[학위논문]복잡한 자유곡면 형상의 제품개발과정에서의 3차원 측정기의 활용방안 연구 (A) Study on the application of the 3D digitizer in the design process for the free-formed surface products원문보기
컴퓨터산업의 제반 기술과 분야별 전문성의 급속한 발전과 더불어 제품개발 환경 또한 크게 변화하고 있으며, 이러한 변화들은 기존의 제품개발 방법에 새로운 페러다임(Paradigm)을 요구하고 있다. 이러한 새로운 변화에 대처하기 위한 노력과 혁신적인 제품개발 프로세스의 도입을 위하여 각 분야에서 동시공학(CE/ Concurrent Engineering)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 영향은 ...
컴퓨터산업의 제반 기술과 분야별 전문성의 급속한 발전과 더불어 제품개발 환경 또한 크게 변화하고 있으며, 이러한 변화들은 기존의 제품개발 방법에 새로운 페러다임(Paradigm)을 요구하고 있다. 이러한 새로운 변화에 대처하기 위한 노력과 혁신적인 제품개발 프로세스의 도입을 위하여 각 분야에서 동시공학(CE/ Concurrent Engineering)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 영향은 산업디자인의 환경에도 많은 영향을 미쳐 컴퓨터를 응용한 산업 디자인(CAID/Computer Aided Industrial Design) 프로세스가 보편화 되어가고 있는 실정이다. CAID 프로세스상에서 제품의 형상을 3차원 CAD데이터로 생성하는 3차원 모델링의 단계는, 디자이너가 의도하는 정확한 형상의 구현, 기구설계와 금형설계, 생산으로 이어지는 제조공정에 있어서 중요한 시발점이 되고 있다. 특히 현대산업사회의 주도적인 역할을 수행하고 있는 자동차, 가전제품등의 공업제품들은 제품경쟁력에 있어서 외형적인 디자인의 중요성이 날로 증가하면서 제품의 설계과정에서 형상이 복잡한 자유곡면(free-formed surfaces)의 사용이 두드러지게 나타나 제품개발 초기에 디자이너가 생성하는 3차원 형상의 중요성이 더욱 증대되고 있으며 기술적인 어려움이 커지고 있다. 형상이 복잡한 자유곡면의 경우, 컴퓨터를 이용해 직접 모델링을 할 경우 디자이너가 원하는 정확한 면을 생성하는 것이 사실상 불가능 할 뿐만 아니라 제품 개발기간과 개발비용의 증가로 제품경쟁력에서 떨어져 CE와 CAID의 본래의 취지에서 멀어지게 된다. 이에 본 연구에서는 복잡한 자유곡면의 형상을 효율적으로 생성하기 위한 프로세스를 위해 다음과 같은 방법으로 연구하였다. 1.산업디자인과 관련된 컴퓨터 기술의 환경과 동시공학적 측면에서의 CAID 프로세스에 관한 문헌조사. 2. 3차원 측정기에 대한 개요, 활용동향과 특성에 대한 문헌조사와 제품 디자인을 위한 역설계(REDP : Reverse Engineering for Product Design) 프로세스의 실체화 3,사례연구를 통한 비교 분석, ◀그림삽입▶(원문을 참조하세요) 이상의 조사와 실험을 통하여 복잡한 형상의 자유곡면을 가진 제품 특히, 인체와 관련되어 정확한 데이터를 요구하는 제품의 3차원 데이터를 생성할 경우에는 기존의 컴퓨터를 이용해 직접 모델링을 하는 방식보다 3차원 스케너를 이용한 역설계방식(REPD)을 활용할 경우 제품개발 초기의 디자인 과정에서 디자이너가 의도하는 정확한 면(surface)의 형상을 생성할 수 있었으며 데이터를 생성하는 작업시간 또한 기존의 방식보다 혁신적인 절감을 가져왔으며 이로 인해 디자인, 기구설계, 금형설계, 생산등의 제품개발 전 과정에 있어서 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 나타났다.
컴퓨터산업의 제반 기술과 분야별 전문성의 급속한 발전과 더불어 제품개발 환경 또한 크게 변화하고 있으며, 이러한 변화들은 기존의 제품개발 방법에 새로운 페러다임(Paradigm)을 요구하고 있다. 이러한 새로운 변화에 대처하기 위한 노력과 혁신적인 제품개발 프로세스의 도입을 위하여 각 분야에서 동시공학(CE/ Concurrent Engineering)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 영향은 산업디자인의 환경에도 많은 영향을 미쳐 컴퓨터를 응용한 산업 디자인(CAID/Computer Aided Industrial Design) 프로세스가 보편화 되어가고 있는 실정이다. CAID 프로세스상에서 제품의 형상을 3차원 CAD데이터로 생성하는 3차원 모델링의 단계는, 디자이너가 의도하는 정확한 형상의 구현, 기구설계와 금형설계, 생산으로 이어지는 제조공정에 있어서 중요한 시발점이 되고 있다. 특히 현대산업사회의 주도적인 역할을 수행하고 있는 자동차, 가전제품등의 공업제품들은 제품경쟁력에 있어서 외형적인 디자인의 중요성이 날로 증가하면서 제품의 설계과정에서 형상이 복잡한 자유곡면(free-formed surfaces)의 사용이 두드러지게 나타나 제품개발 초기에 디자이너가 생성하는 3차원 형상의 중요성이 더욱 증대되고 있으며 기술적인 어려움이 커지고 있다. 형상이 복잡한 자유곡면의 경우, 컴퓨터를 이용해 직접 모델링을 할 경우 디자이너가 원하는 정확한 면을 생성하는 것이 사실상 불가능 할 뿐만 아니라 제품 개발기간과 개발비용의 증가로 제품경쟁력에서 떨어져 CE와 CAID의 본래의 취지에서 멀어지게 된다. 이에 본 연구에서는 복잡한 자유곡면의 형상을 효율적으로 생성하기 위한 프로세스를 위해 다음과 같은 방법으로 연구하였다. 1.산업디자인과 관련된 컴퓨터 기술의 환경과 동시공학적 측면에서의 CAID 프로세스에 관한 문헌조사. 2. 3차원 측정기에 대한 개요, 활용동향과 특성에 대한 문헌조사와 제품 디자인을 위한 역설계(REDP : Reverse Engineering for Product Design) 프로세스의 실체화 3,사례연구를 통한 비교 분석, ◀그림삽입▶(원문을 참조하세요) 이상의 조사와 실험을 통하여 복잡한 형상의 자유곡면을 가진 제품 특히, 인체와 관련되어 정확한 데이터를 요구하는 제품의 3차원 데이터를 생성할 경우에는 기존의 컴퓨터를 이용해 직접 모델링을 하는 방식보다 3차원 스케너를 이용한 역설계방식(REPD)을 활용할 경우 제품개발 초기의 디자인 과정에서 디자이너가 의도하는 정확한 면(surface)의 형상을 생성할 수 있었으며 데이터를 생성하는 작업시간 또한 기존의 방식보다 혁신적인 절감을 가져왔으며 이로 인해 디자인, 기구설계, 금형설계, 생산등의 제품개발 전 과정에 있어서 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 나타났다.
Along with the rapid advancement of all things of technology and speciality by field in computer industry, the environment of the development of products is being changed a lot, and this change calls for a new paradigm to the existing ways of developing products. To make an effort to deal effectivel...
Along with the rapid advancement of all things of technology and speciality by field in computer industry, the environment of the development of products is being changed a lot, and this change calls for a new paradigm to the existing ways of developing products. To make an effort to deal effectively with the change and to introduce an innovative process of the development of products, studies of CE(Concurrent Engineering) in each area are under way actively. It is the real condition that CAID(Computer Aided Industrial Design) process is growing to be generalized as a result of these effects even on the environment of industrial design. Also, a 3D modeling stage where product forms come into being in 3D CAD data in the CAID process is growing to be an important starting point in a manufacturing process as the embodiment of a definite form that a designer intent to make, followed by designs of instruments and metallic patterns, and production. Particularly, as the importance of external designs of industrial products such as automobiles, home electronics, etc. which play the trigger role in modern industrial society in terms of the competitiveness of products, technological difficulties as well as the importance of three-dimensional forms which a designer makes in early stage of the product development are getting to increase, revealing the use of free-formed surfaces where forms are complex in the process of product designs remarkably. In case of free-formed surfaces whose forms are complex, it is impossible to make an exact surface that a designer wants in fact, if a modeling is conducted by using a computer directly. Above and beyond, it runs counter to the original aims of the CE and the CAID owing to the failure of price competitiveness as the period of the product development and the development cost become higher. Thus, for a process to make complex free-formed surfaces effectively, the study performed: 1. documentary survey of the CAID process in terms of the environment of computer technology and concurrent engineering relating to industrial design 2. documentary survey of the introduction, the trend of the use, and characteristics of a three-dimensional measuring instrument, and substantiation of REDP(Reverse Engineering for Product Design) process 3. comparative analysis using case study From these investigation and tests as above, if a product having free-formed surfaces, especially three-dimensional data of a product that requires definite data connected with the human body, was produced, to use the REPD using a three-dimensional scanner rather than to perform a modeling using the existing computer directly leaded to make a form of definite surfaces to a designer's intentions in the process of designing in the beginning of the product development and also to produce innovative reduction of working hours to create data in comparison with the existing ways. Consequently, it was most likely that the competitiveness of all the process of the product development such as designs, instrument designs, designs of metallic patterns, production, etc. could be secured.
Along with the rapid advancement of all things of technology and speciality by field in computer industry, the environment of the development of products is being changed a lot, and this change calls for a new paradigm to the existing ways of developing products. To make an effort to deal effectively with the change and to introduce an innovative process of the development of products, studies of CE(Concurrent Engineering) in each area are under way actively. It is the real condition that CAID(Computer Aided Industrial Design) process is growing to be generalized as a result of these effects even on the environment of industrial design. Also, a 3D modeling stage where product forms come into being in 3D CAD data in the CAID process is growing to be an important starting point in a manufacturing process as the embodiment of a definite form that a designer intent to make, followed by designs of instruments and metallic patterns, and production. Particularly, as the importance of external designs of industrial products such as automobiles, home electronics, etc. which play the trigger role in modern industrial society in terms of the competitiveness of products, technological difficulties as well as the importance of three-dimensional forms which a designer makes in early stage of the product development are getting to increase, revealing the use of free-formed surfaces where forms are complex in the process of product designs remarkably. In case of free-formed surfaces whose forms are complex, it is impossible to make an exact surface that a designer wants in fact, if a modeling is conducted by using a computer directly. Above and beyond, it runs counter to the original aims of the CE and the CAID owing to the failure of price competitiveness as the period of the product development and the development cost become higher. Thus, for a process to make complex free-formed surfaces effectively, the study performed: 1. documentary survey of the CAID process in terms of the environment of computer technology and concurrent engineering relating to industrial design 2. documentary survey of the introduction, the trend of the use, and characteristics of a three-dimensional measuring instrument, and substantiation of REDP(Reverse Engineering for Product Design) process 3. comparative analysis using case study From these investigation and tests as above, if a product having free-formed surfaces, especially three-dimensional data of a product that requires definite data connected with the human body, was produced, to use the REPD using a three-dimensional scanner rather than to perform a modeling using the existing computer directly leaded to make a form of definite surfaces to a designer's intentions in the process of designing in the beginning of the product development and also to produce innovative reduction of working hours to create data in comparison with the existing ways. Consequently, it was most likely that the competitiveness of all the process of the product development such as designs, instrument designs, designs of metallic patterns, production, etc. could be secured.
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