지멘스 PLM 소프트웨어는 급성장하는 적층 제조 혁명의 잠재력을 최대화 할 수 있도록 돕는 포괄적인 솔루션을 새롭게 출시 한다고 밝혔다. 2017년 1월 출시 예정인 신규 솔루션은 설계, 시뮬레이션, 디지털 제조, 데이터 및 프로세스 관리 소프트웨어가 통합되어 구성된다. 이 일련의 새로운 오퍼링(offerings)은 3D프린팅으로 알려진 최신 적층 제조 기술(additive manufacturing technology)이 제공하는 혜택을 기업들이 최대한으로 활용할 수 있도록 도울 것이다.

이 통합 솔루션은 애플리케이션과 프로세스 간의 변환(conversion)과 변형(translation)을 필요로 하지 않고, 제품 수명의 모든 단계에서 스마트 제품 모델링을 사용한다. 이 솔루션은 새로운 토폴로지 최적화(Topology optimization)를 사용해 제너리에티브 디자인(generative design)을 가능케 하고 이를 통해 유기적 형상(organic shapes)을 만들 수 있다. 이러한 작업은 전통적인 제조 기술로는 불가능하거나 실용성이 낮았으며, 설계자 혼자만으로는 구상하기 어려웠다.

지멘스 PLM 소프트웨어의 새로운 적층 제조 소프트웨어에 토폴로지 최적화 기술을 적용함으로써 기업들은 모든 것에 대해 재 형상화(reshape everything) 할 수 있게 됨으로써 보다 절감된 비용으로 최상의 성능을 얻을 수 있다. 또한 최적화된 부품 모형을 3D 프린팅하는 기술은 조립(assembly)에서 부품의 상당 부분을 줄여주어, 무게는 감소하고 내구성은 강화할 수 있다. 결과적으로 자동차, 항공우주, 의료기기 등의 산업에서 커다란 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다.

CIMdata의 수석 컨설턴트인 켄 버스프릴(Ken Versprille) 박사는 “지멘스 PLM 소프트웨어는 전통적인 설계와 제조 방식으로는 상상할 수 없는, 기능적으로 최적화된 지오메트리 생성을 돕는 솔루션을 발전시킴으로써 적층 제조 기술의 영역을 더욱 확장했다” 며 “이전에는 해결 불가능했던 설계와 제조 과제들은 이 새로운 소프트웨어와 생산 기술들로 이제는 어느 정도 실현 가능해지고 있다. 지멘스 PLM 소프트웨어는 기술이 엔드투엔드(end-to-end)에서 잘 실현될 수 있는 방법에 대한 비전을 갖고 있으며, 산업을 발전시킬 수 있도록 그 비전을 실행시키고 있다”고 말했다.

설계자들은 이미 익숙해진 전통적인 제조 기술을 통해 부품을 만들도록 훈련 받았으며, 이는 창의성과 혁신을 제한할 수 있다. 오늘날 제조 부품들은 스탬프(stamp), 몰드(mold), 주조(cast), 또는 기계로 가공된다. 기술자들과 설계자들에게 부품을 설계하고 제조하는 완전히 새로운 방법을 제공함으로써, 지멘스는 그들로 하여금 차세대 제품을 구상하도록 돕고 있다. 기업들은 눈에 띄게 발전한 강도/중량비(strength/weight ratios)로 독특하고 향상된 설계를 생성할 수 있다. 또한 설계 성능을 예측하기 위해 고급 통합 시뮬레이션과 분석기술을 적용할 수 있다. 이러한 혁신적인 기술은 설계 혁신을 더욱 촉진할 것으로 기대된다.

적층 제조의 혁신가이자 지멘스 PLM 소프트웨어의 고객인 Hoedtke GmbH & Co. KG 의 CEO, 요하임 회드케(Joachim Hoedtke)는 “적층 제조를 진정한 산업 생산 프로세스로 만들기 위해서는 제조기업들은 기기 성능 제어와 모니터링을 포함해, 설계, 생산, 자동화의 전체 단계의 긴밀한 디지털 통합을 이뤄야 한다“ 며 “지멘스 PLM 소프트웨어는 기업들이 이 목표를 달성할 수 있도록 여러 소프트웨어 툴과 적층 제조에 집중된 새로운 기술을 접목시키고 있다”고 말했다.

이 새로운 적층 제조 솔루션은 CAD/CAM/CAE 통합 솔루션인 NX 소프트웨어, 강력한 시뮬레이션 소프트웨어 및 테스트 솔루션 스위트인 Simcenter 포트폴리오, 세계에서 가장 널리 사용되는 디지털 라이프사이클 관리 시스템인 Teamcenter 소프트웨어, 그리고 생산 실행(production execution) 및 제조 자동화를 위한 지멘스의 제조운영관리(Manufacturing Operations Management, MOM) 소프트웨어 포트폴리오인 SIMATIC IT Unified Architecture Discrete Manufacturing 과 SIMATIC WinCC로 구성된다.

이 솔루션에서 자동화된 제너레이티브 설계를 가능하게 하는 두가지 기술은 컨버전트 모델링(Convergent Modeling)과 토폴로지 최적화(Topology Optimization)다. 최근 NX의 출시와 함께 발표된 컨버전트 모델링은 그 분야의 첫 기술이다. 이 기술은 엔지니어들의 3D 프린팅을 위한 부품 설계 최적화를 돕고 전반적인 설계 프로세스를 가속화하며 scan-to-print 기능을 제공하는데, 이는 역설계작업(reverse engineering)을 보다 효율적으로 만든다. 이는 새로운 패러다임으로, 패싯(facet), 서피스(surface), 솔리드(solid)의 조합으로 구성 된 지오메트리 작업을 간소화 하며, 시간을 잡아먹는 데이터 변환이 불필요하다.

또 하나의 새로운 기술인 토폴로지 최적화는 분석가들로 하여금 바이브레이션(vibration), 유체 역학(fluid dynamics), 열 전달(heat transfer)을 포함한 다중물리수행(multi-physics performance)을 위한 부품 설계와 최적화에 필요한 재작업 과정을 자동화할 수 있도록 도울 것이다. 시뮬레이션과 예측 엔지니어링 분석(predictive engineering analytics) 기능을 통합함으로써 DFM(design for manufacturability) 평가를 도와주어 적층 제조용 설계 최적화에 필요한 확신을 강화해 준다.

이러한 새로운 기술과 더불어, 지멘스는 금속 부품과 플라스틱 부품을 위한 새로운 3D 프린팅 준비 솔루션(3D print preparation solution)을 선보인다. 이 솔루션은 설계와 시뮬레이션 단계에서부터 동일한 제품 모델링을 사용해 설계 변화를 자동화하고 전체 공정을 간소화하도록 돕는다.

이 최신의 솔루션은 오퍼레이터들이 파우더 베드(powder bed)와 멀티 젯 퓨전(multi jet fusion)의 부품을 준비하도록 돕는다. NX는 3D 프린트 메탈 부품을 위해 LMD(laser metal deposition)와 NC 프로그래밍을 위한 모델을 제공한다. 또한 하이브리드 적층 제조 툴(hybrid additive machine tools)을 위한 시뮬레이션을 포함하는데, 금속 증착(Metal Deposition)은 단일 머신 툴 환경에서 서브트랙티브 방법(subtractive methods)을 포함한다. 플라스틱이나 탄소 섬유 강화 나일론과 같은 압출 자재(extruded materials)들에는 새로운 multi-axis 로보틱 FDM(Fused Deposition Modeling, 압출 적층 조형)프로그래밍 기술을 개발해 필드 테스트 했다. 부품이 프린팅 되고 나면, 통합 NX 시스템은 지지 구조물 제거를 위한 직관적 프로그래밍, 정밀 곡면(precision surfaces)의 기계 가공 또는 기타 프로세싱(processing)과 운영 검사 등과 같이 프린팅 이후 NC 오퍼레이션을 위해 사용된다.

지멘스 PLM 소프트웨어의 대표 겸 CEO인 토니 헤멀건(Tony Hemmelgarn)은 “이번 신규 솔루션 출시는 제조 기술에 있어서 새로운 시대의 시작일 뿐이다. 지멘스 PLM 소프트웨어는 컨버전트 모델링, 위상 최적설계, 3D 프린트 준비 솔루션과 같이 적층 제조를 산업화하기 위해 특별히 개발된 툴을 통해 최적화된 엔드투엔드 프로세스를 지원할 수 있는 소프트웨어 기술 제공에 중점을 두고 있다”며 “지멘스 PLM 소프트웨어는 제조 부품의 3D프린팅을 현실화하는 적층 제조 기술발전을 이끌어 낼 수 있는 새로운 솔루션 개발을 위해 기술 파트너와의 협력을 강화하고 기술 혁신에 대한 투자를 계속 할 것이다”고 말했다.