항공기 엔진 정비를 위한 맞춤형 3D 스캐닝 솔루션

항공기 엔진은 현대 항공 기술에서 가장 복잡하고 중요한 부품 중 하나로, 정비 시 최적의 성능과 안전을 보장하기 위해 높은 정밀도와 안전성, 효율성이 요구됩니다. 기존에는 범용 지그에 의존해 부품을 고정했지만, 이는 부품을 정확히 고정하지 못해 분해 및 재설치 과정에서 위험이 발생할 수 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 고객은 높은 정밀도와 효율성을 동시에 만족할 수 있는 디지털 솔루션을 모색했고, 항공 산업의 엄격한 정확도, 속도, 신뢰성 기준을 충족할 수 있는 3D 스캐닝 기반 맞춤형 지그 제작에 주목했습니다.

본 사례는 SCANTECH의 무선 3D 스캐닝 시스템인 NimbleTrack이 항공기 엔진 정비용 맞춤형 지그 개발을 어떻게 가속화했는지를 다루고 있습니다. 고객은 이 솔루션을 통해 기존 공구의 정확성과 유연성 문제를 극복하고, 항공 엔진 정비 작업의 전반적인 품질과 안정성을 높일 수 있었습니다.

3D scanning for aircraft engine maintenance

고객 소개

본 고객사는 항공기 및 항공기 탑재 부품에 대한 종합 정비 서비스를 제공하는 항공기 정비 전문 기업입니다. 주요 업무에는 정비, 점검, 부품 수리 및 리퍼브, 랜딩기어 정비, 부품 제조, 복합소재 수리, 지상 지원 장비 정비 등이 포함됩니다.

프로젝트 배경

항공기 엔진 정비 과정에서 고객사는 엔진 부품을 고정하기 위해 일반적인 범용 지그에 의존해 왔습니다. 그러나 이러한 비전용 도구는 다음과 같은 여러 한계를 가지고 있었습니다.

제한된 기능: 일반 지그는 단순히 부품을 받쳐주는 수준에 그쳐, 정확하게 고정하거나 각도를 조절할 수 없었습니다.

안전 위험: 분해 작업 중 부품이 고정구 위로 떨어지면서 작업자가 수동으로 부품을 지지해야 했고, 동시에 고정구를 천천히 내리며 이동시켜야 했습니다. 이는 작업자의 안전을 위협할 수 있는 상황이었습니다.

부정확한 정렬: 정비 중 지면이 고르지 않거나 항공기가 약간 기울어진 상태에서는 부품이 항공기 구조와 정확히 일치하지 않아, 다수의 체결부를 맞추는 데 어려움이 있었습니다.

작업 효율 저하: 일부 도구와 지그는 나사 구멍 등 체결 지점에 접근을 방해해 렌치 등의 도구 사용이 어려웠습니다. 이로 인해 작업자는 지그 위치를 반복적으로 조정해야 했으며, 작업 시간이 증가하고 신체적 부담도 컸습니다.

해결 목표

고객사는 다양한 엔진 부품의 특수 요구 사항을 충족할 수 있는 맞춤형, 조정 가능하며 고정밀한 솔루션을 필요로 했습니다. 이를 위해 전문 3D 스캐너를 활용해 엔진 부품의 정확한 3D 데이터를 확보하고, 리버스 엔지니어링 소프트웨어를 통해 맞춤형 지그를 설계하는 것을 목표로 삼았습니다.

3D Scanning Challenges

프로젝트 과제

복잡한 구조: 터빈과 파이프 등 엔진 부품은 복잡하고 불규칙한 형상을 가지고 있고 공간적 제약으로 인해 전체 형상을 완벽하게 스캔하는 것이 어렵고 사각지대나 누락된 데이터가 발생하기 쉬웠습니다.

Complex Part Geometry

재질 특성: 일부 부품은 어두운 금속 재질로 되어 있거나 기름 잔여물이 묻어 있는 경우가 있어, 이는 스캐닝 과정을 복잡하게 만들고 측정 정확도에 영향을 줄 수 있었습니다.

현장 제약: 경사로에서 직접 측정을 수행해야 했습니다. 바람, 진동, 이동 등 예측 불가능한 실외 환경과 외부 전력 공급이 어려운 상황은 안정성, 정밀도, 속도 측면에서 큰 도전 과제였습니다.

On-site Measurements

고객사는 이러한 까다로운 환경에서도 어두운 표면과 반사 표면을 정밀하게 스캔할 수 있으며, 휴대가 간편하고 무선으로 작동 가능한 고정밀 3D 스캐닝 솔루션을 필요로 했습니다.

솔루션: NimbleTrack 무선 3D 스캐닝 시스템

SCANTECH는 정밀성과 유연성을 모두 갖춘 트래커 3D 스캐너인 NimbleTrack을 제안했습니다. 이 시스템은 까다로운 환경에서도 안정적인 성능을 발휘합니다.

워크플로우

설치: 레이저 3D 스캐너 NimbleTrack는 내장 배터리를 탑재하고 무선 데이터 전송을 지원하여 외부 전원 없이 공항 계류장에서 무선으로 작동할 수 있습니다.

신속한 스캔: 다중 레이저 모드를 통해 복잡한 형상과 어두운 금속 표면도 높은 정확도로 스캔할 수 있었으며, 전체 스캔은 단 10분 만에 완료되었습니다.

데이터 처리:

고해상도 3D 데이터를 역설계 소프트웨어로 가져와 정밀한 3D 모델을 생성하고, 이를 바탕으로 맞춤형 지그를 빠르고 정확하게 설계할 수 있었습니다.

지그 설계:

생성된 3D 모델을 기반으로, 엔진 정비 시 수작업 조정이 필요 없도록 정확한 위치를 유지할 수 있는 맞춤형 지그를 설계했습니다.

왜 NimbleTrack인가?

무선 및 간편한 사용

NimbleTrack는 엣지 컴퓨팅 모듈과 내장 배터리를 탑재해 전원 공급이나 케이블 없이도 즉시 스캔이 가능합니다. 마커 없이도 스캔이 가능해 사전 준비 시간이 줄고, 표면 손상을 방지할 수 있습니다.

컴팩트하고 휴대성 뛰어남

가볍고 컴팩트한 디자인으로 한 손으로도 장시간 무리 없이 조작할 수 있습니다. 기체 하부처럼 좁고 접근이 어려운 공간도 손쉽게 스캔할 수 있어 작업 유연성이 뛰어납니다.

Compact and Portable

탁월한 정밀도

NimbleTrack는 최대 0.025mm의 정확도, 0.064mm의 공간 정확도, 0.02mm의 해상도를 제공합니다. 엣지 검사 기능을 통해 곡면, 홀, 모서리 등 디테일까지 정확하게 캡처할 수 있어 정밀 가공에 적합합니다.

precision tooling

재질 및 환경 적응력

이 3D 스캐너는 탄소 섬유 프레임 일체형 성형(CFFIM, Carbon Fiber Frame Integrated Molding) 기술을 적용해 기존 조립식 구조의 한계를 극복하고, 높은 강도와 안정적인 성능을 제공합니다. 견고한 설계를 바탕으로 야외 조명, 바람, 진동 등 다양한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘합니다.
또한, 강력한 알고리즘과 고해상도 블루 레이저 스캐닝 기술을 통해 어두운 표면, 오일이 묻은 표면, 반사되는 재질도 스프레이 없이 정밀하게 스캔할 수 있습니다.

고품질 3D 모델

스캔 후 포인트 클라우드는 메쉬 모델로 변환됩니다. 리버스 엔지니어링 도구와 연계되어 빠르고 정밀한 지그 설계를 지원합니다.

High-Quality 3D Models

결과

이번 프로젝트를 통해 고객은 복잡한 엔진 부품의 고정밀 3D 모델을 효율적으로 캡처하고, 맞춤형 지그를 신속하게 제작할 수 있었습니다. 그 결과, 유지보수 작업의 정확성과 효율성이 향상되었으며, 작업 시간도 크게 단축되었습니다.

디지털 설계 단계에서의 사전 시뮬레이션을 통해 고가의 항공 부품에 발생할 수 있는 2차 손상을 사전에 방지할 수 있었으며, 맞춤형 공구 작업은 더욱 단순하고 안정적이며 안전하게 이루어졌습니다. 이는 작업자의 피로와 안전 위험을 줄이는 동시에, 전반적인 유지보수 효율을 높이는 데 크게 기여했습니다.

또한, 작업자 개인의 경험에 의존하던 기존 방식에서 벗어나 표준화되고 데이터 기반의 항공기 유지보수 방식으로 전환되는 계기가 되었습니다. NimbleTrack의 도입은 단순한 기술적 문제 해결을 넘어, 고객의 전체 유지보수 전략을 경험 기반에서 데이터 중심으로 전환시키는 디지털 전환의 시계기가 되었습니다. 이는 항공 정비 산업 내에서 더 스마트하고 효율적인 운영을 위한 토대를 마련하고 있습니다.