립헬 에어로스페이스 린덴베르크 GmbH(Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH)의 품질관리부에서 소재 검사를 담당하고 있는 라인홀트 마테스(Reinhold Matthes)와의 인터뷰, Leica의 검사장비 DM12000 M 사용에 관한 자신의 경험을 설명합니다.
항공 우주 산업 제조사들은 항상 모든 종류의 부품 제작에 적용할 수 있는 새롭고도 혁신적인 제작 방법을 고심하고 있습니다. 하지만 해당 요구 사항들은 나날이 더 복잡해지고 있습니다. 각 부품은 그 형태와 중량에 있어 특정 기준에 부합하여야 하며, 이와 동시에 신속하고 안정적으로 생산할 수 있어야 합니다. 따라서, 지난 몇 년 동안 이 분야에서는 레이저 소결(LS) 또는 용융(LM) 방식을 적용하고 있는 3D 인쇄 시험이 크게 늘어났습니다. 3D 프린팅을 도입한 성과는 항공 우주 산업에 있어 새로운 가능성들을 제시해 주고 있습니다. 하지만 이와 동시에 이러한 새로운 제작방식에 적합하도록 부품 품질 요건을 어떻게 확립해야 하는지에 관한 새로운 고민이 생겨나게 되었습니다.
소재 검사 담당 직원이 3D 인쇄된 금속 부품을 대상으로 검사 및 평가를 진행할 수 있는 Leica DM12000 M을 사용해서 자동화된 분석을 실행하는 모습
립헬 에어로스페이스 린덴베르크 GmbH(Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH)의 품질관리부에서 소재 검사를 담당하고 있는 라인홀트 마테스(Reinhold Matthes)가 검사 현미경 장비 DM12000 M을 특히, 3D 인쇄된 금속 부품의 기공 분석을 위해 어떠한 방식으로 적용했고, 그 결과 품질평가가 더 빠르게 진행될 수 있었음을 설명해 줍니다.
립헬 에어로스페이스(Liebherr-Aerospace)는 항공 우주 산업 분야에서 가장 선도적인 공급업체들 가운데 하나입니다. 본 제조사는 항공 우주 산업 제반에 관련된 에어 관리 장비, 비행 제어 장비, 작동 장비는 물론 섀시와 변속기 등을 연구, 제작 및 공급하고 있습니다.
립헬 에어로스페이스(Liebherr-Aerospace)는 연구 개발에 지속적으로 투자함으로써 차세대 항공기에 적용될 수 있는 새로운 솔루션 개발에 매진하고 있습니다.
3D 인쇄를 기반으로 제작된 부품의 품질확립을 위해 귀하의 직원들은 DM12000 M을 사용해서 어떠한 방식으로 분석을 진행하는지 설명해 주시겠습니까?
Reinhold Matthes : 우리 직원들은 레이저 용융 방식으로 제작된 부품 샘플을 대상으로 자동화된 기공 분석을 진행하는데 본 현미경 장비를 사용하고 있습니다. 특히 티탄 소재의 부품인 경우 본 검사 장비를 통해 자동 분석을 진행하고 있습니다.
이러한 자동화된 기공 분석은 어느 정도 정밀하게 진행될 수 있는지요?
Reinhold Matthes : 샘플은 최대 여섯 개까지의 제공되며, 검사 담당 직원은 PC에 나타난 화면을 보면서 샘플에서 스캔을 실시할 부분을 선택하게 됩니다. 그러면 소프트웨어는 연속 촬영을 시작하고, 해당 이미지들이 자동으로 생성됩니다. 이러한 이미지들은 곧바로 연속 측정 방식으로 분석됩니다.
이러한 방식은 그 자체로는 굉장히 간단하지만 효율은 매우 뛰어납니다. 현미경은 샘플 상에 나타난 밝은 면과 어두운 면을 자동으로 구분하게 됩니다. 그리고 기공의 크기 분포 및 각 해당 면의 비중을 기반으로 분석으로 진행됩니다.
이를 위해 Leica의 애플리케이션 전문가인 프랑크(Frank)씨가 특수한 매크로를 프로그래밍해서 제공해 주신 덕분에 저희의 측정 요건이 정확하게 구현되고 있습니다.
그런 다음 다른 직원들이 프로토콜을 검사하게 됩니다. 이때 통제값으로는 화면 배경의 평균 회색값이 적용됩니다. 이러한 값을 적용함으로써 현미경 세팅이 표준에서 벗어나 있는지를 쉽고 빠르게 확인할 수 있습니다. 만약 이례적인 값이 나타난다면, 현미경의 측정 요건이나 측정 방식을 적절하게 조정하면 됩니다. 이로써 작업의 효율성이 향상될 수 있습니다.
DM12000 M을 적용한 자동화된 분석이 작업 공정의 효율성 향상에 어느 정도 정확하게 기여했는지를 설명해 주실 수 있습니까?
Reinhold Matthes : 예전에는 샘플 분석 작업을 외부에 의뢰했습니다. 상황에 따라서는 결과가 나올 때까지 수 주가 소요되었습니다. 이로 인해 3D 인쇄에서의 공정 변수 개발 또한 상당히 지체될 수 밖에 없었습니다.
하지만 Leica의 자동화된 분석 방식을 도입한 이후에는 품질 검사 소요 시간을 크게 줄일 수 있었습니다. 이제는 샘플 준비부터 시작해서 측정 결과를 얻기까지 세 시간정도면 충분합니다.
결론은 생산에 있어 공정 흐름을 더 빠르게 진행하는 것과 품질 검사를 더 효율적으로 진행하는 것이 관건입니다.
또 다른 장점은 자동화된 분석 덕분에 불량 유발 요인을 크게 줄일 수 있었던 것을 꼽을 수 있습니다. 측정 구성을 위한 모든 표준값은 물론 현미경 설정 및 카메라 설정 등이 프로토콜에 자동으로 기재되므로, 본 장비를 사용한 측정은 뛰어난 정확성을 보장하게 됩니다. 이로써 공정 진행을 표준화하고, 동일한 기록 조건을 보장하기가 훨씬 수월해졌습니다.
현미경 장비를 구입하실 때 어떠한 기준을 특히 중요하게 여기시는지요?
Reinhold Matthes : 가장 중요한 결정 기준 가운데 하나가 바로 소프트웨어입니다. 소프트웨어는 특히 직관적으로 쉽게 사용할 수 있어야 하는데, 이로써 사용자가 빨리 익숙해지고, 작업 단계를 잊어버리는 경우를 방지할 수 있기 때문입니다. Leica Microsystems의 애플리케이션 전문가인 크리스토프 프랑크(Christoph Frank)가 제공해준 매크로 프로그래밍 덕분에 사용자 인터페이스가 간편해졌으며, 저희의 요건에 적합하게 구성될 수 있었습니다. 중요한 기능들은 해당 기능버튼을 통해 강조 표시되어 있으므로 쉽게 파악할 수 있습니다.
향후 미래에 적합한 현미경에 대해 생각해 볼 때 귀사의 작업을 더욱 능률적으로 진행하려면, 현미경에 어떠한 기능이 필요하다고 생각하십니까?
Reinhold Matthes : 반복적인 작업들을 계속해서 자동화시킴으로써 직원들이 중요한 분석 작업에만 온전히 매진할 수 있도록 하는 것이 목표입니다. 아울러 샘플 검사가 완전 자동화로 진행 될 수 있다면 대단히 이상적일 것입니다. 이를 위해서는 소프트웨어가 샘플을 스스로 인식할 수 있어야 하고, 자동으로 이를 선택해서 분석을 라이브 영상으로 직접 실시한 후, 프로토콜까지 확인할 수 있어야 할 것입니다.
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