의 COMET L3D 2라는 3D스캐너를 사용하였습니다.

3D스캐너에 대한 자세한 정보는 아래의 링크를 참고해 주세요.

[산업용3D스캐너] 독일 최고의 기술력, ZEISS Comet L3D2는 어떤 3D스캐너일까?

하지만 이 3D스캐너 뿐만 아니라 모든 광학식 3D스캐너는 

저렇게 광이 심한 물품을 바로 스캔하기 어렵습니다.

그래서 3D스캐닝용 스프레이를 분사하여 물품을 하얗게 만들며 광을 없애주었답니다.

3D스캐닝용 스프레이는 값이 비싸다는 단점이 있지만 입자가 아주 미세하여

입자에 의한 오차를 최소로 할 수 있습니다.

3D스캐닝한 데이터입니다.

이렇게 전체적으로 봤을때는 잘 모르지만 확대해보면 조그만 삼각면들이 무수히 많이 모여있는 데이터입니다.

그 조그만 삼각면을 흔히 메쉬(mesh)라고 칭하며 이렇게 메쉬들이 모여있는 데이터를 메쉬데이터라고 하죠.

확대를 해보면 아래와 같은 그림으로 데이터가 형성되어있답니다!

이렇게 3D스캐너로 취득한 데이터는 3D프린터로 출력을 할 수는 있지만

곧장 금형으로 가공을 할 수가 없습니다.

그래서 모델링을 따로 해야하는 것이죠!

하지만 이렇게 자유곡면 투성이인 치아같은 모형은 하나하나 모델링 하기 굉장히 힘듭니다.

그래서 저희가 사용하는 역설계 소프트웨어의 기능 중에 하나인 '오토 서피스'라는 기능을 사용하였습니다.

참고로 사용한 역설계 소프트웨어는 3D Stystems 사의 Geomagic Design X라는 소프트웨어입니다.

자세한 정보는 아래의 링크를 참고해주세요.

[3D모델링/역설계 소프트웨어]Geomagic Design X란?

오토 서피스 작업을 마친 결과입니다.

 이름 그대로 몇가지 설정만 해주고 클릭만 하면 자동으로 저렇게 서피스를 생성해 준답니다.

데이터에 저렇게 수많은 선들이 있는 이유는

소프트웨어가 메쉬데이터의 곡률을 계산하여 여러개의 패치(patch)를 생성하고

그 패치들을 이어 하나의 서피스로 만들어 내는데 그 패치들의 경계선입니다.

이렇게 서피스를 만들었지만 서피스는 두께가 없는 면이기 때문에

모델링이 완료되었다고 말하기엔 아직 부족합니다.

그래서 소프트웨어의 기능 중 하나인 '서피스를 두껍게 하기'를 사용하여 서피스에 두께를 부여합니다.

그러면 더이상 그 데이터는 서피스 데이터가 아닌 솔리드 데이터가 된답니다.

모델링이 완료된 데이터의 모습입니다.

이와같이 엄청나게 복잡한 모형의 데이터는 아니지만 굴곡이 많아 모델링이 힘든 경우에는

'오토 서피스'라는 기능으로 많은 굴곡들을 완벽하게 구현해낼 수가 있습니다.

저희 휴스템은 이런 역설계 뿐만 아니라 3D스캐닝이나 품질검사와 같은

여러가지 3D대행서비스를 실시하고 있습니다.

3D대행서비스에 대해 문의가 필요하거나 3D스캐너 관련 문의 또는

그 밖의 3D솔루션 문의가 필요하시다면 언제든지 문의주세요.

문의전화 : 02-6262-1027

휴스템 홈페이지

안녕하세요. 토탈 3D 솔루션 전문기업 휴스템(Hustem)입니다. 

저희 휴스템은 3D스캐닝, 역설계 및 품질검사와 같은 3D 대행서비스를 진행하기도 하는데요.

그 중에 역설계를 한 사례를 소개를 해볼까 합니다.

이번에 저희한테 3D대행서비스를 의뢰하신 물품은 자동차에 들어가는

브레이크 디스크 로터의 역설계였습니다.

* 이미지는 실제 의뢰받은 물품이 아닌 다른 이미지를 사용하였습니다.

 위와 같이 생긴 물품인데요.

저렇게 완전한 제품은 무게도 무거울 뿐더러 내부 형상을 스캔하기 어렵습니다.

제대로 역설계를 하기 위해서는 내부 형상도 스캔을 해야하고

의뢰해주신 클라이언트도 그 부분을 원하셨기 때문에

저희에게 어느정도 절단을 해서 주셨답니다.

절단된 제품을 기반으로 역설계하여 완제품의 모형을 만들어야 했는데

역설계를 하기에 앞서 3D스캐닝을 진행하였습니다.

저희가 사용한 3D스캐너는 초정밀 3D스캐너인 ZEISS사의 COMET L3D 2입니다.

3D스캐너에 대한 정보는 아래의 링크를 참고해주세요!

[산업용3D스캐너] 독일 최고의 기술력, ZEISS Comet L3D2는 어떤 3D스캐너일까?

우선 전체적인 형상을 알기 위해 절반 가량 절단된 제품을 3D 스캐닝 하였습니다.

그리하여 나온 데이터가 위의 그림과 같습니다!

하지만 저렇게만 스캐닝을 한다면 내부 형상을 알 수가 없겠죠?

겉에 일부만 스캐닝 되었을 뿐이라 역설계 하기에는 무리입니다.

그래서 좀 더 절단을 한 제품을 추가로 3D 스캐닝하였습니다.

이렇게 데이터가 나왔습니다!

이로써 내부 형상도 알 수 있게 되었으니 역설계를 진행 할 수가 있겠습니다.

역설계를 할 때 사용한 소프트웨어는 3D Systems 사에서 개발한

Geomagic Design X라는 소프트웨어 입니다.

링크-[3D모델링/역설계 소프트웨어]Geomagic Design X란?

3D 스캔데이터의 단면을 추출하여 스케치를 하고 

단면을 회전하여 솔리드를 만들었습니다.

그리고 내부 형상을 만들기 위하여 두번째 스캔한 데이터를 이용해

그 부분을 스케치로 그렸습니다.

일일이 다 그리지 않고 하나만 그린 후 원형패턴으로 복사를 했답니다!

이렇게 그린 스케치를 돌출하여 솔리드로 만든 후 

위에 뚜껑(?)을 덮으면!

이렇게 모델링이 완성되었습니다!

3D스캐닝은 전체적으로 하지 않고 일부분만 했지만 전체적인 모델링이 가능합니다.

*반대편 모습

이렇게 3D대행서비스, 역설계 작업을 한 사례를 소개해 드렸는데요.

저희 휴스템은 이런 역설계 뿐만 아니라 3D스캐닝이나 품질검사와 같은

여러가지 3D대행서비스를 실시하고 있습니다.

3D대행서비스에 대해 문의가 필요하거나 3D스캐너 관련 문의 또는

그 밖의 3D솔루션 문의가 필요하시다면 언제든지 문의주세요.

문의전화 : 02-6262-1027

휴스템 홈페이지

안녕하세요. 토탈 3D 솔루션 전문기업 휴스템(Hustem)입니다.

이번 포스팅에서는 맞춤형 깁스를 제작하는 과정을 소개해드리려 합니다.

사용 장비는 아인스캔 프로 플러스(Einscan Pro +)입니다.

장비에 대한 소개는 다음 글을 참고해주세요.

사건의 발달은 이렇습니다. 

어느날 저희 직원분의 손가락이 크게 부러졌습니다.

엑스레이 사진만봐도 정말 아파보입니다..

철심을 박는 수술까지 하고 반깁스를 하게 되었습니다.

하지만 깁스를 했어도 계속해서 통증을 호소했습니다.

손목을 쭉펴면 근육이 당겨지때문에 아픈 것이었죠.

깁스가 팔을 편안한 자세로 만들어주지 못하는 것입니다.

반깁스 특성상 계속해서 모양이 바뀔 뿐더러

날씨가 더워지면서 찝찝함은 이루말할 수 없죠..

그래서 맞춤형으로 깁스를 만들면 어떨까 생각했습니다.

제작 과정은 이렇습니다.

1. 3D 스캐너로 손을 스캔한다. (아인스캔 Pro +)

2. 스캔 데이터를 손가락 모양에 맞게 역설계 한다. (Geomagic Design X)

3. 3D 프린터로 뽑는다. (신도리코 DP200)

간단하죠?

과정을 한번 소개 해드리겠습니다.

우선 3차원 측정기로 손을 스캔합니다.

이때 가장 아프지 않고 편안한 자세로 스캔을 진행했습니다.

스캔 시간은 데이터 처리 시간 까지 포함하여 약 5분입니다.

붕대까지 표현될 필요는 없었는데 전부다 표현이 됬네요.

팔부분만 잘라내서 stl 파일로 저장했습니다.

stl파일을 geomagic design X로 불러옵니다.

디자인엑스에서 간단한 작업을 통해 깁스 모양을 만들어보겠습니다.

총 작업시간은 10분입니다.

우선 필요없는 부분은 삭제해줬습니다.

깁스가 받쳐줘야 하는 부분은 새끼손가락과 약지기 때문에 이부분만 남겨놓습니다.

그리고 이런 구멍 부분을 메워줍니다.

구멍을 다 메우면 꽉찬 면이 생기게 됩니다.

하지만 경계 부분이 너무 거칠어서 이걸 바로 두껍게 만들면 너무 보기 싫게 됩니다.

경계 평활화로 경계를 매끈하게 만들어줍니다.

그리고 너무 디테일 할 필요는 없기 때문에

전체 리메시로 조금 러프하게 데이터를 만들어줬습니다.

스캔 데이터는 점을 삼각형으로 이은 메시 데이터 라고 하는데

이 삼각형의 크기를 크게 만드는 방법을 사용한 것이죠.

마지막으로 두껍게 하기 기능을 사용하면

이렇게 두께가 생기게 됩니다.

그리고 조금 더 디테일한 편집을 통해 이쁘게 만들어주면

이렇게 완성이 되었습니다!

이 파일을 이제 3D 프린터로 출력만 하면 완성입니다.

신도리코 DP 200의 전용 슬라이스 프로그램에서

g-code라는 것을 생성해줍니다.

3D 프린터 같이 3축 테이블로 된 가공 기계는

재료가 변형되는 끝부분이 움직이는 경로, 그러니까 툴패스를 생성해 줘야하는데

이 툴패스를 g-code라고 말합니다.

물론 모르셔도 됩니다. 자동으로 해주니까요.

출력이 잘 진행되고 있습니다.

적지 않은 시간 끝에 출력이 완료되었습니다.

굉장히 깔끔하고 안정적인 모양으로 출력되었습니다.

서포트를 제거한 모습입니다.

직접 착용 해보니 기존의 반깁스보다 몇배는 편하다고 합니다.

당연히 환자의 손모양에 맞춰 제작되었기 때문에

기존의 깁스와는 차원이다른 느낌이죠.

사실 소프트웨어에서 편집하는 것들이 어려워 보이는데

소프트웨어가 쉽게 구성되어있어서 딱 하루 만져보고 이정도로 다룰 수 있었습니다.

사용된 장비, 교육 가능 여부, 3D 용역 관련하여 궁금하신게 많을텐데

저희 휴스템은 언제나 문의를 기다리고 있습니다!

상담비용은 무료니 궁금하신건 언제든지 물어보세요~

긴글 봐주셔서 감사합니다.

문의전화 : 02-6262-1027

휴스템 홈페이지

3D 스캐너는 조그만 부품부터 큰 건물에 이르기까지

아주 넓은 범위와 분야에 활용이 가능합니다.

어떤 것을 스캔을 하느냐에 따라 각각에 맞는 3D 스캐너가 있답니다.

이번에는 큰 건물을 통째로 3D 스캔을 할 수 있는

광대역 3D 스캐너 FARO Focus 3D를 활용하여

실제 3D 스캐닝 서비스를 했던 사례를 소개해 드리겠습니다!

한○전력공사의 중○변전소입니다.

건물 외부를 포함하여 내부까지 3D 스캐닝을 하여

그 데이터를 기반으로 역설계 모델링까지 하는 의뢰를 받았습니다.

광대역 3D 스캐너 FARO Focus 3D를 삼각대에 설치하고

저렇게 사진과 같이 세워놓습니다

저 3D 스캐너가 360도 회전을 하면서 공간을 3D 스캐닝을 하게 되는 것입니다!

이런식으로 여러차례 스캔을 하여 그 데이터들을 모아서

역설계 작업을 할 수 있도록 만들어야 하는데요!

아무리 광대역이라지만 건물의 구조상

단 한번의 스캔으로 모든 작업을 마무리 할 수가 없습니다!

모든 장소가 전부 스캔이 될 수 있도록 3D 스캐너를 옮겨가며 작업을 해야합니다.

정렬된 스캔데이터 (내부)

그 데이터들을 모아서 정렬을 하면 이렇게 데이터가 나오게 됩니다!

정렬된 스캔데이터

위의 상태는 stl 혹은 obj 데이터이므로 이 데이터를 CAD데이터로 변환을 해야하는데요

그러기 위해서는 역설계 작업을 해야합니다!

(역설계하는 과정은 너무 길어서 생략하겠습니다)

내부 모습 (역설계)

변전소의 스캔데이터를 토대로 역설계를 한 데이터의 모습입니다!

스캔데이터와 역설계를 한 CAD 데이터를 비교한 모습입니다

이렇게 광대역 3D 스캐너 FARO Focus 3D를 이용하여

3D 스캔을 하고 역설계 작업까지 한 사례를 소개해 드렸는데요

저희 휴스템은 광대역 뿐만 아니라 다양한 3D 솔루션을 제공해 드리고 있습니다.

휴스템의 3D 솔루션에 대해 알고싶으시면 아래의 홈페이지를 방문해주세요!

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