개발을 간소화하여 새로운 시장으로의 진출을 지원하고 새로운 제조 기술을 사용하는 동시에 부품 무게를 줄이고 성능을 향상시켜야 합니다.
SOLIDWORKS Simulation Professional 해석 소프트웨어 토폴로지 최적화 도구를 SOLIDWORKS Professional 설계, SOLIDWORKS Premium 설계 및 해석, SOLIDWORKS PDM Professional 제품 데이터 관리 솔루션에 추가합니다.
열정. 승리. 경쟁. 스릴. 개발. 경험. 이것이 바로 인류(특히 차를 운전하는 인류)가 빠른 자동차에 대해 느끼는 여섯 가지 호감 요인입니다.
"레이싱의 핵심은 감각적 체험입니다. 그 소리, 속도, 색깔, 그리고 엔진을 통해 전달되는 느낌. 보면 볼수록 분명하게 이해됩니다. 그 감각적 느낌에 더하여 극도로 숙련된 레이서의 기량을 눈앞에서 보는 기분이 어떤 것인지를. 올림픽의 체조 종목과 검투사의 전투를 합친 느낌이랄까요." — Doug Boles, Indianapolis Motor speedway 대표.
부정할 수 없는 사실 하나는 인간이 빠른 자동차를 좋아한다는 것입니다. 자동차는 우리의 투쟁-도주 본능을 일깨우고, 강해진 느낌을 줍니다. 그리고 이것이 바로 우리가 최고의 자동차를 가장 빠르고 가장 안전하게 설계할 방법을 찾기 위해 최선을 다하는 이유입니다.
비즈니스의 변화와 새로운 비전에 부응하여 시장을 뒤흔들 만한 흥미로운 기술을 부단히 개발해야 한다는 것은 Giaffone Racing에게 숙명과도 같은 과제이며, 엔지니어들 역시 늘 낡은 방식을 혁신할 방법을 고심하고 있습니다. 과연 누가 가장 빠른 엔진과 가장 날렵한 타이어를 만들어 내는가? 과연 무엇을 극적으로 바꾸어야 할 것인가?
그러한 배경하에 Giaffone의 엔지니어들은 결국 SOLIDWORKS를 선택했으며, 2006년에 이르러 최초로 SOLIDWORKS Professional 설계, SOLIDWORKS Premium 설계 및 해석, SOLIDWORKS PDM Professional 제품 데이터 관리 소프트웨어 솔루션을 구축했습니다.
엔지니어 Adriano Schommer의 말에 따르면 Giaffone Racing이 자사의 의도에 부합하는 새로운 기술을 찾는 과정에서 SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어의 토폴로지 스터디 기능에 눈을 뜨게 되었으며, 결과적으로 설계 엔지니어들이 최적화된 부품 지오메트리를 자동 생성하여 무게-강성 비율의 균형을 맞추고 질량을 최소화하고 최대 변위 값을 최소화하는 데 소프트웨어의 토폴로지 최적화 기능이 큰 역할을 했습니다.
또한 추가 연구를 통해 토폴로지 최적화 기능이 생산 시간을 극적으로 줄여 주는 동시에 다른 SOLIDWORKS 솔루션과 결합되어 새로운 엔진의 설계와 관련된 개발 프로세스를 가속화한다는 결론을 얻을 수 있었습니다.
예를 들어, 스톡 카 서스펜션 업라이트를 개발하는 동안 Schommer는 다쏘시스템 라틴아메리카 사업부와 파트너십을 맺고 토폴로지 스터디를 수행하여 질량을 줄였으며 차량의 형상을 최적화하여 무게를 60% 줄이는 설계를 이끌어냈습니다.
“SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어의 토폴로지 최적화 도구는 설계의 시행착오를 반복할 필요 없이 더 가볍고 강하고 단단한 파트를 더 빠르게 만들 수 있게 도와줍니다.”라고 Schommer는 강조하여 말합니다. “업라이트에 대해서는 칠레의 수석 기술 영업 매니저인 Jose Pereiras와 협력하여 토폴로지 스터디를 실시했습니다. 자신감을 얻고 프로세스에서 더 빠른 결과를 얻으려면 Jose의 경험이 필요했습니다. 처음에는 무게에 맞춰 최적화했는데 설계의 강성이 충분하지 않다는 것을 알게 되었습니다. 이후 토폴로지 최적화 프로파일을 사용하여 설계의 강도 및 강성을 수정했습니다. SOLIDWORKS 토폴로지 최적화를 통해 우리는 단 한 번의 반복 작업으로 최종 설계에 도달할 수 있었습니다.”
Giaffone Racing은 브라질 스톡카 시리즈의 새 부품을 개발하는 동안 휠, 브레이크 로터, 허브, 브레이크 캘리퍼, 스티어링 암을 차량에 부착하는 서스펜션 업라이트(혹은 너클)를 시작으로 SOLIDWORKS 토폴로지 스터디 기능을 사용했습니다. 목표는 레이싱 서킷에서 이 새로운 설계 도구에 대한 경험을 쌓은 후에 랠리레이싱의 혹독한 환경에 대응하는 것이었습니다. 현재는 브라질에서 가장 도전적인 랠리 대회인 "Rally dos Sertões"에 참가하는 Buggy V8에 대한 스터디가 진행 중입니다. 설계된 부품은 2019년 브라질 4개 주를 따라 3,600km 이상을 달리는 이 대회에 사용될 예정입니다.
SOLIDWORKS 토폴로지 스터디를 통해 설계 엔지니어는 최적화된 부품 지오메트리를 자동으로 생성함으로써 특정한 설계 공간, 하중 및 지오메트리 구속 조건(제조 프로세스에 의해 적용되는 구속 조건 포함)에 기초하여 무게-강성 비율의 균형 맞춤, 질량 최소화, 최대 변위 최소화 등 제시된 목표를 충족할 수 있습니다. Peixoto는 "설계 성능과 제조 가능성을 검증하기 위해 여러 번 설계를 반복하는 대신 SOLIDWORKS 토폴로지 도구를 사용하여 새 서스펜션 업라이트의 최적화된 형상을 빠르게 생성했다"고 말합니다. "기술적 우위를 가지고 새로운 시장에 진입하는 것 외에도 SOLIDWORKS 토폴로지 최적화 기능 덕분에 개발 주기에서 2개월을 단축할 수 있었습니다."
SOLIDWORKS 토폴로지 스터디는 Giaffone Racing의 시간을 절약하는 것은 물론, 종종 설계의 작동 방식에 대한 중요한 정보를 설계자들이 얻게 함으로써 엔지니어링 목표를 빨리 달성할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어 스톡카 서스펜션 업라이트를 개발하는 동안 Schommer는 다쏘시스템 라틴아메리카 사업부와 파트너십을 맺고 토폴로지 스터디를 수행하여 질량을 최소화했으며 최적화된 형상을 다듬어서 업라이트의 무게를 3kg에서 1kg으로 60% 줄이는 설계를 만들었습니다. 무게에 최적화된 파트는 응력을 견딜 만큼 강하기는 하지만 충분히 단단하지가 못했습니다. Schommer는 특정 부위에서 파트의 두께를 살짝 늘림으로써 이 문제를 쉽게 해결했습니다.
Schommer는 "SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어의 토폴로지 최적화 도구는 시행착오를 반복할 필요 없이 더 가볍고 강하고 단단한 파트를 더 빠르게 만들 수 있게 도와준다"고 강조합니다. "업라이트에 대해서는 칠레의 수석 기술 영업 매니저인 Jose Pereiras와 협력하여 토폴로지 스터디를 실시했습니다. Jose의 경험은 자신감을 얻고 프로세스에서 더 빠른 결과를 내기 위해 필수적이었습니다. 처음에는 무게에 맞춰 최적화했는데 설계가 충분히 단단하지 못하다는 것을 알게 되었습니다. 그런 다음 토폴로지 최적화 프로파일을 사용하여 설계의 강도 및 강성을 수정했습니다. SOLIDWORKS 토폴로지 최적화를 통해 우리는 단 한 번의 반복 작업으로 최종 설계에 도달할 수 있었습니다."
엔지니어링 코디네이터 Denis Ramon Peixoto는 “첨단 기술 영역에서 앞서가는 것이 성공의 동인이라는 비전을 갖고 있다”며, Giaffone이 “오프로드 제품 라인”을 개발하고 “앞서가는 생각”을 유지하는 데 토폴로지 최적화 소프트웨어 크게 도움이 된다고 말합니다.
SOLIDWORKS와 Giaffone Racing은 이러한 협업을 통해 개발 시간을 70%나 단축하는 등 탁월한 성과를 달성했습니다. SOLIDWORKS 토폴로지 스터디는 Giaffone Racing의 시간을 줄여 줄 뿐 아니라 엔지니어들이 설계의 구속 조건을 빠르고 쉽게 파악할 수 있도록 해줍니다.
휠, 브레이크 로터, 허브, 브레이크 캘리퍼, 스티어링 암을 차량에 부착하는 서스펜션 업라이트(혹은 너클)부터 시작하여 Giaffone Racing은 SOLIDWORKS Simulation Professional 토폴로지 스터디 기능을 통해 브라질 스톡 카 시리즈의 새 부품을 설계합니다. SOLIDWORKS 토폴로지 스터디를 통해 Giaffone은 이 부품을 최적화하여 강성을 유지하면서도 무게를 줄였습니다.
SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어의 토폴로지 최적화 도구는 시행착오를 반복할 필요 없이 더 가볍고 강하고 단단한 파트를 더 빠르게 만들 수 있게 도와줍니다.
브라질의 레이싱카 제조사 Giaffone이 바로 이 SOLIDWORKS 솔루션을 도입한 이유는 한마디로 이러한 토폴로지 솔루션이 SOLIDWORKS의 기존 설계 및 해석 프로세스와 조합되어 민첩성과 속도를 높여 주기 때문입니다. 보다 신뢰성이 높고 가벼운 파트를 개발한다는 것은 배송과 관련된 사이즈 제한을 해소하는 과제와 더불어 결코 쉬운 일이 아닙니다.
SOLIDWORKS 솔루션은 Giaffone에 다음과 같은 능력을 부여합니다.
SOLIDWORKS 토폴로지 최적화 기능을 통해 Giaffone Racing은 많은 설계에 일반 제조 기법을 계속 활용하면서도 일반적인 방법으로는 만들 수 없는 파트에 대해서는 적층 가공 방법을 이용할 수 있습니다. 예를 들어 새로운 브라질 스톡카 업라이트는 적층 가공 분야의 브라질 시장 선두업체인 AMS Brasil과 제휴하여 3D 프린팅으로 제작될 예정입니다(티타늄 재질이 사용될 가능성이 높음). 적층 가공은 언더컷 및 빈 부위가 있는 파트와 같이 일반적인 가공, 단조, 주조가 안고 있는 여러 가지 한계를 없앰으로써 과거에는 불가능했던 파트를 만들 수 있도록 해줍니다.
Schommer는 "SOLIDWORKS 토폴로지 최적화 및 적층 가공은 제품 개발 및 제조 목표를 확장하는 데 도움이 되는 새로운 기술"이라고 말합니다. "우리는 더 가볍고, 더 강하고, 더 멋진 파트를 만들기 위해 SOLIDWORKS 토폴로지 최적화 기술을 활용하고 있습니다."
SOLIDWORKS 솔루션을 통해 새로운 아이디어가 순식간에 훌륭한 제품으로 탄생됩니다.
