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[산업지식인] 광학식 스캐너를 야외에서도 사용할 수 있나요?

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헬로티 서재창 기자 |

 

 

현업 실무자가 가진 현실적인 궁금증을 전문가가 현명하게 직접 답해주는 [산업지식인] 입니다. 산업지식인은 스마트 팩토리, 머신비전, RPA, 3D프린팅 등 첨단 기술과 연관된 솔루션과 해당 산업 동향을 다룹니다. 

 

이 과정에서  ‘이 용어는 무슨 뜻이지?’, ‘이 솔루션을 도입했을 때의 장점은 뭘까?’ 등 다양한 질문들이 떠오를 텐데요. 산업지식인에서는 질문의 종류와 상관없이 전문가의 이론과 경험이 담긴 답변을 들을 수 있습니다. 앞으로 산업지식인은 산업 현장에 있는 실무자가 혁신 기술과 가까워질 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 

 

첫 번째로 다룰 주제는 ‘3D스캐너 및 3D프린터의 활용Ⅰ’입니다. 4차 산업혁명이 제조업의 새로운 트렌드로 등장을 하면서 다양한 기술을 융합하는 솔루션들이 등장하고 있죠. 그 가운데 주목받고 있는 장비가 바로 3D스캐너와 3D프린팅입니다. 

 

특히 디지털 설계 공정에 사용할 목적으로 실제 제품을 캡처하는 경우, 역설계 및 품질 검사 공정은 필수적으로 거쳐야 하는 과정입니다. 이 역설계를 실현할 수 있는 장비가 바로 3D스캐너이며, 이후 3D프린터를 활용한 적층제조 공정까지 이어지게 되죠.

 

3D프린터 제조 기업인 3D시스템즈는 앞서 웨비나를 통해 당사의 3D스캐너, 3D프린터 및 소프트웨어 라인업을 다양한 산업 분야에 어떻게 활용할지에 대해 발표한 바 있는데요. 하단에서는 3D시스템즈가 진행했던 웨비나에서 다뤄진 질의응답 중 핵심적인 내용만 담아봤습니다. 

 

Q & A

 

Q : 3D 스캐닝에 빛의 영향은 없는가?

A : 스캐너의 광원에 영향을 주는 태양광이나 주변의 조명이 스캔 데이터에 영향을 미칠 수 있다.


Q : 스캔 시 해상도를 선정하는 기준은?
A : 형상이 큰 데다가 해상도가 높으면 데이터가 무겁다. 일반적으로 원하는 형상을 표현할수 있는 정도의 해상도 조정이 적합하다.


Q : 스캔 보정도 같은 SW로 할 수 있는가?

A : 기본적인 데이터 처리는 스캐너 제조사에서 제공되는 소프트웨어를 사용하거나 지오매직 제품군을 사용해 다양하고 전문적인 데이터 처리 및 보정이 가능하다.

 

Q : 컨투어 매칭과 타켓 매팅 간에 얼라인 정확도 차이는?
A : 일반적으로 타켓 매칭이 정렬의 정밀도는 더 좋다. 하지만 형상이 충분이 있다면 컨투어 매칭으로도 좋은 정렬을 얻을 수 있다.

 

Q : 3D 스캔 데이터 기반 역설계를 하는 경우 중점적으로 검토해야 할 사항은?
A : 스캐닝된 데이터는 실물 그대로의 정보를 가지고 있다. 이후 목적에 따라 사용자의 의도가 들어간 모델링을 진행할 수 있고, 데이터 그대로의 형상을 생성하기도 한다.

 

Q : 역설계 프로세스의 각각의 종류에 따라, 사용하는 SW의 제약 사항이나 유의할 사항은?
A : 대용량의 스캔 데이터를 가볍게 처리하는지, 역설계에 적합한 기능이 있는지, 완성후 오차를 확인할 수 있는지 등이 있다. 


Q : 3D스캐닝 시 표면 색상은 무시되는가, 아니면 색상도 스캐닝 결과물에 반영되는가?
A : 3D스캐너의 종류에 따라 표면 색상을 취득할 수 있다. 


Q : 3D스캔과 3D역스캔을 정밀도를 높여 작업을 하기 위한 처리 속도를 높이는 방안은?
A : 강력한 PC 성능이 수반돼야 하고, 필요에 따라 스캔 데이터를 줄여서(샘플링, 데시메이트) 사용한다. 


Q : 오버랩 되는 구간이 넓어야 오차가 적어질 것 같은데, 병합 시 요구되는 오버랩량은?

A : 오버랩돼 있는 형상을 기반으로 베스트핏 정렬이 진행되므로 겹쳐진 부분이 없다거나 적은 경우에는 오차가 발생 할 수 있다. 정렬 오차를 줄이려면 충분히 오버랩되도록 스캐닝이 필요하다.


Q : 핸드헬드 스캐너 같은 경우 진동이나 충격으로 인해 어려움이 있지 않나?
A : 각 3D스캐너의 종류와 방식에 따라 정밀도가 달라지게 된다. 좀 더 높은 정밀도를 원하는 경우에는 일반적으로 광학식 스캐너를 사용한다.


Q : 투명, 반투명, 블랙 제품의 경우, 광학 스캐너를 효율적으로 사용하는 방법은?
A : 투명하거나 반짝거리는 재질, 검정색 재질의 경우에는 흰색 분말을 스프레이로 얇고 균일하게 도포하여 스캐닝하게 된다. 


Q : 스캐너를 모두 구비하기에는 비용 부담이 크다. 렌즈교환 방식도 지원하는가?
A : 광학식 스캐너 경우 렌즈 교환 방식을 지원한다. 

 

 

Q : 투명하거나 반사도가 큰 물체의 경우(유리컵이나 거울)는 정상적으로 스캔이 가능한가?
A : 투명하거나 반짝거리는 재질의 경우에는 흰색분말을 스프레이로 얇고 균일하게 도포해 스캐닝하게 된다. 


Q : 광학식의 경우, 날카로운 엣지면의 표현력을 높이기 위한 방법은?
A : 스캔을 여러 번해 포인트 수를 늘리거나, 소프트웨어로 후보정하는 방법도 있다.


Q : 광학식 스캐너를 야외에서도 사용할 수 있는가?
A : 광학식 스캐너를 야외에서 사용할 경우 천막으로 직사광선을 차단한 후에 사용할 것을 권장한다. 


Q : 품질검사 시 전수검사를 진행할 때, 3D스캐너를 사용하는 것이 효율적인가?
A : 전수검사에는 3D스캐너보다 비전 카메라를 사용하는 것이 효율적이다.

 

Q : 3D스캔 데이터에 대해 오차 보정은 가능한가? 
A : 스캐닝된 데이터는 실물 형상 그대로의 크기를 가지고 있는 상태다. 역설계를 진행하면서 원하는 치수값으로 모델링할 수도 있고, 스캔데이터를 그대로 사용해 모델링할 수 있습니다. 이 과정에서 오차부분도 사용자가 직접 보정이 가능하다.

 

Q : 두 가지 이상 다른 재질로 돼 있는 품목은 스캔 후 별도 구별이 가능한가?
A : 컬러 텍스쳐를 함께 스캔한 경우 구별 가능하다.


Q : 핸드핼드 스캐너의 경우 손 떨림이나 일정하지 못한 스캔 속도 오차가 발생할 우려는?
A : 휴먼 에러는 있을 수 있지만, 정밀도에 큰 영향을 주는 정도는 아니다.


Q : 광대역이나 핸드헬드 3D스캐너를 문화유산 분야에 사용할 때 생각보다 텍스처가 잘 들어오지 않는다. 이에 후처리 작업에서 텍스처 매핑을 손쉽게 할 수 있는 솔루션이나 3D스캐너 장비가 있는가?
A : 스캐너에서 텍스쳐를 함께 얻더라도 텍스쳐의 품질이 카메라 만큼은 안 됩다. 별도의 DSLR 카메라로 촬영한 후 이미지 맵핑을 하는 것이 더 좋을 것 같다. 


Q : 역설계 소프트웨어를 사용할 경우, 모든 CAD 소프트웨어와 연동이 가능한가?

A : 역설계 소프트웨어에서 모델링 작업 진행 한 후 일반적인 CAD에서 호환 가능한 파일 포맷으로 내보낼 수 있다. STEP이나 IGES, 파라솔리드 등 대표적인 범용 포맷을 지원하고 있다. 또한, IGES, STP등 공용 포맷을 사용할 경우에는 모든 CAD와 연동이 가능하다.

 

Q : 스캔 측정 후 반드시 보정용 프로그램을 활용해야 하는가?
A : 스캔 후 자체 소프트웨어에서 기본적인 데이터 편집만 가능하고 역설계, 품질검사 등은 별도의 소프트웨어를 사용해야 합니다. 


Q : 3D스캐너는 쉽게 사용할 수 있는가?
A : 3D스캐너의 사용법 교육 및 일반적인 3D스캐닝에 대한 이해만 수반된다면 충분히 사용 가능하다.

 

 

‘3D스캐너 및 3D프린터의 활용’이란 주제로 다양한 질의응답이 오고갔습니다. 3D스캐너, 3D프린팅과 조금은 가까워졌나요?

 

해당 주제와 관련해 궁금한 사항은 하단에 있는 댓글창에 댓글로 입력해주세요. 전문가가 직접 답변해드립니다. 이와 더불어 위 내용을 다룬 발표 자료를 공유 받고 싶은 분은 댓글창에 메일 주소를 남겨주시길 바랍니다. 

 

 



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