▲ nTop SW에서 설계된 음함수 모델과 EOSPRINT SW로 가져온 음함수 모델(출처: nTop)

DfAM(적층제조특화설계)이 적용된 부품(음함수파일)을 3D프린팅 하는데 필요한 파일변환 작업을 거치지 않고 가볍고 빠르면서 모델링의 치수 손실 없이 파일을 전송할 수 있는 기술이 개발됐다.

미국 엔지니어링 설계 소프트웨어 기업 nTop과 금속 적층제조 장비 선도기업 EOS는 3D 모델 데이터를 메쉬(Mesh) 변환 없이 바로 3D프린팅 전처리(슬라이싱)할 수 있는 음함수 상호 운용성(Implicit Interop) 기술을 출시했다고 20일 밝혔다.

3D프린팅의 경우, 설계된 CAD 데이터를 3D프린터로 출력하려면 STL(Stereolithography)로 대표되는 폴리곤 기반의 메쉬 포맷으로 변환해야 한다. 그러나 이 과정에서 예측 불가능한 데이터 손실과 왜곡이 발생하며, 손실을 최소화기 위해 해상도를 높이면 파일 용량이 기하급수로 증가한다. 또한, 복잡한 형상이나 큰 규격의 모델의 경우 메쉬 용량 증가로 3D프린팅 전처리 과정(서포트 생성, 슬라이싱 등)에 오랜 시간이 소요된다.

양사는 이러한 3D프린팅 기술의 병목현상을 해결하기 위해 설계 데이터와 3D프린팅에서 필요한 데이터 형식을 상호 호환 가능하도록 하여 데이터 손실을 최소화하고 처리 속도를 개선할 수 있는 방법인 음함수 상호 운용성을 출시했다. 

nTop의 모델링 파일 형식인 음함수(Implicit) 포맷은 CAD나 메쉬 포맷 대비하여 데이터 용량이 작은 것이 특징이다. 양사는 이러한 음함수 포맷의 장점을 활용하여 음함수 3D 모델을 메쉬 변환 없이 EOS 시스템의 자체 빌드 준비 소프트웨어(SW)인 ‘EOSPRINT’로 직접 가져올 수 있도록 소프트웨어-하드웨어 간 워크플로우를 구축했다.

음함수 상호 운용성은 메쉬 포맷 기준으로 수 기가바이트(GB)에 이르는 복잡한 형상의 설계 파일도 단 몇 분내에 메가바이트(MB)수준의 용량으로 가져와 슬라이싱 작업을 마무리할 수 있다. 또한 3D모델의 메쉬 변환 과정에서 발생하는 데이터 손실이 없어 정확도를 보장할 수 있는 것이 가장 큰 강점이다.

최근 지멘스 에너지-EOS-nTop은 음함수 상호 운용성 기술을 적용한 열교환기 사례를 발표했다. 열전달 효율을 촉진하고 경량화와 강성 증대를 위해 미세한 3차원 곡면 구조를 열교환기 내부와 외부 리브에 적용했는데 메쉬로 작업했다면 5~10GB로 늘어날 용량이 음함수 상호 운용성으로 단 1MB 내로 감소됐고 소프트웨어 처리 속도가 5분 내외로 단축됐다.

EOS의 Alexander Bockstaller 소프트웨어 제품 라인 매니저는 “DfAM으로 부품의 기하학적 복잡성이 증가하고 있어 종종 수 GB 이상의 파일 크기를 가진 메쉬를 생성하며, 이로 이해 이후 제작 단계에서 다루기 매우 어려울 수 있다”며 “EOS는 음함수지오메트리 표현 방식의 표준화를 추진해 이전에 제작이 불가능했던 디자인을 제작 가능하도록 할 것”이라고 전했다.

nTop의 홍대호 프로덕트 매니저는 “nTop-EOS의 음함수데이터 교환 기술은 설계부터 출력까지 신속하고 가벼운 공정을 제공하고, 실무자들이 제품 개발에 집중할 수 있는 효과적인 방안이 될 것”이라고 강조했다.