3D 스캐닝으로 수력 터빈 제조에서 나선형 케이스 검사

전 세계 에너지 산업이 지속 가능하고 재생 가능한 에너지원으로 점점 더 전환함에 따라, 수력 터빈과 같은 안정적인 전력 생성 장비에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 맥락에서 나선형 케이스와 같은 중요한 구성 요소는 높은 수준의 정밀도를 요구합니다. 미세한 치수 편차도 정렬 불량, 효율 저하 및 작동 오류로 이어질 수 있기 때문입니다.

수력 터빈 제조와 3D 스캐닝 기술의 결합은 검사 분야에서 혁신을 가져왔습니다.

프로젝트 배경

이번 사례의 고객은 전세계 수력 발전 산업을 위한 고효율 터빈 시스템 생산을 전문으로 하는 제조업체로써 터빈 성능에 중요한 나선형 케이스를 포함한 다양한 터빈 유형과 관련 장비를 설계하고 생산합니다.

기존의 측정 방법은 복잡한 기하학적 형태와 대형 구성 요소를 정확하게 측정하는 데 한계가 있습니다. 3D 스캐닝 기술은 제조업체가 나선형 케이스의 전체 치수를 정확하게 캡처할 수 있는 비접촉식 솔루션을 제공합니다.

고객은 나선형 케이스의 복잡한 형태와 대형 크기에 대해 치수 정확성을 보장하고 조립 관련 문제를 방지하며 엄격한 산업 기준을 충족할 수 있는 고정밀 검사 솔루션이 필요했습니다.

전통적인 측정 방법의 도전 과제

레이저 추적기 및 기계식 게이지와 같은 전통적인 측정 기술은 나선형 케이스와 같은 대형 복잡 부품을 정확하게 검사하는 데 상당한 한계를 가지고 있습니다.

제한된 측정 범위: 대형 부품을 측정하기 위해 자주 재배치해야 하며, 이로 인해 데이터 결합 시 잠재적인 오류가 발생하고 효율성이 저하됩니다.

환경 요인에 대한 민감성: 생산 환경에서 측정된 값은 온도 변화, 진동 또는 먼지의 영향을 받을 수 있어 결과의 정확성과 일관성에 영향을 미칩니다.

복잡한 형상 캡처의 어려움: 전통적인 도구는 이산적인 점만 측정할 수 있어 나선형 케이스의 전체적인 복잡한 형태, 즉 곡선, 각도 및 세부 표면 특징을 포착하기 어렵습니다.

시간 소모적이고 노동 집약적: 수작업 측정은 느리고 인적 오류가 발생하기 쉬우며, 큰 오차로 인해 반복적으로 검사가 필요하여 생산이 지연되고 비용이 증가합니다.

이러한 도전 과제는 보다 정확한 솔루션의 필요성을 강조하며, 고객이 문제를 해결할 수 있는 고정밀 3D 스캐너을 찾도록 만들었습니다.

솔루션 적용

고객의 요구사항을 반영하여 스캔테크는 다음과 같은 3D 솔루션을 제공했습니다:

복잡한 대형 형상을 정확하게 측정합니다.

조립 시 부품의 변형이나 정렬 불량을 감지하고 해결하며, 이를 방지하여 제대로 맞출 수 있도록 합니다.

지속적인 품질 관리 및 조정을 위해 실시간 피드백을 제공합니다.

기존의 한계를 극복하기 위해, 고객은 대형 부품의 고정밀 측정을 위해 설계된 TrackScan Sharp 3D 스캐닝 시스템을 도입하여 나선형 케이스를 효과적으로 검사했습니다.

휴대 가능하고 안정적인 현장 스캐닝

TrackScan Sharp는 크기 때문에 이동이 어려운 나선형 케이스의 현장 측정에 이상적이었습니다. 뛰어난 휴대성 덕분에 작업장에서 바로 고정밀 측정을 수행할 수 있어 작업 효율성이 향상되었습니다.

고효율 측정

2.5MP 산업용 카메라와 트래커의 온보드 프로세서를 탑재한 TrackScan-Sharp는 외장 컨트롤러 없이 효율적으로 이미지 처리와 데이터 계산을 수행하며, 실시간으로 3D 좌표를 출력합니다. 이를 통해 데이터 전송과 측정 과정을 가속화합니다.

또한, 단일 위치에서의 측정 범위가 전통적인 방법보다 더욱 넓어졌으며, 트래커를 자주 이동할 필요 없이 대형 제품의 3D 데이터를 정확하게 측정할 수 있어 단 2시간 만에 측정이 완료되었습니다.

고정밀 데이터 캡처

TrackScan Sharp는 복잡한 곡면, 특징, 미세한 편차 및 구멍 직경을 포함하여 나선형 케이스의 전체 기하학적 구조를 정확하게 캡처할 수 있으며 첨단 알고리즘을 통해 치수와 가공 여유량을 정확하게 측정할 수 있었습니다.

이를 통해 고객은 정밀한 데이터를 얻을 수 있었고, 제조된 부품이 높은 품질 기준을 충족하도록 보장했습니다.

자세한 편차 분석

스캐닝 데이터를 처리하여 나선형 케이스의 상세 3D 모델을 생성한 후, 이를 CAD 원본과 비교했습니다. CAD 모델과의 편차 분석을 통해 의도한 설계에 부합하는지 확인하고 품질 관리를 위한 인사이트를 제공했습니다.

편차 색상 맵을 통해 고객은 치수 편차를 신속하게 식별할 수 있었고, 이를 통해 결함을 최소화하며 케이스가 제조 과정 전반에 걸쳐 엄격한 허용 오차를 충족하도록 보장했습니다. 또한, 가공 여유량을 파악하여 정밀한 가공을 보장하고 후속 처리를 위한 자료도 제공했습니다.

결론

TrackScan Sharp 3D 스캐닝 시스템의 도입은 나선형 케이스의 정밀 검사에 대한 당면한 문제를 해결했을 뿐만 아니라 터빈 제조에서 품질 관리의 새로운 기준을 제시했습니다. 이번 솔루션은 현장 측정, 측정 정확도 향상, 검사 시간 단축 및 실시간 피드백을 제공함으로써 고객의 글로벌 고객을 위한 고품질 터빈 부품 제조를 실현할 수 있도록 했습니다. 또한, 직관적인 피드백을 통해 제조업체는 실시간으로 생산 공정을 모니터링하여 결함률을 줄일 수 있었습니다.

더 넓은 영향력과 미래

앞으로 터빈 제조에 3D 스캐닝 기술을 적용하는 것은 스캐닝 정밀도, 속도 및 자동화 분야의 발전과 함께 계속 진화할 것으로 예상됩니다.

Scantech가 계속해서 혁신을 이루어 나감에 따라, 우리의 3D 솔루션은 제조의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 준비가 되어 있으며, 정밀도, 속도, 효율성으로 현대 사회의 과제를 해결할 수 있도록 지원할 것입니다.