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제목 [엔지니어링] 타이어
이름 관리자 작성일 2017-08-03 조회수 2996
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APERIA TECHNOLOGIES

SOLIDWORKS 솔루션으로 자동 타이어 공기압 조절 장치 제작

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당면 과제

바퀴 회전 운동을 이용해 최적의 타이어 압력을 유지하는 혁신적인 자동 타이어 공기압 조절 기술을 개발하여 상용 트럭 업계의 타이어 저충전 문제를 해결합니다.

솔루션

SOLIDWORKS Premium (설계), SOLIDWORKS Simulation Premium (해석), SOLIDWORKS Flow Simulation (전산유체역학(CFD) 해석), SOLIDWORKS Plastics Professional (사출 성형 시뮬레이션 및 해석), SOLIDWORKS Composer (기술 커뮤니케이션) 소프트웨어를 포함한 통합 SOLIDWORKS 제품 개발 솔루션을 구축하였습니다.

결과

•  설계 효율성 10~15% 증가

•  가공 기간 30% 단축

•  프로토타입 제작 필요성 절반으로 감소

•  설계자 및 엔지니어 채용 개선



상용 트럭의 절반 이상이 타이어가 저충전된 상태로 도로를 주행하며 그 중 약 10%는 20psi 이상 부족한 타이어를 사용하고 있습니다. 타이어 저충전은 트럭 업계에서 현재 진행의 문제로, 낮은 연비, 높은 타이어 교체 빈도, 타이어 펑크, 유지보수 비용 증가 등을 유발하여 트럭 한 대당 연간 평균 $1,800 이상의 지출이 발생하고 있습니다. Aperia Technologies는 Halo® Tire Inflator 시스템을 개발하여 불필요한 에너지 소모와 타이어 폐기물 발생 등 타이어 저충전 관련 비용을 없애고자 합니다.

Aperia Technologies는 CEO Josh Carter와 최고 기술 경영자 Brandon Richardson이 창립하였습니다. 자동차, 항공, 자동화, 기계, 의료 기기 제품 개발 분야에서 활동 경력이 있으며 사업가적 성향을 지닌 이 두 엔지니어는 Stanford University에서 기계 엔지니어링 설계 방법론 및 에너지 시스템에 대한 석사 학위를 준비하는 중에 처음 만났습니다. "대학원에서 흥미로운 프로젝트를 찾다가 타이어 저충전이 상용 트럭 제품 산업에서 중요한 문제라고 인식하여 관심을 가졌습니다."라고 Richardson은 회상합니다. "문제의 심각성을 보고 나니 창업 가능성이 보였습니다."

이 둘은 2010년 Aperia Technologies 창립과 동시에 바퀴 회전 운동을 활용해 타이어 압력을 유지하는 Halo의 기술 검증용 시제품 제작에 착수했습니다. 이 장치는 기존 바퀴 허브에 설치됩니다. 적절한 타이어 압력을 자동으로 유지함으로써 Halo는 연비를 높이고 타이어 수명을 연장하며 펑크 발생률을 낮추고 타이어 유지보수를 줄이며 오일 소비, 배출, 폐기물 역시 감소합니다.

처음에는 다른 CAD 소프트웨어를 사용하여 작업했지만 곧 더욱 우수한 개발 플랫폼으로 전환하기로 결정했습니다. "설계자와 엔지니어 채용에 어려움을 겪었습니다."라고 Richardson은 말합니다. "채용하고 싶은 인재는 대부분 SOLIDWORKS® 소프트웨어 사용법을 이미 알고 있었습니다. 저희 역시 견고한 SOLIDWORKS 통합 도구와 안정적인 플랫폼을 사용하는 것이 더욱 편했습니다."

Aperia는 2011년 7월에 통합 SOLIDWORKS 제품 개발 솔루션으로 전환하여 SOLIDWORKS Premium (설계), SOLIDWORKS Simulation Premium (해석), SOLIDWORKS Flow Simulation (전산유체역학(CFD) 해석), SOLIDWORKS Plastics Professional (사출 성형 시뮬레이션 및 해석), SOLIDWORKS Composer (기술 커뮤니케이션) 소프트웨어를 구축하였습니다.

"SOLIDWORKS로 전환하면서 개발 속도가 빨라졌으며 덕분에 제품을 더욱 빨리 출시할 수 있었습니다."라고 Richardson은 말합니다. "SOLIDWORKS로 개발의 90% 이상을 완료했으며 2014년에 제품을 상용화하여 출시할 예정입니다."



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"SOLIDWORKS로 전환하면서 개발 속도가 빨라졌으며 덕분에 제품을 더욱 빨리 출시할 수 있었습니다." — Brandon Richardson, 최고 기술 경영자



설계 효율성 개선

SOLIDWORKS로 전환한 이후 숙련된 SOLIDWORKS 전문가 활용과 소프트웨어의 직관적 특성 덕분에 Aperia의 설계 효율성은 10~15% 개선되었습니다. "SOLIDWORKS로 전환한 후 워크플로가 향상하고 효율성이 늘었습니다."라고 Richardson은 강조합니다.

"SOLIDWORKS는 작업 수행에 필요한 마우스 클릭 횟수가 훨씬 적습니다."라고 Richardson은 덧붙입니다. "SOLIDWORKS를 통해 작업 가능한 시뮬레이션 유형을 확장할 수 있어 프로토타입의 수를 최소화하는 데 도움이 됩니다. SOLIDWORKS의 파일 처리 방식도 마음에 듭니다. 압축 파일 만들기 기능과 클라우드 저장소를 사용하면 공유와 협업이 더욱 쉽고 효율적입니다."

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열 및 진동 효과 시뮬레이션

SOLIDWORKS Simulation Premium 해석 및 SOLIDWORKS Flow Simulation CFD 해석 도구를 사용해 Aperia는 물리적 프로토타입의 제작 필요성을 절반으로 줄였습니다. 시뮬레이션을 사용해 설계 성능의 특성을 연구함으로써 비용이 많이 드는 물리적 실험에만 의존하는 대신 가상 시뮬레이션 환경에서 설계를 수정하고 최적화할 수 있게 되었습니다. "SOLIDWORKS Simulation 도구를 사용하여 열 해석을 수행하고 기류의 영향을 평가합니다."라고 Richardson은 설명합니다. "브레이크 사용 시 엄청난 열이 발생하며 바퀴 허브를 통해 제품에 전달됩니다. 열 외에도 진동을 고려해야 하므로 SOLIDWORKS 동적 해석 기능을 사용하고 있습니다. SOLIDWORKS를 사용하면 설계를 컴퓨터에서 테스트하여 필요한 프로토타입의 수를 대폭 줄일 수 있습니다."



간편한 가공 수정

또한 Aperia는 제품 설계부터 가공까지 걸리는 시간을 절약하고 있습니다. "SOLIDWORKS를 사용하면 필요할 수도 있는 가공 변경 사항을 예측할 수 있어 거의 바로 생산 가공을 진행할 수 있습니다. SOLIDWORKS는 필요한 가공 반복 작업의 횟수를 줄이고 최종 가공까지 신속하게 진행할 수 있도록 도와줍니다. "SOLIDWORKS 덕분에 가공 수정이 간소화되어 생산 제작 기간이 3~6개월 단축됩니다. 약 30% 정도 속도가 빨라지는 것입니다."라고 Richardson은 계속하여 말합니다. "시간을 절약하고 직접 할 수 있는 일이 늘어나기 때문에, SOLIDWORKS 는 출시 기간 단축에도 도움이 됩니다."

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