오토데스크 제너레이티브 디자인 필드 랩, 내일의 로보틱스 환경 준비

로봇 제조는 매우 빠른 속도로 계속 성장하고 진화하고 있습니다. 새로운 기회에는 협업 '코봇(cobots)', 산업용 IoT, 연결된 로봇, 중소 제조 작업장의 틈새 애플리케이션이 포함됩니다.

이 마지막 로봇 제조 트렌드는 동일한 로봇 팔을 한 작업장에서 여러 작업(물체 픽업, 드릴링, 절단, 소재 압출 등)에 사용할 수 있도록 엔드 이펙터(end effector)를 빠르게 설계하는 능력에 달려 있습니다. 이펙터는 구조적 강성, 내구성, 무게의 '스위트 스팟(sweet spot)'을 맞추도록 설계되어야 합니다.

제너레이티브 디자인은 이러한 모든 목표를 동시에 달성할 수 있습니다. 오토데스크 제너레이티브 디자인 필드 랩의 기술 혁신 매니저 로센 몰체프(Rossen Maltchev)가 왜 그런지 설명했습니다.

"우리는 로봇 팔에 장착될 익스트루더(extruder)를 만들도록 고객을 돕고 있습니다." 그가 말합니다. "이 경우 기존 이펙터를 재설계하는 것이 아니라 처음부터 만드는 것이었습니다. 우리는 하중을 알고 원하는 안전 계수도 알았습니다. 제너레이티브 디자인이 이상적인 접근법이었습니다."

제너레이티브 디자인을 사용하면 적층 제조에 더 적합한 특이한 유기적 형상을 만들 수 있습니다. 하지만 기존 CNC 기계에서 밀링할 수 있는 설계를 생성하도록 '제약(constrain)'을 걸 수도 있습니다.

"이 부품은 상대적으로 단순해서 처음에는 제너레이티브 디자인을 생각하지 않을 수 있습니다." 몰체프가 말합니다. "하지만 Fusion 360을 2.5축 제조로 제한함으로써 인간 엔지니어가 생각해냈을 것에 매우 가까운 설계들을 얻을 수 있었습니다. 단지 훨씬, 훨씬 더 빠르게요."

CAD에서 작업하는 디자이너가 이펙터 설계를 개발하는 데 며칠이 걸릴 수 있지만, 제너레이티브 디자인은 단 몇 시간 만에 여러 옵션을 제시했습니다.

"단순히 인간 디자이너보다 빠를 뿐만 아니라 여러 아이디어를 동시에 탐색할 수 있습니다." 몰체프가 말합니다. "게다가 생성된 설계는 원하는 안전 계수로 완전히 FEA 검증되어 휘거나 부러지지 않음을 확신할 수 있습니다."

Fusion 360에서의 프로세스는 간단합니다. 몰체프는 하중을 특성화하고 2.5축 및 3축 옵션을 포함한 초기 아이디어를 검토했습니다. 최종 설계 방향을 선택한 후 3D 프린팅으로 프로토타입을 만들어 팔에 적합한지 확인했습니다. 설계에 약간의 정리 작업을 했고, 소프트웨어는 3축 밀링을 위한 3D 모델을 생성해 전달할 준비가 되었습니다.

"3축 제약 조건이 있는 아이디어도 보았지만 가공하는 데 훨씬 더 오래 걸렸을 것입니다." 몰체프가 말합니다. "일부 옵션은 약간 더 가벼웠지만 차이가 유의미하지 않았습니다. 그리고 그런 설계들은 여러 설정과 공구 세트로 몇 시간이 걸렸을 것입니다. 2.5축 설계는 약 30분 만에 완료되어 제작 비용이 훨씬 적었습니다."

사실 몰체프는 Fusion 360의 장점 중 하나로 소프트웨어 내에서 예상 제조 시간과 비용을 비교하고 다양한 소재를 시도해 최소 비용과 최대 속도로 구조적 성능을 극대화하는 경량 부품을 설계할 수 있다고 지적합니다.

"이렇게 새로운 부품에 제조 제약 조건을 건 제너레이티브 디자인을 사용하길 정말 추천합니다." 몰체프가 말합니다. "CAD에서 설계를 다듬는 데 쓰는 시간을 최소화하고 실제 엔지니어링에 쓰는 시간을 최대화합니다."

오토데스크 제너레이티브 디자인 필드 랩은 시카고에 위치하며 제너레이티브 디자인이 무엇인지, 어떻게 사용하는지, 제조의 미래를 어떻게 바꿀지 고객에게 보여주기 위해 설계되었습니다. 여기에서 자세히 알아보세요.

오늘 Fusion 360을 다운로드해 다음 프로젝트에서 제너레이티브 디자인의 이점을 탐색해 보세요.