CAD 도구, 설계도를 2D에서 3D로 바꿔놓아
3D 스캐너 시장, 매년 15~20% 성장률 기록
비파괴 검사, 의료, 게임 등에서 활용도 올라


설계도 작성은 모든 제작의 기초다. 설계도에 따라 제작되지 않은 제품은 추후 문제가 발생하더라도 어디서 일어난 일인지 파악하기 어려워 수정에 제약이 따른다. 완벽한 제품을 만들어도 같은 구조로 다시 만들기 매우 어렵다.

과거의 설계도는 연필과 샤프로 작성되는 2D 도면 형태였다. 일단 시제품을 제작하여 검증하고, 이를 바탕으로 설계도를 수정하는 과정이 필요했다. 상용 제품 제작은 시간과 노력이 많이 들어갈 수밖에 없는 작업이었다.

아이번 서덜랜드(Ivan Sutherland)가 1963년에 MIT에서 발표한 자신의 박사학위 논문을 통해 ‘스케치패드(Sketchpad)’ 시스템을 제안한 이후, 컴퓨터 지원 설계(Computer-aided design; CAD) 도구가 등장하며 설계도는 2D 도면에서 3D 모델로 탈바꿈됐다.

컴퓨터로 설계도의 자유로운 수정과 검증이 가능해지자 더욱 고도화된 제품을 생산할 토대가 마련됐다. 다양한 이유로 기존에 존재하는 물건을 디지털로 구현하는 사례도 늘고 있다. 하지만 이러한 작업은 많은 어려움과 숙련도가 따른다.

지난 2005년, 핸드헬드 3D 스캐너를 처음 출시한 이래 지금까지 여러 종의 3D 스캐너를 선보이고 있는 크레아폼의 김건아 부장을 만나 디지털로 현실을 구현할 때 사용되는 3D 스캐너의 중요도와 필요성에 관해 물었다.


Q. 간단한 자기소개와 회사소개 부탁드립니다.
A. 안녕하세요. 저는 한국 크레아폼 사업부를 총괄하는 김건아 부장입니다. 크레아폼은 비접촉식 정밀 측정 스캐너 솔루션을 제공하는 업체로, 아미텍(AMETEK) 초정밀 기술 사업부(Ultra precision technologies division) 내의 사업 단위(Business unit)입니다.


Q. 최근 3D 측정기 시장의 흐름은 어떻습니까?
A. 4~5년 전부터 3D 측정기 시장의 흐름은 좌표 측정기(Coordinate-measuring machine; CMM)에서 3D 스캐너 쪽으로 옮겨가고 있습니다. 3D 스캐너는 많은 시간과 노력이 필요한 CMM보다 빠르며, 적정선의 정밀도를 보장하여 양산품의 품질 개선을 이루고 있습니다.

글로벌 3D 스캐너 시장은 지난 10년 동안 매년 15~20%의 성장률을 기록하고 있으며, 한국 시장도 따라서 성장하고 있습니다. 이런 성장세는 한동안 유지될 것으로 보입니다.


Q. 3D 스캐너는 제조업에서 가장 많이 사용되고 있는데 어떻게 활용되고 있습니까?
A. 제조업에서 3D 스캐너는 만들어진 제품이 설계한 CAD 대비 얼마나 잘 만들어졌는지, 문제가 발견된다면 어느 부분을 개선해야 하는지를 파악하기 위해 사용됩니다. 또한, 경쟁사 제품을 분석하기 위해, 혹은 설계도가 유실된 제품의 설계를 변경하기 위한 역설계에도 사용됩니다.

역설계는 각종 측정기를 통해 제품을 디지털로 CAD화하는 작업이 수반됩니다. 과거에는 숙련된 설계자가 쌓아온 경험을 토대로 반복적인 수정작업을 해야 했습니다. 3D 스캐너는 이런 반복 작업이나 기본이 되는 스케치 작업을 훨씬 빠르고 정확하게 수행합니다.


Q. 경쟁사 대비 크레아폼 3D 스캐너 제품만의 장점은 무엇입니까?
A. 크레아폼은 비접촉식 핸드헬드 스캐너를 최초로 개발한 업체입니다. 크레아폼의 3D 스캐너 제품은 높은 휴대성, 빠른 스캐닝 속도, 각종 환경에서 다양한 종류의 제품을 스캔할 수 있다는 유연성을 장점으로 갖습니다.

최근 출시한 BLACK 제품군의 차세대 제품들은 (적색 레이저보다 파장이 짧아 더 많은 데이터를 담을 수 있는) 청색 레이저를 탑재하여 기존 자사 제품보다 정밀하고, 다양한 재질을 스캔할 수 있습니다. 크레아폼은 또한, 검사(VXinspect™)와 역설계(VXmodel™)에 최적화된 소프트웨어도 제공하고 있습니다.


Q. 크레아폼은 다양한 3D 스캐너 제품을 보유하고 있습니다. 각각의 특화된 용도에 대해 간략하게 설명해주십시오.
A. 크레아폼은 총 3가지의 3D 스캐너 제품군을 보유하고 있습니다.

첫 번째는 ‘Go!SCAN SPARK’ 제품군입니다. 기본급의 백색광 타입의 스캐너로, 사전 작업이 간단하며, 질감까지 스캔합니다. 정밀 엔지니어링보다는 역설계, 유물·인체 스캔, AR/VR 등의 용도에 적합합니다.

두 번째는 ‘HandySCAN BLACK’ 제품군입니다. 휴대용 핸디 스캐너로, 단일 스캐너 프레임으로 최대 25㎛의 정확도를 제공하는 고성능 레이저 스캐너입니다. 설계 부품이 작거나 측정 공간이 협소할 때 사용하기 적합합니다. 핸디 스캐너지만 프리미엄 스캐너와 성능은 같습니다.

세 번째는 ‘MetraSCAN BLACK’ 제품군입니다. 크레아폼에서 출시하는 스캐너 중 가장 최고사양으로, 가장 빠르고, 공간 정확도가 정밀합니다. 스캔할 제품의 크기를 가리지 않으며, 자동화 설비에 적용할 수 있습니다. 한 번의 환경 셋업으로 반복적으로 다양한 부분의 스캔이 가능해 설계자분들의 선호도가 가장 높은 제품입니다.


Q. 세 번째로 소개하신 MetraSCAN BLACK 제품의 특징과 사용 대상에 대해 설명해 주십시오. 그리고 각 꼭짓점에 달린 원형 장치는 어떤 역할을 합니까?
A. MetraSCAN BLACK은 자동차, 중장비, 선박, 군수(전차, 전투기) 등의 제품 개발자, 양산품 품질 관리자에게 적합합니다. 높은 정밀도와 업계 최고 수준의 속도는 기존 샘플링 측정을 좀 더 넓은 수량 측정으로 확장하여, 제품의 성능을 높이는데 크게 기여합니다.

스캐너 헤드와 측정기 주변에 비치된 원형 장치를 저희는 타깃(Target)이라 말합니다. 타깃은 외부 트래커(C-Track)가 디지털 공간상에 현실의 공간 좌표를 매칭시킬 때 기준이 되는 기준점을 형성합니다. 즉, 스캐너의 현실에서의 위치와 디지털 가상 공간에서의 위치를 맞출 때 기준이 됩니다.


Q. 제조업이 아닌 산업에서 크레아폼의 3D 스캐너 제품을 비즈니스에 활용한 사례가 있다면 소개 부탁드립니다.
A. 3D 스캐너 시장에서 제조업의 비중은 80% 정도이나 다른 분야서도 많이 활용됩니다. 유물 및 예술품의 보존과 관리, 비파괴 검사에는 과거부터 많이 사용되고 있습니다. 최근에는 의료, 게임 분야에서의 사용이 늘고 있습니다.

특히 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 게임 분야는 CAD 역설계 분야만큼 떠오르는 시장입니다. 과거 디지털 그래픽은 인간의 상상과 현실을 콘셉트로 도식화한 것이었다면, 최근에는 현실감 극대화를 위해서 3D 스캐너로 실사를 스캔하고 디지털로 그대로 구현하는 방향으로 가고 있습니다.


Q. 향후 3D 스캐너 시장에서 크레아폼의 목표와 계획은 무엇입니까?
A. 크레아폼은 측정 분야에서 3D 스캐너 리더로서 업계의 발전과 고객의 성장에 이바지하는 파트너로 자리매김하고 싶습니다.

과거의 제한적인 솔루션을 탈피하여, 고객이 정확하고 예측적인 모델을 개발하고, 이를 바탕으로 차세대 양산 기술과 디지털 복원 기술을 개발할 수 있도록 지원하며 함께 성장하는 것이 목표입니다.