산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2025.12 (p.29-31)

3D 오차 공유로 금형 트라이아웃 40% 감소
후지필름 BI, 향후 AI 도입도 검토

금형으로 부품의 양산 성형을 시작하기 전, 성형품이 규정 치수나 품질을 만족할 때까지 금형을 수정하거나 성형 조건을 조정하는 금형 트라이아웃이 필요하다. 이 과정이 길어지면 양산 개시 시점에 영향을 미쳐 비용도 많이 든다. 이러한 사태를 막기 위해 후지필름 비즈니스 이노베이션(후지필름 BI)은 설계 부문, 생산 부문, 성형 업체 간에 정보를 주고받기 위한 시스템 ‘3DWorks’를 개발했다. 자사 적용을 거친 뒤 외부 판매도 시작했으며, 자사 복합기와 프린터에서 트라이아웃 횟수를 40% 줄일 수 있었다고 한다.

3DWorks는 부품의 3D 설계 데이터(CAD 데이터)에 대해서, 성형품의 실측치를 집약해 차이를 표시하는 시스템이다. 설계자와 생산기술자 등 관계자가 정보를 쉽게 공유할 수 있을 뿐 아니라, 검사 결과를 원격지 간에 주고받는 기능도 추가해 트라이아웃 후에 수정안을 결정하기까지의 수고를 줄일 수 있다. 판금 성형용 금형과 플라스틱 사출 성형용 금형을 모두 대상으로 한다.

-- Excel용 검사표를 자동 생성 --
3DWorks에서는 우선 설계자가 부품 형상의 3D-CAD 데이터를 ‘STEP(ISO10303) AP(Application Protocol) 242’ 형식으로 업로드한다. 이 3D 데이터는 공차 정보나 제조 정보가 3D Annotation(3DA)으로 기입돼 있는 것을 전제로 하며, 시스템은 3D 데이터를 바탕으로 2D 도면과 검사표(측정 지시서)를 자동 생성한다. 검사표는 실측치 입력과 공차 내 합격·불합격 판정이 가능하도록 Excel 형식으로 제공된다.

생산 부문이나 성형 업체는 금형 트라이아웃을 실시하고, 성형품에 대해 검사표에 지정된 치수 등을 측정한 뒤, 그 결과와 성형 조건 등을 검사표에 기입해 시스템에 업로드한다. 이 때 트라이아웃을 실시하는 현장이 설계 부문에서 떨어져 있거나 해외에 있는 경우도 고려해 3DWorks는 클라우드 기반으로 운영된다.

업로드된 검사표 정보로부터 시스템이 치수의 실측치 등을 읽어 들여 3D 데이터에 집약한다. 검사 포인트에서의 설계치 대비 오차의 방향과 크기는 색이 있는 화살표로 표시된다. 기존처럼 측정 결과를 기입한 2D 도면을 해석하는 것보다, 성형품의 늘어짐이나 뒤틀림 상태를 관계자가 직관적으로 이해할 수 있도록 했다. 설계치와 실측치의 차이를 표시하는 기능은 시험을 반복했을 때 이전 대비 어떻게 개선(또는 악화)됐는지 차이를 표시하는 것도 가능하다.

-- 대형 프린터 금형에서 실증 --
트라이아웃 도중의 정보를 축적할 수 있기 때문에 금형이나 성형 조건을 어떻게 수정했을 때 효과적이었는지 등을 분석하는데도 이용할 수 있다. 후지필름 BI 비즈니스솔루션사업본부 솔루션개발부 어드밴스드 엔지니어링 솔루션개발그룹의 기쿠치(菊地) 통괄그룹장은 “장차 AI를 활용한 분석 기능을 추가해 수정 방침을 제안하는 기능 등도 실현해 나갈 수 있기를 바라고 있다”라고 말한다.

개발을 담당한 기쿠치 통괄그룹장은 원래 설계자로, 2010년대 후반에는 중국 선전 공장에서 생산 준비 책임자를 맡아 양산 부품의 유지 관리도 담당했다. 그때 금형 트라이아웃 과정에서 고생한 경험이 3DWorks 개발로 이어졌다. 코로나19가 한창이던 2022년에 생산을 시작한 프로덕션 프린터(인쇄업계 전용 대형 장비)에서, 16개 부품을 대상으로 3DWorks를 시험 적용한 결과, 트라이 횟수의 평균이 6.3회에서 3.9회로 감소했고, 양산 시제품 기간을 4개월 단축할 수 있었다고 한다.

3DWorks는 클라우드 서비스로서 제공되며 기본 요금이 월 50만 엔(사용자 수 무제한)이다. 거기에 종량 요금이 트라이아웃 4회에 약 25만 엔이다. 정확히는 설계 데이터 업로드 시 5만 엔, 트라이아웃 1회당 검사표 업로드 시 5만 엔이 발생한다. 각 데이터의 업로드 시에 드는 요금은 신규 파일명으로 업로드 할 때만 발생하며, 데이터의 수정 등으로 같은 파일을 덮어쓰는 경우에는 비용은 들지 않는다.

이 비용에 대해 기쿠치 통괄그룹장은 “트라이아웃을 1회 줄이기만 해도 수백만 엔의 비용 절감 효과가 있고, 게다가 중국 등 원거리 출장이 불필요해질 경우 인건비와 교통비도 줄일 수 있기 때문에 비용 대비 효과는 분명하다. 트라이아웃에 사용하는 재료나 에너지, 이산화탄소(CO₂) 배출도 줄일 수 있다”라고 자신감을 보였다.

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Nikkei Monozukuri_2025.11 목차

도전자
어렵기 때문에 더 재미있다, IT와 현장을 넘나드는 이도류
미치히로 다카시(道廣 隆志), DT DYNAMICS 대표이사 사장

뉴스의 심층
・H3 로켓 7호기, HTV-X를 궤도에 투입 -- 개발 초점은 LE-9 단일의 ‘30형’ 구성으로

・도요타, EV에 SiC 채택 확대 -- ‘bZ4X’ 일본 내 최장 주행거리 746km 달성

・가상 환경에서 나사 체결 누락 방지 -- 카시오, 해석 자동화 도구 자체 개발

・다이하쓰, 공장의 문제를 AI로 해결 -- 부트캠프 방식, 2개월 연수로 성과

・3D 오차 공유로 금형 트라이아웃 40% 감소 -- 후지필름 BI, 향후 AI 도입도 검토

REPORT
・혼다, 신 기준 원동기장치자전거의 상품화에서 선도 -- 원동기2종 부품 사용으로 비용 절감

・나가사키종합과학대학, 최대 50m 잠항 수중 드론 -- PVC 사용해 모터 3개로 제작비 3만 엔

・후지필름, 압력에 반응해 발색하는 필름 출시 -- 고온 대응으로 반도체 제조에서 측정 수요 증가

・파나소닉 HD, 차이나 시프트 가속 -- 가전 사업 철수·매각 회피에 가닥

특집1
・양자기술로 제조 혁신

・Part 1 총론
소재 개발부터 생산 효율화까지 -- 현장에서 시작된 양자 기술 활용

・Part 2 반도체 제조
롬(ROHM), 기술 도입 ‘선두’ -- 검사 공정 시간 손실 40% 감소

・Part 3 소재 개발
차세대 레지스트와 배터리 실현 -- 계산 시간 100분의 1도 가능

・Part 4 로봇 제어
휴머노이드 로봇의 복잡한 동작 제어 -- AI를 뛰어넘는 실시간성 겨냥

・Part 5 차체 설계
차체 골격의 계산 횟수 대폭 감소 -- 마쓰다, 경량화·부품 공용화 가속

특집2
・독일 공작기계 업계, 자동화를 철저히 추구
‘EMO HANNOVER 2025’ 보고

・Hermle
자동화 설비의 강자 -- 팔레타이저와 로봇 활용으로 승부

・INDEX
복합가공기와 로봇 셀로, 강점인 공정 집약을 한층 가속

・Grob
기가캐스트 전용의 수평형 머시닝센터(MC)에, 다품종 소량 생산을 상정한 자동화 시스템

・Heller
5축 머시닝센터와 6축 로봇으로, 금속 가공의 4중고에 대응

・Chiron
모듈러 설계 MC와 소형 로봇 운송으로, 유연성을 높인 가공 자동화 시스템

사고는 말한다
・도큐 덴엔토시선 충돌 탈선 사고, 프로그램에 숨어 있던 10년 전 설계 미스

니치아화학공업, 청색반도체 레이저 개발 이야기
・영상용 광원으로 고수익을 실현한 이유
최종회: 왜 세계 톱을 독주할 수 있었나

PICK UP
・도쿄대학 등, 애매한 언어 지시로도 로봇 파지 가능 -- 복수 AI 에이전트 협조 외

서플라이 체인 신상식 걸작선
・‘작업 문제는 이 몇 초에 있다’, 조달 분야에서의 생성형 AI 활용 4선
제8회

도요타 방식의 인재양성, 당신의 고민에 응답합니다
・제138회: 인재를 효과적으로 활용하려면

EDITORS' ROOM
・기술로 읽는 비즈니스 정보 외

편집부 추천 도서
・‘잃어버린 30년’에서 벗어나기 위해

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