알루미늄 제조 현장의 정밀 3D 검사 혁신

알루미늄 압출 산업은 고정밀 공차와 복잡한 단면 형상, 그리고 대량 생산 요구라는 세 가지 난제를 동시에 해결해야 하는 분야입니다. 특히 자동차와 항공우주 부품 공급업체는 경량이면서도 고강도를 갖춘 부품을 정밀하게 제작해야 하며, 미세한 치수 오차나 표면 결함만으로도 생산 지연이나 재작업이 발생할 수 있습니다.

건설 및 소비재 산업에서도 단납기와 비용 효율성이 주요 과제로 떠오르면서, 품질을 유지한 생산 체계 구축이 필수 요건이 되고 있습니다. 이에 고정밀 형상 분석과 실시간 품질 검증, 규격 적합성을 보장하는 검사 솔루션의 수요가 확대되고 있습니다.

2010년 캐나다 온타리오주 채텀에서 시작된 Dajcor Aluminum은 알루미늄 압출과 가공을 한곳에서 제공하는 종합 솔루션 기업으로 성장했습니다. 현재 캐나다와 미국에 약 50만 평방피트 규모의 생산 시설과 300명 이상의 인력을 두고, 모든 공정을 통합한 맞춤형 서비스를 제공하고 있습니다.

부품의 특성과 측정상의 난제

Dajcor는 길이 2~4m에 달하고, 단면 폭·높이가 약 0.2m인 대형 알루미늄 압출 부품을 검사해야 했습니다. 부품에는 깊은 채널과 복잡한 형상이 포함되어 있었기 때문에, 고객의 까다로운 품질 기준 충족 여부를 검증하려면 고정밀 검사 데이터가 필요했습니다.

그러나 검사 과정에서 다양한 기술적 문제가 발생했습니다.

• 부품이 크고 길어 기존 프로빙 방식은 측정 속도가 느리고 효율이 떨어졌습니다.
• ±0.127mm의 엄격한 정확도 요구 조건으로 인해 일관되고 신뢰할 수 있는 측정 결과가 필요했습니다.
• 온도 변화, 진동, 소음, 공기 흐름 등 환경적 요인이 측정 안정성에 영향을 미칠 위험이 있었습니다.
• 채널 내부의 깊은 홀과 같은 복잡한 형상은 스캐닝과 프로빙을 병행해야만 완전한 검사가 가능했습니다.
• 대량 생산과 빠듯한 납기 속에서도 효율적이고 반복 가능한 측정 공정이 필요했습니다.

기존 측정 방법의 한계점

휴대형 프로브나 기본 레이저 스캐닝과 같은 측정 방식은 이번 사례에 적합하지 않았습니다. 프로빙은 대형 압출 부품에서 사용하기 어렵고 속도가 느렸으며, 기존 스캐닝방식은 깊은 채널 내부의 미세한 형상을 캡처하기에는 해상도와 안정성이 부족했습니다. 게다가 장비를 고정하고 클램핑해야 하는 방식 때문에 효율성이 떨어져, 대규모 생산 환경에는 적합하지 않았습니다.

SCANOLOGY의 3D 솔루션

이러한 한계를 극복하기 위해, SCANOLOGY는 대형 부품 검사에 최적화된 TrackScan Sharp-E 광학 3D 스캐닝 시스템을 도입했습니다.

이 시스템은 2,500만 화소 산업용 카메라와 온보드 엣지 컴퓨팅을 탑재해, 최대 8.5m 떨어진 부품도 135m³의 범위 내에서 초당 600만의 속도로 빠르게 측정할 수 있습니다.

99개의 레이저 라인과 완전 무선 배터리 설계를 통해, 공장 현장이나 야외 환경 어디서든 안정적이고 정확한 결과를 제공합니다. SCANOLOGY 무선 3D 스캐닝 기술 3세대 모델로서, 대형 광학 측정 분야에 혁신적인 접근 방식을 선보입니다.

또한 i-Probe 500과 함께 사용하면 깊은 홀과 같은 복잡한 형상을 빠르고 정밀하게 측정할 수 있어, 높은 품질 기준을 만족시킬 수 있습니다.

검사 과정:

• PolyWorks Inspector에서 부품별 공차를 포함한 검사 프로그램을 작성했습니다.
• TrackScan Sharp-E으로전체 부품을 스캔하여 표면 형상 전체를 캡처했습니다.
• i-Probe를 활용해 스캐닝만으로 접근이 어려운 깊은 채널과 형상을 측정했습니다.
• PolyWorks에서 검사 보고서를 생성하여, 품질 검증에 필요한 정확한 결과를 제공했습니다.

TrackScan Sharp-E 광학 3D 스캐닝 시스템 도입 효과:

• 높은 정확도: 모든 부품이 ±0.127mm 공차 요구 사항을 충족하여 핵심 부품의 신뢰할 수 있는 품질을 보장했습니다.
• 검사 속도 향상: 각 부품은 약 1시간 내에 완전히 스캔되어, 기존 방식에 비해 검사 시간이 크게 단축되었습니다.
• 효율성 개선: 시스템의 다이내믹트래킹 기능으로 복잡한 클램핑이나 고정 장치가 필요 없었습니다. 기술자는 압출 부품의 한쪽 면을 스캔한 후, 뒤집어 나머지 면을 쉽게 측정할 수 있었습니다.
• 직원 교육 원활: 현장 교육을 통해 기술자들이 새로운 워크플로우에 빠르게 적응하고 시스템의 모든 기능을 활용할 수 있었습니다.

결론

SCANOLOGY의 첨단 3D 스캐닝 솔루션 도입을 통해, Dajcor Aluminum은 대형 복잡 압출 부품의 검사 공정을 체계적이고 효율적으로 최적화할 수 있었습니다. 해당 시스템은 ±0.127mm 수준의 엄격한 정확도 요구 사항을 충족함과 동시에, 기존 측정 방식 대비 검사 시간을 크게 단축하고, 공정 운영의 유연성과 현장 적용성을 높였습니다. 또한 i-Probe와의 통합 활용으로 접근이 어려운 깊은 채널과 세밀한 형상까지 안정적으로 검증할 수 있었습니다. 이번 사례는 혁신적인 3D 스캐닝 기술이 알루미늄 압출 산업의 품질 관리에 미치는 영향과, 제조업체들이 보다 높은 정밀도와 생산성을 달성할 수 있는 방법을 잘 보여줍니다.