일본산업뉴스요약

상승기류를 타라
항공기 산업을 지탱하는 기업과 기술 (28)
다쏘시스템, CAD에 기능 추가

자동차와 항공기 등 폭 넓은 분야에서 활용되는 CAD 소프트웨어 ‘CATIA(카티아)’등을 제공하는 Dassault Systems. 2017년에 들어서 복잡한 형상의 경량화 부품을 설계 가능한 기능 ‘Function Driven Generative Designer(GDE)’를 카티아에 추가했다.

이 GDE의 주요한 용도 중 한 가지가 항공기 금속부품의 3D프린터를 위한 설계이다. GDE에서는 컴퓨터 응용 해석(CAE)로 인해 이론적으로 최적의 형상을 도출하는 수법 ‘토폴로지 최적화’를 응용한다.

우선 항공기 동체와 엔진의 고정을 보강하는 플랜지의 설계에서는 설계 데이터 중 볼트 용 구멍의 위치 등 변경이 불가능한 조건을 정한다. 이외의 형상은 최적화하도록 설정하면 부품의 강도를 유지하면서 불필요한 부위를 제거한 복잡 형상이 자동 산출된다. 기존의 가공 가능한 설계와 비교해 약 60%의 경량화에 성공한 사례도 있다고 한다.

하지만 현재 3D프린터의 조형 정확도로는 토폴로지 최적화로 도출한 복잡 형상을 만들 수 없는 경우도 있는 것이 현실이다. 때문에 GDE 상에서 조건 설정을 완화하여 절삭 가공으로 처리 가능한 형상을 산출하는 것도 이용자에게 제안하고 있다고 한다.

이 경우에는 GDE로 공구의 두께와 길이 등의 제약을 주어 형상을 만드는 것이 가능하다. “기존의 가공법을 포함해 최적의 기술 조합을 찾아내겠다.”(3DS 비즈니스 트랜스포메이션 사업부)는 생각이다.

해외에서는 3D프린터로 항공기의 금속부품을 제조하는 사례가 있지만, 일본 제조사의 조형에서는 아직 품질 등에 문제가 있다고 알려져 있다. 프린터의 제어기술과 조형물의 열 변형 등, 적층 조형에는 특유의 과제가 많기 때문이다.

다쏘는 설계부터 시뮬레이션, 생산에 이르기까지 각종 소프트웨어를 만들고 있다. 3D프린터의 기술 과제를 넘어서기 위해 향후에도 기계 제조사 등과의 연계를 강화할 방침이다.

[기업메모]
프랑스 기업인 Dassault Systems는 1981년에 항공기 제조사의 IT 부문에서 독립하여 설립되었다. 일본법인은 1994년에 설립. 각종 제조업 등을 대상으로 설계와 시뮬레이션, 생산관리 등의 소프트웨어를 포함한 플랫폼을 제공한다. 세계 140개국에 20만개 사가 넘는 고객사가 있다.

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