활용사례

최신 국제에너지기구(IEA)의 최신 전망에 따르면, 전체 자동차 시장에서 전기자동차(EV)가 차지하는 비중은 2020년 약 4%에서 2022년 14%로 증가했습니다. EV에 대한 수요가 호황을 누리고 있다는 것은 의심의 여지가 없으며, 올해 판매량도 사상 최대치를 기록할 것으로 예상됩니다.

정부 인센티브, 소비자 행동, EV 기술 개선 모두 이러한 상당한 성장을 주도했습니다. 전 세계 정부는 EV 채택을 장려하는 정책을 도입했습니다. 친환경 기술과 지속 가능한 모빌리티 모드에 대한 수요가 증가하면서 소비자 인식도 발전했습니다. 배터리 기술도 지속적으로 발전하여 한 번 충전으로 주행 거리가 더 길어졌습니다. 마지막으로, 충전 인프라는 EV를 지원하기 위해 빠르게 확장되고 있습니다.

새로운 부품이지만 품질 관리에 대한 필요성은 동일합니다.
기존 내연기관(ICE) 차량 생산에 익숙했던 OEM 및 부품 제조업체는 이제 이러한 변화에 적응해야 합니다. ICE에서 EV로의 전환은 전체 공급망을 혼란에 빠뜨릴 것이며, 새로운 부품을 개발하고 생산해야 하기 때문에 전기화 과정은 자동차 부품 시장 규모에 상당한 변화를 가져올 것입니다.

이러한 모든 변화에도 불구하고 부품 품질은 흠잡을 데 없는 완벽한 상태로 유지되어야 합니다. 각 부품은 최고 품질 기준을 준수하고 가장 엄격한 공차를 충족하는 동시에 자동차 산업에서 특별히 요구하는 생산 처리량도 충족해야 합니다.

오늘은, 전기차 부품 제조업체가 품질관리 관련하여 당면하고 있는 애로 사항과 실사례를 통한 해결책을 소개해 드립니다.

전기차(EV) 부품 제조업체가 당면한 몇 가지 과제

1. 반사재 측정

배터리 트레이와 같이 EV를 만드는 데 사용되는 부품은 일반적으로 알루미늄, 강철 또는 복합 재료와 같이 대부분 반사성인 가볍고 내구성이 뛰어난 재료로 만들어집니다. 백색광 또는 청색광과 관련된 모든 측정 기술은 표면 마감에 민감하며 검사를 올바르게 수행하기 위해 분말 등을 도포한 표면 준비가 필요할 수 있습니다. 이러한 처리는 검사 프로세스의 한 단계 추가됨을 의미하며, 이는 부품을 제조하고 배송하는 데 더 많은 시간이 소요된다는 것을 의미합니다.

2. EV 부품 검사의 처리량 저하

기존 검사 방법은 일반적으로 시간이 걸립니다. CMM(좌표 측정기)은 전용 계측 실험실에 위치하므로 많은 프로그래밍, 설정 및 생산 라인 간의 왕복 작업이 필요합니다. CMM은 가장 빠른 검사 도구가 아니며, 이를 작동하려면 계측 전문가가 필요합니다. 게다가 수요가 많고 모든 유형의 검사로 인해 바쁜 경우가 많습니다. 이러한 모든 추가 단계는 검사 프로세스를 정체시켜 생산 처리량을 저하시킵니다.

3. 크고 복잡한 부품 제어

배터리 트레이는 EV의 주요 구조 부품입니다. 따라서 트레이의 크기가 커서 한 사람이 쉽게 옮길 수 없습니다. 게다가 트레이는 진동 및 열 변화가 곳곳에 존재하는 열악한 환경에서 생산되므로 매우 정확한 측정을 수행하기 이상적이지 않습니다. 게다가 기존 도구(CMM)로는 측정하기 어려울 수 있는 돌출부도 있습니다.

해결책: 작업 현장의 정확성

이상적으로, 자동차 부품 제조업체는 정확성을 저하하거나 표면 준비를 요구하지 않고 작업 현장에서 직접 크고 복잡한 부품을 검사할 수 있어야 합니다. 3D스캐너는 CMM보다 측정 속도가 더 빠르고 교육, 처리 및 프로그래밍 시간이 덜 필요하므로, 이는 검사 시간을 단축하고 생산 처리량을 높이는 데 도움이 됩니다.

3D스캐너를 도입한 실제 고객 사례

1. Dura Automotive Systems가 3D스캐너를 선택한 이유
DURA Automotive Systems는 모빌리티의 발전을 주도하는 솔루션의 설계, 엔지니어링, 제조를 전문으로 하는 글로벌 자동차 공급업체입니다. 최첨단 기술과 최첨단 제조 공정을 선호하는 이 기업은 EV 혁명에 동참하기 위해 유명한 고급 자동차 브랜드를 지원하는 것으로 알려져 있습니다. 정밀 측정 요구 사항을 충족하기 위한 최첨단 기술을 모색하는 과정에서 추가적인 측정 용량, 휴대성 및 유연성을 위해 크레아폼을 선택했습니다. 메트라스캔 3D스캐너 및 HandyPROBE(Polyworks와 페어링)를 사용하여 가장 까다로운 제품 사양에 대한 정밀 공차를 달성할 수 있습니다.

또한 측정 장비의 탁월한 속도와 휴대성은 검사 시간을 줄이는 데 도움이 되었으며 이는 제조 공정의 전반적인 효율성과 생산 처리량에 영향을 미쳤습니다. 크레아폼과 폴리웍스(Polyworks)를 통해 얻은 뛰어난 성능은 3D 측정 업계에서 그들의 강력한 명성을 확증해 주었습니다.

"우리는 크레아폼 메트라스캔(MetraSCAN 3D) 3D스캐너와 핸디프로브(HandyPROBE)를 휴대용 측정 스테이션으로 사용하여 들어오는 압출물을 측정하고 제품이 공장으로 이동하여 부품을 수용하는지 확인하기 전에 제품을 빠르게 스캔합니다. Creaform 덕분에 생산 능력이 75% 증가했습니다. Creaform 3D 측정 솔루션은 우리 시설의 측정 기능에 중추적인 역할을 했습니다. Creaform과 Polyworks의 기술이 없었다면 우리 프로젝트는 용량과 이동성 문제로 어려움을 겪었을 것입니다.”
-Branden Head, Dura Automotive 계측 감독관

2. Walter Automobiltechnik이 3D스캐너로 전환한 이유

Walter Automobiltechnik는 자동차 및 오토바이 산업의 대형 OEM을 위한 유명한 독일 부품 및 액세서리 공급업체입니다. 지난 몇 년 동안 새로운 EV 부품에 대한 OEM의 수요가 급증하면서 부품 품질과 생산성을 개선하기 위한 대체 검사 접근 방식을 찾게 되었습니다. 특히 BMW의 새로운 완전 전기식 미니 쿠퍼 SE용 EV 엔진 마운트를 생산할 때 수동 방식과 기존 CMM을 대체할 수 있는 솔루션을 원했습니다.

이 기업은 EV 엔진 마운트의 품질을 평가하고 짧은 사이클 시간을 유지하기 위해 크레아폼의 R-시리즈를 선택했습니다. 계측팀은 강력한 로봇 장착 광학 스캐너인 MetraSCAN 3D-R을 생산 라인 마지막에 있는 두 개의 맞춤형 자동화 산업용 측정 셀로 구현했습니다. 크레아폼의 완전 통합형 3D 소프트웨어 플랫폼인 VXelements도 검사를 수행하기 위해 선택되었습니다.

메트라스캔알(MetraSCAN 3D-R)의 높은 측정 속도 덕분에 마운트당 검사 시간을 1시간 30분에서 단 8분으로 대폭 단축했으며, 모두 0.05mm의 정확도로 이루어졌습니다. 의심할 바 없이 Walter Automobiltechnik은 기존 CMM으로는 이러한 수준의 처리량을 달성할 수 없었습니다.

“미래에는 이 시스템이 자동차 산업에서 필수 요소가 될 것이라고 생각합니다.”
- Walter Automobiltechnik의 품질 관리 책임자인 Tommy Laukdrej

더 높은 생산량을 위한 더 빠른 검사 시간

자동화 품질 관리(AQC) 시스템은 측정 정확도를 저하시키지 않으면서 검사 효율성과 생산 처리량을 높이는 핵심 전략이 되고 있습니다.

생산 유형(다량 혼합/낮은 볼륨 또는 소량 혼합/높은 볼륨)에 관계없이 AQC 솔루션은 장시간의 교육이나 상당한 다운타임 없이 생산 라인에 신속하게 통합될 수 있습니다. 데이터 수집 시간을 몇 시간에서 단 몇 분으로 자동으로 단축하는 동시에 제조업체는 EV 부품이 엄격한 허용 오차 및 산업 규정에 따라 승인되었음을 확신을 갖도록 보장합니다.

검증되고 신뢰받는 방식으로 검사 시간을 단축하면 생산 처리량이 향상됩니다.
자동차 부품 제조업체가 작업 현장에서 직접 검사를 수행하든, 정확성을 유지하면서 검사 프로세스를 자동화하든, 휴대용 또는 자동화된 3D 스캐닝 솔루션을 고려하면 모든 이점을 얻을 수 있습니다. 또한 효율성이 향상되어 고객을 크게 만족시킬 것입니다.

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