TELSONIC D.O.O.
SOLIDWORKS SIMULATION PROFESSIONAL로 초음파 도구 설계 역량 증진

당면 과제

점점 더 복잡해지는 응용 분야에 적합한 초음파 용접 도구 제품의 개발을 확대하고 가속화하는 동시에 제품 성능을 개선합니다.

솔루션

SOLIDWORKS 설계 소프트웨어, SOLIDWORKS Simulation Professional 해석 소프트웨어, SOLIDWORKS Enterprise PDM 제품 데이터 관리 소프트웨어 솔루션을 구축합니다.

이득

도구 개발에 소요되는 시간 30~40% 단축

FEA 계산 시간 50% 단축

성능 오류 80% 감소

납품하는 초음파 금속 용접 제품 2배 증가

TELSONIC은 각종 산업 분야에서 다양한 공정을 지원하는 초음파 산업 장비의 선도적인 제조업체입니다. 지원 활동은 기본적으로 접합 기술과 공정 기술 두 개의 그룹으로 나누어 집니다. 접합 기술은 주로 플라스틱과 금속 용접 응용 분야를나타내고, 공정 기술에는 세척, 선별 및 초음파라고 하는 특수한 고주파 기계 진동 응용 분야가 해당됩니다. 초음파 용접 응용 분야는 디지털 기기, 전기 장비, 부품의 생산 공정에서부터 자동차, 항공, 의료 업계의 제조 공정에 이르기까지 범위가 다양합니다. 1966년에 스위스에서 설립된 이 회사는 크게 성장해 중국, 독일, 세르비아, 영국, 미국에 자회사를 보유하고 있으며 전세계 초음파 전문 인력을 풍부하게 구축해 왔습니다. 세르비아에 있는 TELSONIC의 자회사인 TELSONIC d.o.o.에서는 전세계 TELSONIC 고객을 대상으로 툴링을 제조합니다. 세르비아 자회사는 고급 전문 인력으로 구성되어 있으며, 이 전문가들은 뛰어난 설계, 엔지니어링 및 시뮬레이션 기술을 활용해 생산성을 지속적으로 개선하고 점점 더 복잡해지는 음향 설계를 효율적으로 처리하고 있습니다. 초음파 용접은 세라믹 변환기(압전 변환기)에서 생성되는 고주파 음향 진동을 이용해 두 작업체에 압력을 가해 함께 접합합니다. 기존에는 연결 볼트, 체결기, 납땜 또는 접착제를 사용하지 않고 플라스틱과 이종 재료를 접합하는 용도로 사용된 이 기술은 최근 들어 특히 와이어 하니스 업계에서 금속 (알루미늄, 구리, 황동)을 접합하는 데 점점 더 많이 적용되고 있습니다. 상무이사인 Darko Jovanović에 따르면, TELSONIC은초음파 도구 개발에 빠르고 강력한 모달 해석 기능을 필요로 하고 있습니다.

"TELSONIC 도구는 공명의 원리로 작동하며, 도구의 지오메트리에 따라 달라지는 용접 표면 , 다시 말 해 용 접할 작업체의 지오메트리에 균일한 진폭의 진동을 적용하려면 도구의 설계를 변경해 공명 모멘트를 조정해야 합니다. 우리는 특정 진동수에서 도구가 공명하도록 설계해야 합니다. 고객 파트의 형상과 곡면이 점점 더 복잡해짐에 따라 올바른 작업을 위해서는 설계를 하면서 모달 해석까지 수행하는 것이 유일한 실행 방법입니다."라고 Jovanović은 설명합니다. TELSONIC은 SOLIDWORKS CAD 시스템과 완벽하게 통합되고, 빠른 솔버를 제공하고, 효율성이 뛰어나며, 무엇보다 강력한 기능과 정확한 결과를 제공한다는 점에서 SOLIDWORKS® Simulation Professional 유한 요소 해석(FEA) 소프트웨어를 사용합니다. 또한 SOLIDWORKS Enterprise PDM 제품 데이터 관리 시스템도 사용합니다. "당사의 설계자들은 SOLIDWORKS Simulation Professional을 사용해 동일한 창에서 설계 지오메트리 작성과 모달 해석 작업을 모두 수행합니다. 이러한 기능이 없었다면 시장에서 경쟁력을 확보하지 못했을 것입니다."라고 Jovanović은 설명합니다.

"SOLIDWORKS Simulation Professional를 사용해 피처나 치수를 변경하고, 모달 스터디를 실행할 수 있으며, 추가 변경이나 시뮬레이션 재실행 등, 이 모든 작업을 SOLIDWORKS내에서 수행할 수 있습니다. 이러한 반복
작업을 단일 창을 통해 손쉽게 수행할 수 있어 각기 다른 고유의 고객 파트에 완벽하게 일치하도록 도구를 조정하고 개선할 수 있습니다."

— 상무이사 Darko Jovanović

신속한 고객 지오메트리 조정

TELSONIC의 엔지니어는 SOLIDWORKS CAD 모델링 도구와 SOLIDWORKS Simulation Professional FEA 도구를 조합하여 사용해 고객 파트 설계를 신속하게 불러와 툴링 모델을 빠르게 생성하고 고객이 용접하려고 하는 특정 파트를 기반으로 맞춤형 초음파 툴링을 효율적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. 이러한 방식으로 TELSONIC은 고객에게 제품을 납품하기까지 소요되는 시간을 30~40% 감소시켰습니다. "우리는 각 도구 설계를 작성할 때 고객의 3D 지오메트리를 SOLIDWORKS로 불러옵니다. 고객의 두 인접 파트를 가이드로 사용해 설계자가 도구 설계를 모델링하고 설계 과정에서 모달 진동수를 시뮬레이션합니다. SOLIDWORKS Simulation Professional을 사용해 피처나 치수를 변경하고, 모달 스터디를 실행할 수 있으며, 추가 변경이나 시뮬레이션 재실행 등, 이 모든 작업을 SOLIDWORKS 내에서 수행할 수 있습니다. 이러한 반복 작업을 단일 창을 통해 손쉽게 수행할 수 있어 각기 다른 고유의 고객 파트에 완벽하게 일치하도록 도구를 조정하고 개선할 수 있습니다."

정확한 모달 해석을 통한 품질 개선

TELSONIC의 초음파 도구는 접촉면에서 최초 용융 지점을 만드는 분자내 마찰열을 발생시키는 진동을 이용해 작업체를 접합시킵니다. 이 열은 도구의 압력과 결합해 순식간에 용접 윤곽선을 따라 용융 지점을 확장시키며, 다시 굳어지면 분자간 결합을 형성합니다. TELSONIC의 엔지니어는 SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어를 통해 진동수 모드를 매우 정확하게 예측하여 이 공정을 지원할 수 있습니다. "음향 파트(복합 소노트로드, 혼)가 여러 개 혼합되는 등 도구가 점점 더 복잡해지면서 정확도가 중요해졌습니다. SOLIDWORKS Simulation Professional을 통해 우리는 원하는 진동 모드에서 1kHz 범위를 벗어나지 않도록 할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 성능 오류를 80%까지 감소해 정확성을 높여주었을 뿐 아니라 FEA 계산 시간을 50% 단축해 속도까지 개선시켜 주었습니다." 라고 Jovanović은 강조합니다.

소요 시간 단축을 통한 제품 개발 확대

TELSONIC은 SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어에 의한 생산성 향상을 통해서 초음파 기술의 사용 범위를 금속 용접, 패키지는 물론 여러 혁신적인 제조 분야에 적용하여 다양한 제품으로 확대했습니다."당사의 도구는 응용 분야를 기반으로 하며 각 응용 분야는 매우 다양합니다. 우리는 SOLIDWORKS Simulation Professional을 사용해 가장 까다로운 고객의 요구 사항을 신속히 해결할 수 있고 초음파 기술의 사용 범위를 확대할 수 있습니다. 일례로 SOLIDWORKS 솔루션을 통해 비틀림 용접 기술에서 혁신을 이뤄 당사에서 제공하는 금속 용접 제품이 2배로 증가되었습니다."라고 Jovanović은 강조합니다.