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Kappa와 임베드의 조화, 혁신적인 드론 설계 성공!

Kappa Electronics 와 솔리드씽킹 임베드 (Embed®) 가 함께한 성공사례입니다.



“솔리드씽킹 임베드가 아니었다면 우리가 어떻게 이 시뮬레이션을 했을지 확신이 서질 않습니다. 임베드는 우리가 모든 모터 제어 어플리케이션을 시뮬레이션하는데 필요한 모든 기능들을 갖춘 빠르고 정확한 툴이었습니다.”

Kappa Electronics 사장
데이비드 윌슨(DAVID WILSON)





   Kappa Electronics 은 모터 제어 시스템 분야에서70 년 이상의 누적된 경험과 업계에서의 깊은 배경을 가진 전문 컨설팅 회사로 탁월한 고객 서비스를 제공하면서 복잡한 문제를 해결하는 데 자부심을 갖고 있습니다. Kappa는 이전 방식보다 더 좋고, 스마트한 방식으로 프로젝트를 시작하는 것을 목표로 합니다.

   Kappa에서는 고객이 새로운 무인 장치의 모터 제어에 대한 지원을 요청했을때, 알테어의 솔리드씽킹 임베드 소프트웨어를 선택하여 도움을 받았습니다. 이전의 VisSim 임베디드로 알려진 임베드는 임베디드 시스템의 모델 기반 개발을 위한 가상 환경으로 그들이 세운 기준에 부합했습니다. 임베드의 빠른 시뮬레이션 속도와 다이어그램 수정, 딥 데이터 인풋, 2D와 3D 플롯팅 능력은 개발 시간을 단축시켰고, 제품의 질을 높일 수 있었습니다. 솔리드씽킹 임베디드로 Kappa는 모든 동적 시스템의 가상 프로토타입을 신속하게 개발하고 시스템의 매개 변수를 변경하며 시스템이 필요에 따라 수행되는지 확인할 수 있었습니다.


옵저버 관찰을 위한 옵저버를 개발하다

   필드 지향 제어가 적절하게 작동하기 위해서는 고정자 프레임에 대한 회전자 자속의 각도를 알아야 합니다. 이 정보를 얻으려면 모터의 샤프트에 있는 각도 센서를 사용하면 되지만, 샤프트 센서는 일반적으로 매우 비싸고, 가격과 무게가 중요한 드론 어플리케이션에선 전혀 실용적이지 못합니다. Kappa의 전략은 모터의 전압과 전류를 측정하여 플럭스 각도를 추정하는 옵저버를 개발하는 것이 었습니다. 이를 위해 Kappa는 동적으로 재구성되는 다중 모드 관측기 구조를 제안해 광범위한 요구 사항에 대해 최적을 플러스 각도를 제공하는 방법을 떠올렸습니다.

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인스파이어를 이용한 우주선 토폴로지 최적화

IAI SpaceIL 에서 알테어의 솔루션인
인스파이어 (INSPIRE) 와 이볼브 (EVOLVE) 를 사용해 성공한 사례입니다.




   SpaceIL은 2011년 이스라엘의 첫번째 우주선을 달 착륙하는 것을 목표로 설립된 비영리 단체입니다. 이 단체는 무인 우주선을 달에 착륙시키는 대회였던 구글 루나 XPRIZE에 해결책을 제시했던 Yariv Bash, Kfir Damari 그리고 Yonatan Winetraub란 세명의 젊은 공학도에 의해 설립되었습니다.

   우주선의 스러스터 어셈블리를 설계하는 과정에서 SpaceIL팀은 AM을 이용한 토폴로지 최적화로 많은 혜택을 얻을 수 있다는 결론을 냈습니다. 구체적으로 이 프로젝트의 목표는 SpaceIL 프로그램에 필요한 3D로 인쇄된 스러스터 구성을 위한 브래킷들을 디자인하는 것이었습니다. 이전에는 이 프로그램을 위한 기계화된 브래킷들이 없었기 때문에, 타켓은 프로그램의 질량 분배와 우주선의 정적 및 동적 요구사항에 따라 결정될 수 밖에 없었습니다. 모든 토폴로지 최적화와 디자인은 솔리드씽킹 인스파이어를 사용하여 디자이너 수준에서 수행되었으며, 최종 유효성 검사에서만 스트레서 분석 부서의 노력이 필요했습니다.

인스파이어 최적화 모습(좌측)과 이볼브 PolyNURB 모델링(우측)



   알테어의 인스파이어를 이용한 결과, 3D 프린팅과 토폴로지 최적화의 구현이 성공적으로 시너지 효과를 발휘하였고, 브래킷은 우주를 여행하는데 충분할 정도로 강하게 디자인될 수 있었습니다. 이를 통해 디자인 시간이 최초의 모델에 비해 크게 감축될 수 있어서 2018년에 발사할 수 있게 되었습니다.


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자동차 브래킷 중량 감소를 인스파이어로 실현했습니다.

Iowa State University 이 Cyclone Racing 에서
솔리드씽킹 인스파이어 (solidThinking INSPIRE)를 사용한 성공사례입니다.





“마운트가 가벼우면서 동시에 가능한한 단단해야만 한다는 것을 알고 있었기에 저는 인스파이어를 이번 프로젝트에 사용하는 것이 최선이라고 생각했습니다. 다른 툴들로 프로젝트를 끝내려고 고생한 후에야 저는 솔리드씽킹 인스파이어를 다운로드 하였습니다.”

Cyclone Racing’s Technical Director
네이트 렌즈(Nate Lenz)




   Iowa State University 에서 최신 차량인 CR22를 설계 할 당시, 팀의 목표 중 하나는 차량의 후방 공기 역학 날개의 무게를 줄이는 것이었습니다. 당시 Cyclone Racing의 기술 감독이었던 Nate Lenz는 내부 날개가 굉장히 무거웠던 작년의 자동차의 경우 과도한 굴림 현상을 확인할 수 있었고, 빠른 속도에도 불구하고 몇번이나 바퀴 두개로만 달리고 있는 모습을 확인했다고 말했습니다. 이것을 염두해두고 올해 차량은 전체 날개 패키지의 무게를 줄이는 동시에 차량의 딱딱함과 강함을 보증할 수 있도록 하는 것이 목표였다고 밝혔습니다.

   Nate는 솔리드씽킹 인스파이어에 대해 캠퍼스에 붙여있던 전단지를 통해 처음 접하였고, 광고에 매료되긴 하였지만, 다른 우선순위들이 떠올라서 당시에 인스파이어를 써볼 기회가 없었다고 밝혔습니다. 하지만 뒤쪽 날개의 패키지를 위한 브래킷 마운트를 다시 디자인하는 과정에서 Nate는 즉시 인스파이어를 떠올렸다고 합니다. “마운트가 가벼우면서 동시에 가능한한 딱딱해야만 한다는 것을 알고 있었기에 저는 인스파이어를 이번 프로젝트에 사용하는 것이 최선이라고 생각했습니다. 다른 툴들로 프로젝트를 끝내려고 고생한 후에야 저는 솔리드씽킹 인스파이어를 다운로드 하였습니다.”

인스파이어로 마운트 디자인을 최적화 시키는 과정

   인스파이어로 최적화시킨 결과, 4lbs의 브래킷 중량을 줄여서 공기 역학적 마우트 무게 중 67%를 줄일 수 있었습니다. 또한 무게 중심을 줄이고, 분석 결과를 토대로 새로운 디자인을 검증할 수 있었습니다. 그리고 알루미늄 워터 제트 절단으로 수행되는 새로운 부분을 제조할 수 있게 되었고, 새롭게 디자인된 마운트로 성공적인 레이싱을 할 수 있었습니다.


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꺅 지진이다! 하지만 걱정마세요. 인스파이어가 있으니까요!

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  “구조해석, 최적화 등 건축 관련 분야에서 컴퓨터를 이용한 설계가 많아지기 시작하면서, 인스파이어와 같은 도구는 혁신적인 해결책을 제시하고 컨셉을 테스트하기 위한 최고의 방법으로 자리잡았습니다.”

잉그리드 파올레띠(Ingrid Paoletti) 교수
폴리텍니코 디 말라노 대학교(Politecnico di Milano University), 액틀랩 ABC

  액틀랩(ACTLAB)은 폴리텍니코 디 말라노 대학 건축학과, 주거 환경과, 건축 공학과의 건축 계산 및 기술 실험실입니다. 이곳에서 학생들은 건축 환경에서 새로운 기술을 이용하여 문제를 해결하는 방법에 대해 배우고 있습니다.
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인스파이어로 무게는 가볍게 성능은 더 뛰어나게!

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  미샤엘 지스(MICHAEL SÜß)는, 현재 적층 제조 및 전자빔 용해에 대한 설계에 초점을 맞추어 박사 학위를 놓고 연구하고 있는 드레스덴 공과대학(Technische Universität Dresden)의 연구원입니다. 또한 미샤엘의 연구는 제조 기술과 고급 재료 IFAM에 대한 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute)와도 밀접한 관련이 있습니다. 프라운호퍼 연구소 IFAM은 접착제 기술, 재료 과학, 제조 기술 분야에서 유럽 최고의 연구 기관 중 하나입니다.

  연구에 대한 설계를 찾고자 할 때, 미샤엘은 학생 포뮬러 팀(Formula Student team)을 떠올리곤 합니다. 미샤엘은, “저는 학생 포뮬러 팀에서 일한 적이 있으며, 제가 있는 드레스덴 공과대학에서 현재의 포뮬러 팀을 도와주고 싶습니다. 이전에, 엘브플로레이스(ELBFLORACE)라는 학생 포뮬러 팀에게 현재 제가 하고 있는 프로젝트에 함께할 지원자가 있는지 의사를 물어본 적이 있습니다.” 이를 계기로 미샤엘은, 드레스덴 공과대학에 재학 중인 루카스 호프만(Lucas Hofman)을 만나게 되었습니다.
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참신한 설계? 창의적인 설계? 정답은 인스파이어!


아래 내용은 시뮬레이션 및 엔지니어링 관련 소식을 다루는
미국의 웹사이트 ‘데스크탑 엔지니어링(Desktop Engineering)’
에 실린 인스파이어 2016 관련 글입니다.

  미국 컨버지 2016이 로스엔젤레스에서 성대하게 개최되었습니다. 그리고 여기에서는 설계 엔지니어들의 흥미를 끌만한 다양한 발표들이 진행됐습니다.

  미국 컨버지 컨퍼런스에서는 엔지니어, 건축가, 제품 설계자들에게 컴퓨터 이용 공학(CAE) 및 컴퓨터 이용 설계(CAD)와 같은 기존 기술과 디자인의 병합이 주는 효과성에 대해 설명하는 많은 발표가 있었습니다.

  컨버지 발표 중, 창의성을 발휘하여 제품 설계와 제조 기술을 향상시키는 방법을 설명한 인스파이어 프리젠테이션에 대해 소개하고자 합니다.
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인스파이어 2016 웨비나 시리즈와 함께라면, 당신도 인스파이어 마스터!

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인스파이어 2016의 신기능들을 마스터 할 준비 되셨나요?

인스파이어를 배워보고 싶으신 여러분들을 위해, 저희 알테어가 새로운 웨비나 시리즈를 준비했습니다!
이름하여 인스파이어 2016 웨비나 시리즈!

인스파이어 무료 교육과 더불어, 해당 웨비나까지 들으신다면 여러분은 인스파이어 2016 마스터!
(인스파이어 무료 교육 관련 정보는 여기를 클릭해주세요.)

아래에 다양한 주제의 웨비나가 준비되어 있으니 많은 참석을 부탁드립니다.
(해당 웨비나는 영어로 진행됩니다.)

인스파이어 2016 웨비나 시리즈 전체 보기
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