문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (12)   지난 호에서는 1920년대에 발견되어 재활용 참기름병으로 사용되었던 백자가 1997년에 조선을 대표하는 국보가 된 ‘백자청화철채동채초충문병’의 화려한 외출 과정을 소개하였다. 개인의 경험을 바탕으로 한 안목감정에 의한 축적되기 어려운 도자기에 관한 정보를 어떻게 검증하고 체계적으로 정리해 나가야 할 것인가에 관해서 생각해 보았다. 도자기의 분류, 명명법, 각종 분석법의 원리와 한계에 관해서 소개하였다. 도자기 제작 시대, 지역, 재료, 제작방법 등 다양한 관점에서 데이터베이스에 담아내야 할 것인가에 대해서도 고민해 보았다. 이번 호에서는 올해의 주제였던 문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례에 관한 기고를 마무리하면서 마지막 분야로 단청, 불화, 초상화, 등에 사용된 전통 안료에 관해서 살펴보고, 안료의 색상을 어떻게 안료 데이터베이스로 표현하고 기록할 것인가에 관해서 살펴보도록 한다.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 2008년 2월 10일의 화재 후에 재건된 광화문의 낮과 밤의 모습(2014년 촬영). 단청으로 채색된 광화문의 야경은 조명과 어우러져 어둠 속에서 화려한 색상으로 재탄생한다.   색 색(色)이라는 단어를 사전에서 찾아보면 다음과 같이 정의하고 있다.  빛을 흡수하고 반사하는 결과로 나타나는 사물의 밝고 어두움이나 빨강, 파랑, 노랑 따위의 물리적 현상. 또는 그것을 나타내는 물감 따위의 안료. 일반인이 이해하기 쉽게 간단 명료하게 잘 정리되어 있지만, 빛에 대한 개념이 사람마다 다를 것이므로 같은 문장의 설명을 읽고도 각자 다른 생각을 할 수도 있다. 빛의 밝기와 파장 분포에 관한 정보가 없는 상태에서 빛이라고 하면 각자의 경험에 바탕을 두고 생각하게 되기 때문이다. 같은 옷을 입어도 아침, 점심, 저녁, 밤, 실내, 실내, 날씨, 조명 상태에 따라서 우리 눈에 비치는 색은 전혀 다르게 보이기 때문이다. 만약 형광 성분이 있는 물체라면 우리의 상상을 초월한 색으로 나타날 수도 있다.  <그림 1>에 2008년에 화재로 전소된 숭례문(남대문)을 재건한 것을 2014년의 어느 날 낮과 밤에 촬영한 사진을 소개하였다. 숭례문에는 화려한 색상의 단청이 입혀져 있다. 일반 상식으로 생각하면 낮에 단청이 더 멋지게 보일 것 같지만, 주변이 밝고 햇빛이 위에서 아래로 비추기 때문에 지붕에 가려진 단청은 지붕의 그늘에 가려지기도 하고 햇빛의 간접 조명 효과로 인하여 그다지 화려하게 보이지 않는다. 이와는 반대로 야간에는 주변이 어둡고 조명이 아래에서 위쪽으로 비추고 있어 지붕 아래쪽의 단청이 화려하게 나타난다. 물론 조명의 광원을 다르게 하여 광원의 파장 분포가 달라지면 겉으로 드러나는 색상도 달라지게 된다. 이렇게 조명 조건에 따라서 나타나는 색상이 달라진다면 색을 어떻게 정의해야 할까? 큰 건물의 넓은 면적에 단청을 칠할 때 어떻게 단청 색을 균일하게 칠할 수 있을까? 단청이 마르기 전과 마른 후의 색상은 다르기 마련인데, 경험적으로 마르기 전과 마른 후의 색상 차이를 터득하고 건물 천체를 수 개월간 칠해서 완성한 단청의 색상이 비교적 균일하게 보이는 것도 대단한 기술이라 하겠다.  낮에 촬영한 사진은 석축에 지붕의 그림자가 드리우고 있지만, 밤에는 아래쪽에서 조명이 이루어져 지붕의 그림자는 사라진다. 화재 후 복원된 석축은 오래된 돌과 새로 끼워 놓은 돌이 섞여 있어 얼룩 무늬가 나타난다. 낮에 촬영한 사진과 밤에 촬영한 사진을 비교해 보면 조명 조건에 따른 색상의 영향을 쉽게 이해할 수 있다. 지붕 없이 단청이 자외선이 강한 햇빛에 장시간 노출되면 단청이 변색되고 단청의 수명도 짧아지게 된다. 단청이 오래 유지되는 것은 광물성 천연 안료를 사용한 것 외에도 높은 에너지의 자외선을 포함한 직사 태양광이 지붕에 의해서 가려져 있기 때문이다.    안료 물체는 그 자체가 빛을 흡수, 반사, 산란하면서 빛의 종류에 따라 고유의 색을 띄게 된다. 고유의 색을 다르게 보이게 하기 위하여 다른 색상을 띄게 하는 물질을 덧씌우기 위한 것이 안료이다. 마치 화장품과도 같은 역할을 하는 물체이다.  다음에 안료의 정의와 화학적 특징에 따른 분류를 정리해 보았다. 안료는 크게 무기안료와 유기안료로 구별할 수 있다. 분자 구조에 탄소 원자가 없는 광물이나 금속, 금속 산화물 또는 금속염이 무기안료이고, 색상 범위에 제한이 있으나 안정성과 안전성이 뛰어나다. 유기안료는 탄소, 수소 및 산소 원자를 포함하는 탄소화합물로, 천연 또는 합성 원료에서 추출하게 되며 물감이나 페인트처럼 넓은 범위의 색상을 얻을 수 있다. 유기안료는 무기안료에 비해서 안정성이 낮고 안전성이 문제가 되기도 한다.  안료는 화학 구조에 따른 분류 이외에 색상, 형태, 용도에 따라 분류하기도 한다. 여성이 사용하는 화장품의 종류만 보아도 안료가 색상, 형태, 용도, 효과에 따라서 분류되어 일상생활에서 구별되고 있는지 쉽게 알 수 있다. 여성용 색조 화장품을 예로 들면 BB크림, 파운데이션, 파우더, 컨실러, 립스틱, 아이섀도, 아이브로, 아이라이너, 마스카라, 불러셔 등 다양한 안료를 사용한 제품이 있다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

제품 개발 혁신을 가속화하는 크레오 파라메트릭 11.0 (7)   크레오 파라메트릭(Creo Parametric)을 사용하여 설계 프로세스 초기에 메커니즘 디자인(MDX) 및 모션 분석의 핵심 기능을 활용할 수 있다. 어셈블리 모델에 핀/원통/슬라이드/볼 또는 기어/캠/슬롯과 같은 기계적 연결을 가상으로 표현하여 모델의 운동학적 동작을 분석하고, 간섭 및 모션 범위를 빠르게 확인할 수 있다. 크레오 파라메트릭의 확장 기능인 메커니즘 다이내믹 옵션(MDO)은 어셈블리의 이동 구성 요소에서 힘과 가속도를 시뮬레이션하고 스프링, 모터, 마찰 및 중력과 같은 동적 영향을 평가하고 분석할 수도 있다. 이번 호에서는 크레오 파라메트릭 11.0에서 항공기 램 에어 터빈 모델을 이용하여 어셈블리 메커니즘을 구현하고 분석하는 방법을 알아보자.   ■ 김성철 디지테크 기술지원팀의 이사로 크레오 전 제품의 기술지원 및 교육을 담당하고 있다. 홈페이지 | www.digiteki.com   메커니즘 연결을 사용하여 구성 요소 조립 크레오 파라메트릭에서 어셈블리 컴포넌트의 동작을 위해서는 연결 구속이 필요하다. 어셈블리 컴포넌트의 실제 동작 조건과 자유도를 고려하여 핀, 원통, 슬라이드 및 볼 등 다양한 유형의 연결 구속을 지정할 수 있다. 그림에서 프로펠러가 회전만 하는 경우 어셈블리 제약 조건에서 연결 유형으로 핀(Pin)을 선택하고, 회전 축과 수직한 변환 평면을 지정하여 축을 기준으로 회전 자유도를 가지는 컴포넌트를 표현할 수 있다.      유압 실린더나 엔진 피스톤과 같이 축 방향으로 직선 운동을 하는 컴포넌트는 연결 유형으로 슬라이더(Slider)를 선택하고, 중심 축과 고정 회전 평면을 지정하여 축 방향으로 하나의 직선 자유도를 가지는 연결을 정의할 수 있다.     연결 구속이 정의되면 그래픽 화면에 별도 아이콘이 표시되어 연결 유형과 동작 방향을 직관적으로 확인할 수 있다. 볼(Ball) 구속은 점과 점을 구속하고 3축을 기준으로 3개의 회전 자유도를 가지는 동작을 표현할 수 있다. 어셈블리 배치에서 새로운 세트를 클릭하여 다중 연결 구속을 정의할 수도 있다.     원통(Cylinder) 구속은 원통의 축과 축을 선택하여 고정하고 회전과 축 방향의 변환 자유도를 가지는 동작을 표현할 수 있다. 그림과 같이 다른 구속과 다중으로 연결을 정의하면 강체의 축 방향 이동이 제한되어 회전 자유도만 유지된다.     사전 정의된 고정 제약 조건에서 연결 전환을 클릭하여 연결 구속으로 자동 변환할 수 있다.      그림과 같이 두 축과 회전 방향이 고정된 구속을 전환하여 직선 자유도를 가지는 슬라이더(Slider) 연결로 빠르게 정의할 수 있다.       ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

산업 디지털 전환을 위한 버추얼 트윈 (7)   이번 호에서는 다물체 동역학 해석(MBS) 소프트웨어인 심팩(Simpack)의 전반적인 기능과 성능 및 주요 적용 분야를 소개하고자 한다.  심팩은 이미 일본/미국/유럽과 같은 선진국 및 전 세계적으로 자동차, 철도, 풍력 등 핵심 산업에서 널리 사용되고 있으며, 국내에서도 점차 도입되면서 다물체 동역학계를 선도하려는 움직임을 보이고 있다. 심팩은 기존의 다물체 동역학 해석 프로그램이 수행할 수 없었던 복잡한 시스템에 대한 접근성을 높이고, 개념 설계부터 최종 제품까지 일관된 해석을 제공함으로써 비용 절감, 성능 예측, 제품 성능 향상 등의 다양한 가치를 제공할 수 있게 되었다.    ■ 임상혁 다쏘시스템코리아 시뮬리아 브랜드팀에서 다물체 동역학 해석 기술을 담당하고 있는 인더스트리 프로세스 컨설턴트이다. 한국항공대학교 학사와 석사 과정을 마쳤다.  홈페이지 | www.3ds.com/ko   다물체 동역학 해석(MBS : Multi-body Simulation)이란 자동차, 철도, 풍력 터빈 등 기계 시스템의 거동 및 하중을 구현, 예측 및 최적화하는데 사용하는 해석을 말한다. 보통 하나의 시스템은 여러 개의 단품으로 이루어지는데, 각각의 단품은 시스템의 일부가 될 때 단품 자체일 때와는 다른 거동 및 다양한 하중을 받는다. 전체 시스템의 거동 및 하중을 예측하기 위해서, 그리고 각 단품에 작용하는 하중을 예측하고 이를 최소화하기 위해서 시스템 전체에 대한 해석은 반드시 필요하다. 심팩은 1987년도에 독일 우주항공센터(DLR)와 MAN Technology에 의해 처음 개발이 시작되어 1993년도에 상용화를 개시하였다. 이후로 BMW, 다임러, JLR, 지멘스, 알스톰, 베스타스 등 자동차, 레일, 풍력 터빈 산업 관련 기업에 의해 선택을 받아왔으며 2014년도에 다쏘시스템의 일원이 되었다.   그림 1   심팩의 특징 실시간 시뮬레이션 심팩의 가장 큰 특징은 실시간(real-time) 시뮬레이션 능력이 탁월하며, 고유의 빠르고 강인한 솔버로 인해 경쟁 제품이 따라올 수 없을 정도의 실시간 시뮬레이션 수행 능력을 보여준다는 것이다. 심팩은 기존의 많은 제품들이 사용하는 사전 정의된(predefined) 템플릿 모델 방식이 아닌 3D로 구현된 상세 모델을 그대로 사용한다. 따라서, 실시간 구현을 위한 선형화와 같은 별도의 모델 단순화가 불필요하다. 실시간 시뮬레이션에는 유연체를 포함한 고주파 및 고자유도 모델도 사용 가능하며, 비선형 또는 주파수에 의존하는 부싱(bushing)이나 고무 마운트까지도 별도의 선형화와 같은 단순화 없이 사용이 가능하다. 이는 단순화 작업 시간을 줄여줄뿐만 아니라, 시뮬레이션 모델 검증 시 흔히 발생하는 모델 변수 외의 다른 경우의 수를 줄여주어 모델 검증을 용이하게 해 준다. 또한, 단순한 해석부터 전혀 다른 성격의 해석, 그리고 복잡한 해석까지 동일한 단일 모델을 이용하여 해석할 수 있게 되어 결과의 일관성을 보장한다.    그림 2    NVH 해석 심팩은 상세 드라이브트레인 모델링(기어, 베어링, 샤프트 등) 요소를 바탕으로 구동 시스템의 내부에서 발생하는 가진력 해석을 수행할 수 있다. 이와 더불어 고주파 영역에서의 정확한 해석이 가능한 솔버 및 다양한 라이브러리로 제공되는 분석 기법(주파수 분석, Campbell diagram 등)을 바탕으로 NVH 해석이 가능하다.    그림 3     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

SimericsMP for NX CAD의 해석 과정 소개   시메릭스MP(SimericsMP)는 FVM 기반의 유동 해석 프로그램이다. 직교형(cartesian) 격자를 이용하여 정확하고 빠른 격자 생성 시간, MGI(mismatched grid interface)를 이용한 인터페이스 면 처리, 그리드 디포메이션(grid deformation)을 통한 형상 변화 등의 특징을 가지고 있다. 그리고 널리 사용되는 CAD 프로그램에 애드인(add in)되어 있어, CFD를 많이 접하지 않은 초보자부터 유동 해석을 전문으로 하는 엔지니어까지 넓은 범위를 만족시킬 수 있는 유동 해석 프로그램이다.    ■ 자료 제공 : 케이더블유티솔루션, www.kwtsolution.com   시메릭스MP의 특징은 빠른 격자 생성과 손쉬운 경계 조건 대입으로 정리할 수 있다.   빠른 격자 생성 <그림 1>은 자동차 전체와 엔진 내부의 격자 형태를 보여주고 있다. 자동차 전체 내부 격자를 생성하는 시간은 일반 PC에서 1시간 30분 정도로 짧은 시간에 가능하다. 이렇게 짧은 시간에 격자 생성이 가능한 이유는, 격자의 밀집을 위한 조건 설정이 간단하고 바이너리 트리(binary tree) 형식의 격자이기 때문에 직교형 격자를 빠르게 만든다. 그리고 격자를 만든 후 벽면 부분을 잘라내기 때문에 격자의 틈, 고체의 형상에 상관 없이 격자를 빠르게 만들 수 있다.    그림 1. 시메릭스MP를 이용한 자동차 내부 격자 생성   쉬운 NX 애드인 세팅 과정  Simerics MP 애드인을 설치하면 NX 메뉴에 SimericsMP가 나타나게 된다. 이 메뉴를 사용하여 유동 해석이 가능하다. 해석 과정은 다음과 같다.    CAD 불러오기    그림 2    <그림 2>에서 보면, CAD를 불러온 후 메뉴의 ‘SimericsMP’를 선택하면 왼쪽에 SimericsMP 메뉴가 나타나게 된다. 이 메뉴를 통해 물리 모델, 경계 조건 등 해석 조건을 세팅할 수 있다.   시뮬레이션 도메인 선정    그림 3   <그림 3>처럼 ‘Select SIM Domains’를 선택하면 CAD 면이 나타나고 볼륨 메시(Volume mesh)에 필요한 면을 선택해 준다.   유동 영역 및 격자 설정   그림 4    <그림 4>의 메뉴에서 유동 공간을 선정하면 선정된 공간에 대해서 유동 해석을 위한 격자를 생성해야 한다. 유동 공간이 만들어지면 왼쪽 창에 고체와 유체 공간이 분리되어 표시된다. ‘Generate Mesh’를 선택하면 격자를 생성할 수 있는 창(Mesh Generation)이 나타난다. 격자 생성 모드는 노멀 모드(normal mode)와 어드밴스드 모드(advanced mode)로 나누어진다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

성공적인 유동 해석을 위한 케이던스의 CFD 기술 (16)   터보 기계는 흐르는 유체와 회전하는 요소 사이에서 에너지 전달이 일어나는 기계에 초점을 맞춘 기계공학의 한 분야이다. 이러한 장치는 많은 산업 분야에서 중추적인 역할을 한다.이번 호에서는 지오메트리 준비를 위한 팁과 메시의 생성/변형/세분화에 대한 내용을 소개한다.    ■ 자료 제공 : 나인플러스IT, www.vifs.co.kr   효과적인 지오메트리 준비를 위한 팁 지오메트리 생성 후에는 안정적인 터보 기계 시뮬레이션을 달성하기 위해 효과적인 모델 준비가 필수이다. 이 프로세스를 관리하는 데 도움이 되는 팁을 다음과 같이 소개한다.  지오메트리 정리 및 수리 : CAD 모델에서 틈새, 겹침 또는 중복된 가장자리를 복구한다. 양질의 메시를 생성하려면 깨끗하고 빈틈없는 지오메트리가 필요하다.  메시 최적화 : 날카로운 모서리나 모서리에 필렛을 추가하고 지오메트리를 분할하여 로컬 메시를 세분화할 수 있도록 한다.  가능한 경우 단순화 : 연구 중인 유동 물리학에 필수적이지 않은 작은 피처와 디테일을 제거한다.  매개변수화 : 설계 연구를 위해 치수를 쉽게 변경할 수 있도록 지오메트리를 매개변수화한다. 이러한 팁을 따르면 엔지니어는 터보 기계 형상이 최고 수준의 표준에 맞게 준비되었다고 확신할 수 있다.   메시 생성 지오메트리 생성 및 준비 외에도 전처리에는 복잡한 형상을 위한 메시 생성이 포함되며, 이는 종종 터보 기계 CFD 워크플로의 병목 현상이 된다. 터보 기계 구성 요소의 복잡성과 작동의 동적 특성으로 인해, 정확한 시뮬레이션 결과를 얻기 위해서는 정밀하고 잘 구성된 메시가 필요하다. 자동화 및 템플릿 기반 접근 방식을 활용하면 이 단계의 효율성을 높이고 전반적인 생산성을 높일 수 있다.   메시 생성의 기본 사항 메시 생성은 계산 영역을 셀 또는 요소라고 하는 작은 영역으로 세분화하여 그 위에 지배 방정식을 푸는 프로세스이다. 잘 구성된 그리드는 필수적인 흐름 특징과 물리적 현상을 포착하는 정확하고 효율적인 터보 기계 시뮬레이션을 보장한다. [참고] 피델리티 오토메시를 통한 향상된 터보 기계 메싱 피델리티 오토메시(Fidelity Automesh) 소프트웨어 패키지는 회전 기계 메싱을 위한 툴로, 피델리티 오토그리드를 통한 자동화된 멀티블록 구조형 메싱과 피델리티 헥스프레스를 통한 비정형 메싱 기능을 제공한다. 모든 유형의 터보 기계 애플리케이션을 위한 템플릿을 갖춘 이 설루션은 메시 프로세스를 간소화하여 복잡한 지오메트리를 손쉽게 처리하고 고품질 메시를 빠른 시간 내에 제공한다. 피델리티 오토메시로 시뮬레이션 워크플로를 가속화하여 설계 혁신과 최적화에 집중할 수 있다.   그림 1. (a) 풍력 터빈의 구조화된 메시, (b) 로터 블레이드 팁의 하이브리드 메시   메시 유형 터보 기계 시뮬레이션에 사용되는 주요 메시 유형과 기법은 다음과 같다.  Structured : 일정한 간격의 그리드 포인트로 구성된 구조화된 메시(그림 1-a)는 일관된 패턴을 사용하며, 종종 격자형 구조와 유사하다. 예측 가능한 흐름 패턴이 있는 영역에서는 고품질 해상도를 제공하지만, 복잡한 지오메트리에서는 구현하기가 어려울 수 있다.  멀티블록 : 계산 도메인은 구조화된 격자로 개별적으로 메시 처리된 여러 개의 간단한 블록으로 나뉜다. 이 방법을 사용하면 복잡한 도형에 대해 국소적인 세분화가 용이하고 그리드를 쉽게 생성할 수 있다.  Unstructured : 이러한 메시는 불규칙한 패턴으로 구성되며 2D에서는 삼각형, 3D에서는 사면체로 구성되는 경우가 많다. 복잡한 형상에 적합한 비정형 메시는 복잡한 모델에 쉽게 적용할 수 있지만, 중요한 흐름 영역에서 해상도가 저하되는 경우가 있다.  Hybrid : 구조화된 메시와 구조화되지 않은 메시의 장점을 결합한 하이브리드 메시(그림 1-b)는 경계 레이어와 같이 더 높은 해상도가 필요한 영역에는 구조화된 그리드를 사용하고, 복잡한 기하학적 영역에는 구조화되지 않은 그리드를 사용한다.  Conformal : 이 기술은 지오메트리의 여러 부분에 걸쳐 메시가 연속되도록 하여 인접한 메시 블록 사이의 간격과 중첩을 제거한다. 컴프레서나 터빈의 블레이드와 같이 간격이 좁은 구성 요소 사이의 흐름을 정확하게 캡처하는 데에 필수이다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

금속 적층제조의 최적화를 위한 앤시스 애디티브   이번 호에서는 금속 적층제조 공정의 파라미터 최적화 단계에서 활용할 수 있는 앤시스 애디티브(Ansys Additive)의 다양한 기능에 대해 소개하고자 한다.   ■ 박준혁 원에이엠 DfAM 팀의 선임연구원으로, 적층제조 특화 설계 업무를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.oneam.co.kr   금속 적층제조(AM) 기법에서 공정 최적화 작업은 가변 가능한 파라미터 변수가 많아 최적화에 상당히 많은 시간과 비용이 소요된다. 앤시스 애디티브는 이러한 애로 사항을 개선하고자 직관적으로 적층 중 발생하는 변형 및 블레이드 크래시(blade crash)를 사전 예측하여 적층 실패를 줄여주는 애디티브 프린트(Additive Print) 기능과 single bead, porosity, microstructure 해석을 통해 효율적으로 공정 파라미터 최적화 작업을 수행할 수 있는 애디티브 사이언스(Additive Science) 기능을 제공한다.  이번 호에서는 금속 적층된 Al 합금의 single bead 해석을 통한 single bead 품질 안정영역 확보, porosity 해석을 통한 Hatch Distance 영역 확보, 마지막으로 microstructure 해석을 통한 소재 물성이 우수한 공정 파라미터 영역을 확보하는 방법 등 애디티브 사이언스의 기능에 대해 소개한다. 그리고, 해석 결과를 통해 통해 애디티브 사이언스를 활용하는 방안에 대해 소개하고자 한다.   금속 적층제조의 파라미터 해석을 위한 시뮬레이션 금속 적층제조 시장이 성장함에 따라 금속 적층제조 파라미터를 해석하기 위한 시뮬레이션 시장도 같이 성장하고 있다. 이번 호에서 활용하는 장비는 금속 적층제조 장비 시장의 70% 이상을 차지하는 L-PBF(Laser-Powder Bed Fusion) 방식으로, <그림 1>과 같이 분말을 한층 깔고 그 위로 선택적 레이저 조사를 통해 응고한 뒤 다시 분말을 한 층 더 도포하는 작업을 반복하여 제품을 생산하며, SLM(Selective Laser Melting)이라고도 부른다. 이 공정은 이러한 3차원 적층물 제작에 대해 기구적으로 명확한 메커니즘을 차용하고 있어, 공정 파라미터 최적화 및 변형에 대한 시뮬레이션을 적용하고자 하는 시도가 증가하는 추세이다.   그림 1. PBF(Powder bed fusion) 모식도   앤시스 애디티브는 크게 두 가지의 활용도를 갖는다. 첫 번째로 금속 적층제조에 대하여 미시적인 영역에서 공정 파라미터가 적층 제조물의 single bead, porosity, microstructure에 미치는 영향을 해석하는 애디티브 사이언스 기능이다. 이 해석 툴은 최소한의 실험을 통하여 직접 제조하지 않고도 해당 파라미터에서의 제조 품질을 예측할 수 있어, 적층제조 공정 최적화를 목표로 활용된다. 두 번째는 애디티브 프린트로, 거시적인 영역에서 적층 제조물의 잔류응력, 제조 중의 변형 예측, Blade Crash를 해석하고 이에 따른 보상 모델을 도출 및 서포트 보강을 통한 적층제조 안정성 확보에 목적이 있다. 애디티브 사이언스 기능은 시편 제조, 측정 및 해석 툴 활용 면에서 다양한 팩터(factor)를 제시하므로 전문 엔지니어에게 추천하며, 애디티브 프린트는 빠른 경향 분석 및 서포트 추가 등 한 번의 적층에 대한 안정성을 높이는데 적합하여 필드 엔지니어에게 사용을 권장한다. 기존 금속 적층제조 공정 파라미터 최적화를 수행하기 위한 시험은 <그림 2>와 같이 시편 제작부터 최종 단계인 광학 현미경 분석에 이르기까지 문헌에 의거한 파라미터 범위 선정, 시편 제작, 시편 절단. Polishing, Etching 등 복잡한 전처리 과정이 수반된다.    그림 2. 적층 공정 파라미터 분석 절차     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

디지털 데이터의 정리에 관하여   한 해를 마무리하고 새해의 계획을 세우는 12월이 되었다. 새해를 맞이하며 새로운 계획을 준비하는 것도 중요하지만, 새해를 맞이하기 전에 지나가는 한 해를 정리하는 것도 중요하다. 물리적인 정리뿐 아니라 디지털적인 정리도 중요하다. 일을 하거나 작업을 하는 주변 환경에 대한 정리도 중요하겠으나, 작업을 하는 대상인 디지털 파일에 대한 관리도 매우 중요하다. 이 글에서는 컴퓨터나 모바일 환경에서 사용하는 파일의 관리에 대해서 다룬다.   ■ 양승규 캐드앤그래픽스 전문 필진으로, MOT를 공부하며 엔지니어와 직장인으로 살아가는 방법에 대해 탐구한다. 건축과 CAD를 좋아한다.  홈페이지 | yangkoon.com   저장 공간 지금 내 컴퓨터의 하드디스크(HDD) 여유 사용 공간을 한 번 확인해 보자. 몇 개월 전이나 1월의 여유 사용 공간과 비교해 보면 그 차이가 어떨까? 이전보다 현재가 줄어든 것이 일반적일 것이다. 스마트폰의 사용 가능 공간도 마찬가지일 것이다. 매일 쌓이는 사진, 동영상으로 저장 공간은 계속해서 부족해져 간다.  대부분의 기업은 관련 규정을 통해서 문서의 보관 기간을 설정하여 일정 기간 동안은 문서를 보관하고, 보관 기간이 지나면 문서를 파기한다. 기업의 문서를 보관하기 위한 문서 창고의 크기가 물리적으로 무한하다면 굳이 생산된 문서를 없애지 않고 계속해서 보관해도 될 것이다. 하지만 물리적으로 정해진 저장 공간이 있기 때문에, 생산되는 모든 문서를 계속 보관하고 있을 수는 없다. 주방의 선반, 냉장고에 보관된 음식물의 유통기한이 지나면 버린다. 유통기한이 지난 음식은 먹을 수 없기 때문이다. 파일도 마찬가지이다. 문서로 관리되는 자료는 지정된 보관 기간이 지나면 파기한다. 디지털 영역에서도 마찬가지이다. Exploding Topics(https://explodingtopics. com/blog/data-generated-per-day)에 따르면, 디지털 세계가 하루에 만들어내는 정보량은 약 4억 테라바이트에 이른다고 한다. 구글이나 페이스북의 메타와 같은 글로벌 빅테크 기업은 데이터가 곧 자산이니 세계 곳곳에 데이터센터를 지으면서 수많은 데이터를 저장한다. 하지만 빅테크가 아닌 경우는 어떨까? 데이터가 자산이 되는 경우도 있지만 그렇지 않은 경우도 있다. 바로 목적에 맞지 않게 요구되는 목적의 필요 크기보다 큰 크기의 데이터가 그것이다.   그림 1. 전 세계 연간 데이터 생산량   파일 정리 저장 공간을 확보하기 위해 대용량 HDD를 계속 추가하는 것도 어느 시점에는 한계가 있고, 클라우드 서비스를 이용하더라도 용량의 한계는 있다. 네이버는 계정이 있다면 누구에게나 무료로 30GB의 저장 공간을 제공해 준다. 그 이상은 당연히 유료로 사용해야 한다. 구글은 포토 서비스에서 2021년 6월 이전까지는 원본 화질이 아닌 인코딩된 사진은 무제한으로 저장할 수 있도록 해주었으나 지금은 유료로 바뀌었다. 클라우드 서비스는 사용자에게 편리한 저장 솔루션을 제공하지만, 무료 용량의 한계와 유료 정책 변경 등의 문제점도 있다. 이러한 변화로 사용자는 자신의 데이터 관리에 보다 신중한 자세를 취할 필요가 있다. 클라우드 서비스를 이용할 때는 장기적 관점에서 용량, 비용, 서비스 안정성 등을 고려한 데이터 관리 전략을 세우는 것이 중요하다. 클라우드 환경이든 개인 PC나 스마트폰의 저장 용량 기반 데이터 관리든, 어떤 환경에서도 파일 정리는 중요하다. 수기로 결재를 받은 업무용 서류를 시스템에 등록하기 위해 스캐너를 이용하여 디지털 파일로 만드는 경우를 생각해 보자. 보통 스캔을 하는 경우에 고려하는 해상도 옵션은 출력용의 해상도라고 하면 300dpi, 웹 뷰어용으로는 150dpi, 최소 옵션으로 75dpi 정도를 사용하는 것이 일반적이다. 그런데, 업무용 서류를 스캔할 때 해상도를 600dpi로 적용한다고 해보자. 150~300dpi면 충분한 해상도를 과도하게 높여서 파일 크기는 불필요하게 증가한다. 해상도가 2배 증가하면 파일 크기는 4배가 증가한다고 보면 된다. 300dpi로 스캔된 파일 100개를 저장할 수 있는 공간에 600dpi로 스캔된 파일은 30개도 저장하지 못하게 되는 것이다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

BIM 칼럼니스트 강태욱의 이슈 & 토크   이번 호에서는 AI 업계에서 표준적으로 사용되고 있는 도구를 개발하는 W&B(Weights & Biases)를 소개하고, 이를 사용하는 방법을 소개한다. 그리고 건설, 제조와 같은 전통 엔지니어링 산업에서 생존을 위해 생각할 부분을 정리해 보고자 한다.   ■ 강태욱 건설환경 공학을 전공하였고 소프트웨어 공학을 융합하여 세상이 돌아가는 원리를 분석하거나 성찰하기를 좋아한다. 건설과 소프트웨어 공학의 조화로운 융합을 추구하고 있다. 팟캐스트 방송을 통해 이와 관련된 작은 메시지를 만들어 나가고 있다. 현재 한국건설기술연구원에서 BIM/GIS/FM/BEMS/역설계 등과 관련해 연구를 하고 있으며, 연구위원으로 근무하고 있다. 페이스북 | www.facebook.com/laputa999 블로그 |  http://daddynkidsmakers.blogspot.com 홈페이지 | https://dxbim.blogspot.com 팟캐스트 |  www.facebook.com/groups/digestpodcast 모든 산업 분야에서 딥러닝으로 시작된 인공지능(AI) 기술 트랜드가 거세게 몰아치고 있다. 특히, 올해는 생성형 AI가 업무에 실질적으로 사용되기 시작했다. 생성형 AI는 다양한 업무 분야를 자동화하고 있어, ‘Job Killer’라 불릴 만큼 오피스에 많은 영향을 주고 있다. 이와 같이 기술이 전통적인 시장과 일자리를 축소하기도 하지만, 이번 호에서 소개할 W&B는 골드러시에서 역마차를 만들어 운영했던 웰스파고의 전략을 잘 실행한 스타트업이다.     W&B 기술 소개 딥러닝 모델을 개발하다 보면 수많은 종류의 데이터셋, 하이퍼모델 파라미터 튜닝 등으로 인해 관리해야 할 자료가 매우 복잡해진다는 것을 알게 된다. W&B는 이름 그대로 완벽한 모델 학습을 위해 필요한 딥러닝 모델의 가중치(weights)와 편향(biases)을 모니터링 및 관리할 수 있는 로그 도구이다. 즉, 딥러닝 모델 개발자를 위한 프로세스 로그 및 가시화 플랫폼을 제공한다.    그림 1. W&B(AI Summer)   매우 직관적인 이름을 가진 이 스타트업은 텐서보드(Tensorboard)와 비슷하지만, 적은 코드로 모델 개발에 많은 통찰력을 준다. W&B의 WandB 라이브러리를 사용하면 딥러닝 모델 학습 시 지저분하게 붙어 나가는 로그 처리를 간단한 함수 몇 개로 처리할 수 있고, 통합된 대시보드 형태로 다양한 모델 학습 품질 지표를 확인 및 비교할 수 있다. 이외에도 학습 모델 하이퍼 파라미터 관리와 튜닝 및 비교 보고서 생성 기능을 제공한다. 로그는 숫자, 텍스트, 이미지 등 다양한 포맷을 지원한다.    그림 2. W&B 딥러닝 모델 개발 프로세스 가시화 대시보드   이번 호에서는 딥러닝 모델 학습 로그 및 가시화 영역에 집중해 살펴본다. 글의 마무리에서는 W&B의 개발 배경도 간단히 알아본다.     사용법 다음 링크에 방문해 회원 가입한다.  wandb.ai website : https://wandb.ai 회원 가입한 후 <그림 3~4>와 같이 홈 메뉴에서 키 토큰 값을 얻어 복사한다. 이 키는 wandb API를 사용할 때 필요하다.   그림 3    그림 4   명령행 터미널에서 다음 명령을 실행해 wandb 파이썬 라이브러리를 설치한다.  pip install wandb     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

새로워진 캐디안 2025 살펴보기 (1)   오토캐드와 양방향으로 호환되는 국산 CAD인 캐디안(CADian)의 최신 버전인 캐디안 2025 버전이 출시되었다. 이번 호에서는 캐디안 2025 버전의 몇 가지 주요 기능에 대해서 살펴보도록 하겠다.   ■ 최영석 캐디안 기술지원팀 부장으로 기술지원 업무 및 캐드 강의를 담당하고 있다. 홈페이지 | www.cadian.com 카페 | https://cafe.naver.com/ilovecadian   OTF 글꼴 파일 지원 캐디안 2025에서는 기존에 지원되던 SHX, TTF(TrueType Font)에 더해서 OTF(OpenType Font) 글꼴 파일을 지원한다.  OTF 글꼴 파일은 표현의 속도는 다소 느리지만 섬세한 곡선 표현에 적합한 폰트로, 마이크로소프트와 어도비가 합작하여 발표한 글꼴이다. 따라서 어도비 제품군과 같은 고해상도 출력을 위한 업종에서 주로 사용되던 폰트이다. 다음의 순서대로 조치하면 OTF 파일을 캐디안에서 이용할 수 있다.    1. 인터넷 등에서 내려 받은 OTF 파일을 더블클릭하면 폰트 설치 화면이 표시된다. 왼쪽 상단의 설치 버튼을 클릭하여 해당 OTF 폰트 파일을 PC에 설치한다.     2. 글꼴 설치 중 창이 표시되며, 해당 폰트가 PC에 설치된다.     3. OTF 글꼴 파일이 PC에 설치된 것을 확인할 수 있다.     4. 설치한 OTF 폰트를 캐디안의 문자 스타일 창의 글꼴 목록에서 확인할 수 있다. 해당 글꼴을 선택한 후 문자 작성 등의 기능에서 이용할 수 있다.     rvt2ifc 기능 이용하기 rvt2ifc 기능을 이용하여 오토데스크의 레빗 파일인 *.rvt 파일을 *.ifc 파일로 변환한다. IFC(Industry Foundation Classes) 파일은 서로 다른 소프트웨어 응용 프로그램 간의 호환성에 염두를 둔 파일 형식이다.      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

데스크톱/모바일/클라우드를 지원하는 아레스 캐드 2025 (8)   DWG 호환 CAD인 독일 그래버트(Graebert)의 아레스 캐드(ARES CAD)는 PC 기반의 아레스 커맨더(ARES Commander), 모바일 기반의 아레스 터치(ARES Touch), 클라우드 기반의 아레스 쿠도(ARES Kudo) 모듈로 구성되어 있다. 이 모듈은 상호 간에 동기화되므로 이를 삼위일체형(Trinity) CAD라고 부른다. 이번 호에서는 오토캐드와 호환되는 데스크톱 PC 기반의 아레스 커맨더 2025(ARES Commander 2025)의 BIM 도면 상세 보기에 대해 알아보도록 하겠다.   ■ 천벼리 캐디안 3D 솔루션 사업본부 대리로 기술영업 업무를 담당하고 있다.  홈페이지 | www.arescad.kr 블로그 | https://blog.naver.com/graebert 유튜브 | www.youtube.com/GraebertTV   그림 1. BIM 도면의 상세 보기   BIM 도면의 상세 보기는 평면도나 단면도의 특정 영역을 확대하는 새로운 도면 유형이다. 최근 BIM 소프트웨어는 건물의 특정 구조적 측면을 보다 정확하게 시각화할 수 있는 새로운 도면 유형인 ‘상세 보기(Detail)’ 기능을 도입했다. 이 기능은 복잡한 벽 연결이나 지붕과 벽의 교차점 등 건물의 중요한 부분을 확대하여 명확히 보여줌으로써 구조적 안정성과 설계 정확도를 높이는데 기여한다. 평면도(Plan)나 단면도(Section)의 특정 영역을 확대하여 세부사항을 표출함으로써, 사용자들은 더욱 심도 있는 건물 분석이 가능하다.   그림 2. Detail 기능   상세 보기를 생성하기 위해 새로 개선된 ‘BIMSECTION’ 명령을 사용하여 특정 관심 영역을 선택할 수 있다. 리본 메뉴에 위치한 상세 도면 기능을 통해 이 도면의 생성 과정을 더욱 손쉽게 확인할 수 있으며, 해당 도면은 참조 축척을 설정하도록 하여 확대 비율에 따라 원하는 부분만 정밀하게 표현할 수 있다. 이렇게 생성된 도면은 BIM 내비게이터의 상세 단면 섹션에서 찾아볼 수 있다. 이후, CAD 기능을 통해 해당 영역의 상세 정보를 추가하여 건축 설계에서 중요한 디테일 요소를 명확히 나타낼 수 있다. 새로운 상세 보기 유형은 평면도, 단면도 및 입면도에 모두 적용 가능하여, 건축 설계 및 시공 과정에서 전체적인 건물 이해도와 효율을 높여주는 핵심 도구가 될 것이다. 이번 BIM 최신 릴리스의 상세 보기 기능은 설계자와 시공자가 구조적으로 중요한 부분에 집중하고, 복잡한 세부사항을 보다 직관적으로 이해하는데 큰 도움을 줄 것이다. 리본에서 찾을 수 있는 새로운 상세 도면 기능을 살펴보겠다. ‘Detail’ 아이콘을 클릭하여 사용한다. 원본 도면의 특정 부분이 확대된 추가 도면을 만들 수 있다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.