꿈을 현실로, FARO Design ScanArm을 이용한 드림카(Dream Car) 제작

제조업 분야에서 업무에 ‘재미’와 ‘꿈’이라는 가치를 구현할 수 있는 기업은 흔치 않습니다. 기업 소유주들은 브랜드 인지도를 높이거나 이익을 극대화하고 높은 수준의 효율성을 달성하는 데 몰두하느라, 초심을 잃어버리는 경우가 많기 때문입니다. 이러한 배경 속에서 시즈오카현 고템바시에 위치한 문크래프트(MOONCRAFT CO., LTD.)는 감히 꿈을 꾸고, 그 꿈을 현실로 만들기 위해 부단히 노력하는 기업입니다.

1975년 자동차 디자이너 유라 타쿠야(Takuya Yura)가 설립한 문크래프트는 레이싱카를 디자인 및 개발하고, 자체 풍동 실험 설비를 이용해 공기 역학(aerodynamics)을 구현하며, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 만든 자동차 부품을 제조합니다. 문크래프트는 첨단 레이싱카 모델 제조에 사용된 기술을 일반 레이싱카 디자인에 정기적으로 통합하고 있습니다. 또한, 항공우주 산업에서 개발된 기술인 탄소 섬유 활용과 같은 혁신적인 제조 기술을 채택하고 있습니다.

역설계(Reverse Engineering)

과거에 문크래프트는 캘리퍼스나 레이아웃 머신과 같은 2차원 기구만을 사용하여 측정을 수행했습니다. 하지만 3D CAD(컴퓨터 지원 설계) 기술이 발전하고 대중화됨에 따라 자동차 부품 설계도 더욱 복잡해졌고, 더 이상 주관적인 판단에만 의존할 수 없게 되었습니다. 이에 문크래프트는 2005년, 레이저 라인 프로브(Laser Line Probe)가 통합된 휴대용 3차원 측정기(CMM)인 FARO ScanArm®을 현장에 도입했습니다.

레이싱카 개발에는 정교한 고해상도 역설계 도구가 필요했기에 ScanArm의 스캔 기능은 문크래프트의 요구 사항에 딱 맞았습니다. 문크래프트 개발부의 신세 타이스케(Taisuke Shinse) 씨는 다음과 같이 설명했습니다. “레이싱카 개발 공정은 수작업으로 시작되므로 이 단계에서는 디지털 데이터를 사용할 수 없습니다. 우리 팀의 강점은 제품 디자인부터 완성 단계까지 전체 공정을 감독하는 데 있기 때문에, 데이터를 정확하게 디지털화하고 기록하기 위해 ScanArm에 투자하기로 결정했습니다.”

2016년, 문크래프트는 역설계 역량을 더욱 강화하기 위해 FARO Design ScanArm을 추가로 구매했습니다. 산업용 오토클레이브(Autoclave, 고온 고압 처리기) 공정이 도입되면서 탄소 섬유 복합 부품은 레이싱카 업계에서 흔한 것이 되었습니다. 문크래프트는 검은색 부품의 수가 증가하고 스캔이 필요한 형상이 점점 복잡해지는 것을 목격했습니다. 팀은 스캔 데이터를 즉각적으로 반영해야 한다는 수요를 인식하고, 더 좋고 효율적인 솔루션이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 이에 그들은 측정 요구 사항에 가장 적합한 레이저 스캐너를 찾기 위해 1년간 다양한 카메라 타입 및 핸드헬드 스캐너를 검토했습니다.

문크래프트 개발부 매니저 세키네 타츠야(Tatsuya Sekine) 씨는 구매 과정에 대해 다음과 같이 설명했습니다. “카메라 타입 스캐너는 너무 커서 측정을 위해 물리적으로 이동시키기가 어려워 배제했습니다. 게다가 우리는 제조 현장(shop floor)에서 측정을 수행하기 때문에 온도 제어실이 따로 없습니다. 핸드헬드 스캐너도 검토했지만, 특히 제조 공정 중 간섭(interference) 확인을 수행해야 하는 상황에서 스캔할 부품에 타겟 마크를 붙이고 떼는 작업이 너무 많은 시간을 잡아먹는다고 판단했습니다. 결국 우리는 다관절 암(articulated arm) 방식이 구현하기 가장 쉬운 솔루션이었고 팀원들이 이미 해당 기술에 익숙했기 때문에 Design ScanArm을 선택했습니다. 결정적인 이유는 우리가 원하는 수준의 스캔 성능을 달성할 수 있게 해주는 광학적으로 우수한 청색 레이저(blue laser) 기술이었습니다.”

납기 단축: 준비 및 측정 시간 절감

평가 단계에서 문크래프트가 가장 중요하게 고려한 요소는 ‘휴대성’이었습니다. 본질적으로 레이싱카가 조립되는 과정 중에 측정을 수행해야 했기 때문에, 제조 현장이든 다른 공장의 별도 작업장이든 어디서나 검사를 수행할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. 세키네 씨는 “Design ScanArm은 레이저 스캐너가 통합된 휴대용 3차원 측정기입니다. 케이스에 넣어 쉽게 운반할 수 있고 한 사람이 몇 가지 간단한 단계만으로 설치할 수 있어 편리합니다. 또한 스프레이나 타겟 마크 없이 부품을 스캔할 수 있어 준비 시간이 사라졌습니다. 더불어 장비의 빠른 스캔 속도 덕분에 측정 시간이 줄어들어 전체적인 납기를 단축할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

과거 문크래프트 팀은 스캔 데이터를 얻기 위해 검은색 부품에 파우더 스프레이를 뿌려야 했습니다. 하지만 탄소 섬유의 경우 미세한 입자가 메쉬 소재에 스며들 수 있어 이 방법을 사용할 수 없었습니다. 이를 해결하기 위해 탄소 섬유에 노란색 마스킹 테이프를 붙였는데, 자동차 부품의 복잡한 디자인 때문에 시간이 많이 소요되었습니다.

“다행히 Design ScanArm 덕분에 이제 검은색 부품도 빠르고 정확하게 스캔할 수 있습니다. 예전에는 자동차 한 대를 완전히 스캔하는 데 꼬박 이틀이 걸렸지만, 이제는 하루 만에 같은 작업을 끝낼 수 있습니다. 스캐너의 크기가 작아 가지고 다니기 쉽고, 카운터 밸런스(counter balancers)와 인체공학적 디자인 덕분에 장비를 더 쉽게 다룰 수 있습니다. 결론적으로 Design ScanArm은 스캔 작업에 들어가는 노력을 줄이는 데 큰 도움이 되었습니다.”

• 키쿠치 유타카(Yutaka Kikuchi), 문크래프트 개발부 매니저

혁신적인 디자인과 최신 기술

레이싱카 디자인 개발 외에도 문크래프트는 6륜 자동차, 가구, 장난감, 문구류 등 시제품 및 양산 제품의 산업 디자인에도 참여하며 최신 기술 적용을 통한 혁신적인 디자인에 중점을 두고 있습니다. 세키네 씨는 다음과 같이 결론지었습니다. “레이싱카 개발에는 예를 들어 공기 저항을 줄이는 솔루션과 같은 첨단 기술이 필요하다고 생각합니다. 이러한 개념은 시장에 나와 있는 일반 자동차 개발에도 통합될 수 있습니다. ‘미래의 자동차’ 개발에 참여함으로써 우리는 이 분야에서 빛을 발할 수 있었습니다. 문크래프트는 꿈이 현실이 될 수 있다는 믿음 위에 세워졌으며, 일반적인 기업들이 불가능하다고 여기는 것들을 계속해서 성취해 왔습니다. 자신이 하는 일을 즐길 수 있다는 것은 정말로 기쁜 일입니다.”

문크래프트社 (MOONCRAFT CO., LTD.) 소개

1975년에 설립된 문크래프트는 레이싱카를 디자인 및 개발하고, 사내 풍동 실험 설비를 사용하여 공기 역학 기술을 구현하며, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 자동차 부품을 제조합니다. 또한 산업 디자인 및 개발 과제와 같은 다양한 프로젝트를 추진하고 있습니다. 문크래프트는 레이싱카 개발 분야의 선도적인 성과뿐만 아니라 풍동 실험 장비나 오토클레이브 시스템과 같은 최신 기술을 활용하고 디자인, 개발, 제조 단계 전반에 걸친 역량을 보유한 것으로 높이 평가받고 있습니다. 또한 운송 기기 산업 디자인 및 개발 분야의 성과로도 인정받고 있습니다.

더 자세한 정보: www.mooncraft.jp