이스라엘의 A.B. Engineering이 맞춤형 차량 장갑을 위해 Artec Leo를 사용하는 방법

아이들과 부모들을 가득 실은 미니밴이 모퉁이를 돌 때 두 명의 무장괴한이 기다리고 있었습니다. 그들은 주차된 차량들 뒤에서 나와 AK-103을 수평으로 세우고 사격을 가해 빠르게 접근하는 차량을 향해 세심히 조정된 3~4발의 연속 발사로 기총소사했습니다.

그러나 운전자는 멈추지 않았습니다. 몇 초 만에 무장괴한들의 총알이 떨어졌고 총알이 박힌 미니밴은 빠르게 달아났습니다. 창문은 산산조각이 났지만 그대로 남아 있었고 안에 있던 탑승자는 모두 흔들렸지만 다치지 않았습니다.

방탄유리

장갑 차량: 교황과 대통령만을 위한 것이 아님

우크라이나에서 중동 그 이상에 이르기까지 전 세계적으로 장갑 차량의 필요성은 그 어느 때보다 커졌습니다. 군대, 정부 및 초부유층뿐만 아니라 인도주의 기관 및 단체를 위해 가장 위험한 지역까지 승객을 안전하게 수송합니다.

이러한 방탄 차량 중 최고의 차량은 각 개별 차량에 대해 선택한 장갑 수준에 따라 0.22에서 0.50 구경까지 다양한 특징을 지닌 합성물, 강철 및 세라믹으로 따로따로 장갑하여 다양한 탄도 위협을 막을 수 있습니다.

목표는 무게를 최소한으로 적게 추가하면서 최대한의 보호를 달성하는 것입니다.

비록 맞춤형 정장은 안에 착용하지만 장갑하는 것을 차량을 위해 맞춤형 정장을 만드는 것처럼 생각해 보십시오. 몇 가지 이유로 최대한 잘 맞아야 합니다.

2022년형 Toyota Hi-Lux의 프레임을 3D 스캔하는 Artec Leo. 이미지 제공: A.B. Engineering

때로는 명백한 비용상의 이유로 변경을 최소한으로 하여 OEM 내부 부품을 원래 있던 곳에 다시 설치할 수 있어야 합니다. 그리고 필요한 경우 검문소에서 운전자와 대화하는 사람(무장 괴한)에게 차량이 이목을 끌지 않게 보여야 합니다.

그런 다음 모든 것이 제자리로 돌아오면 탑승자들이 자유 공간의 손실을 느끼지 않아야 합니다. 그리고 마지막으로 잘 훈련된 눈이라도 그러한 보호된 자동차, 밴 및 버스를 개조되지 않은 일반 차량과 구별하지 못하도록 장갑은 외부에서 감지할 수 없어야 합니다.

이러한 "스텔스 요청"은 어느 정도의 시야 거리에서 차량이 지극히 평범하게 보여야 하는지를 명시하는 요구 사항과 함께 임무별로 차량에 따라 클라이언트가 합니다. 이 거리는 50미터에서부터 차량 바로 옆에 서서 가까이서 볼 수 있는 거리까지 다양합니다.

이러한 힘든 위업을 달성하기 위해서는 차량을 먼저 가장 기본적인 프레임과 요소로 해체한 다음 어떠한 미세한 부분이라도 놓치지 말고 최대한 정확하게 측정해야 합니다.

2022년형 Toyota Hi-Lux의 프레임을 3D 스캔하는 Artec Leo. 이미지 제공: A.B. Engineering

그러고 나서 다음 단계에서 일단 설치하고 OEM 부품을 다시 제자리에 놓으면 장갑, 도어 및 차량의 기타 잠재적으로 취약한 부분 사이에 틈이 거의 또는 전혀 생기지 않도록 모든 맞춤형 장갑 요소를 CAD로 설계하고 엄격한 조건에서 제조할 수 있습니다.

이것이 불가능할 때마다 OEM 내부 트림을 완벽하게 모방하기 위해 새로운 맞춤형 내부 트림이 생성되지만, 장갑에 더 많은 공간이 할당됩니다.

이는 Toyota J79 트럭과 같은 소형 차량의 경우 1~2개월이 걸리고 Chevy Suburban 같은 크고 복잡한 SUV의 경우 최대 4개월 이상이 소요될 수 있는 프로세스입니다.

3D 스캐닝을 통한 차량 장갑

업계에서 명성이 높은 차량 장갑 전문업체 중 하나는 2012년부터 주요 항공우주 및 방위 기업과 협력하고 있는 기계 엔지니어링 회사인 이스라엘의 A.B. Engineering Ltd.입니다. 이 회사의 포괄적인 장갑 작업 흐름에서 가장 기본이 되는 것은 3D 스캐닝입니다.

이 회사의 설립자이자 CEO인 Irakly (Ika) Baitish는 “차량 탑승자를 최대한 보호하기 위해 차량은 물론 차량이 위험 구역에서 벗어날 수 있도록 계속 구르게 하는 엔진, 구동렬(drive train) 및 기타 필수 부품에 장갑하는 것은 정확한 측정부터 시작하는 것이 절대적으로 중요합니다.”라고 말했습니다.

Leo의 터치스크린 디스플레이에서 Hi-Lux의 3D 스캔 검토. 이미지 제공: A.B. Engineering

그는 이어 "이것이 우리가 측정 매체로 3D 스캐닝을 선택한 이유입니다. 이를 통해 운전자와 엔진실을 구분하는 부분인 방화벽과 같이 수동으로 측정하기 까다로운 영역을 포함하여 전체 차량의 정확한 치수를 구할 수 있기 때문입니다.”라고 말했습니다.

차량의 3D 스캔이 처리되면 그들은 스캔을 CAD 시스템인 Dassault Systemes CATIA V5로 내보냅니다.

거기에서 스캔을 참조 모델로 사용하여 곧 제조될 탄도 패널 및 기타 장갑 구성 요소를 설계한 다음 차량에 가상으로 설치하여 최종 결과물이 앞으로 몇 주 후에 장갑을 설치한 후 앞 범퍼에서 뒤 범퍼까지 차량을 빈틈없이 완벽하게 보호할 수 있는지 확인합니다.

최적의 3D 스캐너 찾기

그러나 모든 3D 스캐너가 같은 것은 아닙니다. 처음에 Ika와 그의 팀은 작업을 위해 많은 수의 표적과 많은 양의 스프레이 그리고 노트북, 몇 개의 케이블 및 220V 전원이 필요한 잘 알려진 고급 휴대용 3D 스캐너를 사용하고 있었습니다.

그 당시의 전형적인 프로젝트의 예로 이 팀은 장갑해야 하는 Skoda Kodiaq의 해체된 운전석과 차대를 스캔하고 있을 때를 들 수 있습니다.

3,000개 이상의 스티커를 붙이고 필요한 양의 스프레이를 분사한 후 스캔하는 데 꼬박 2주가 걸렸지만 그 결과로 얻은 데이터는 필요한 만큼 깨끗하지 않았습니다.

Artec Studio 스크린숏: Hi-Lux 후면의 Leo 스캔 X-ray 모드 보기. 이미지 제공: A.B. Engineering

스캔을 확실하게 연결하고 CAD를 위한 매우 정밀한 3D 모델을 생성하기 전에 데이터를 정리하고 수동으로 다시 측정하는 데 한 주가 더 걸렸습니다.

팀원 중 한 명(가장 짧은 빨대를 뽑은 사람)이 차량에서 3,000개 이상의 표적을 벗겨낸 후 청소하는 일을 담당했습니다. 불행히도 일부 스티커는 내부 트림 패널들에 잔류물을 남겨 이 패널들을 사용할 수 없게 만들었습니다.

이에 수반된 과도한 시간과 노력을 보고 Ika는 사용하고 있던 3D 스캐너로 인해 팀의 작업 속도가 아주 느려진다는 것을 알게 되었습니다.

Artec Studio 스크린숏: Hi-Lux 후면의 Leo 스캔 X선 모드 보기. 이미지 제공: A.B. Engineering

프로젝트 기한이 유연하지 않은 업계에서는 매일, 매 시간이 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 그래서 프로젝트가 끝난 후 Ika는 더 나은 3D 스캐너를 적극적으로 찾기 시작했습니다.

몇 주에 걸친 스캐닝, 표적 및 스프레이에 작별 인사

그는 Artec 3D 웹사이트를 발견하고 수년 동안 리버스 엔지니어링, 포렌식, 의료 분야 및 기타 응용 분야에서 선호되어 온 전문 휴대용 3D 스캐너인 Artec Leo에 깊은 관심을 갖고 살펴보았습니다.

1밀리미터 미만의 정확도로 고해상도 컬러 3D 스캔을 제공하는 Leo는 터치스크린 디스플레이와 내장형 배터리 팩을 모두 갖추고 있어 100% 휴대가 가능하며 빠른 FPS 캡처 속도와 넓은 스캔 시야를 자랑합니다.

2022년형 Toyota Hi-Lux를 그 어느 때보다 빠르게 스캐닝

Leo를 채택한 이후 A.B. Engineering의 작업 흐름이 어떻게 개선되었는지를 보여주는 한 가지 예로 최근 장갑 프로젝트 중 하나인 2022년형 Toyota Hi-Lux 4도어 트럭의 해체된 운전석과 차대를 스캔하는 작업을 들 수 있습니다.

Leo를 손에 들고 Ika와 그의 팀은 Toyota Hi-Lux 4도어 트럭을 캡처하기 시작했습니다. 단 두 시간 후에, 단 한 개라도 표적을 붙이거나 스프레이를 분사하지 않고 스캐닝을 완벽하게 완료했습니다.

Artec Studio 스크린숏: Hi-Lux의 결합된 Leo 스캔. 이미지 제공: A.B. Engineering

그때부터 Artec Studio 소프트웨어에서 스캔을 처리하고 CAD로 전송된 STL 파일을 생성하여 Hi-Lux의 장갑을 설계하는 데 불과 5시간밖에 걸리지 않았습니다.

이전 스캐너가 거의 같은 결과를 내기 위해 스캔하는 데 일주일 그리고 스캔을 처리하는 데 일주일이 더 걸렸으면서도 질이 현저히 떨어진 것과 비교하면 그 차이는 놀라웠습니다.

Ika는 “예전을 되돌아보면 Leo가 보여주는 속도 차이는 놀랍습니다. 또한 Leo로 얻는 데이터는  오정렬(misalignment)이 전혀 없이 훨씬 더 깨끗합니다."라고 말했습니다.

Artec Studio 스크린숏: Hi-Lux 내부의 Leo 스캔 X선 모드 보기. 이미지 제공: A.B. Engineering

그는 이어 “우리의 측정 프로세스는 시간과 품질 면에서 크게 개선되었습니다. Leo는 엔지니어링 결과물의 품질과 탄도 격차를 줄이는 데 필요한 추가적인 몇 퍼센트를 얻을 수 있는 능력을 극적으로 변화시켰고, 이는 말 그대로 생명을 구할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

"모든 차량에는 맞춤형 접근 방식이 필요합니다."

Ika와 그의 팀은 장갑하는 모든 차량에 대해 필요한 탄도 보호 정도, 차량의 의도된 용도, 필요한 시간 프레임 및 부차적인 차량 업그레이드에 대한 기대치를 고려하여 클라이언트와 상의합니다.

후자를 고려할 때 일반적인 장갑 작업은 차량의 총중량에 230~900kg를 쉽게 추가할 수 있습니다. 이러한 증가를 수용하기 위해 때때로 특수한 고중량 브레이크, 차축, 변속기 및 구동렬이 필요합니다.

Artec Studio에서 Hi-Lux의 Leo 스캔을 쉽게 정렬 중. 이미지 제공: A.B. Engineering

Ika는 "이러한 차량 '보강' 시 중량이 많이 증가하므로 최고 수준의 방어 범위를 유지하면서 중량은 최저가 되게 장갑을 최적화해야 한다는 큰 부담을 갖게 됩니다."라고 말했습니다.

그는 이어 "이제 Leo가 있기 때문에 이런 최고의 결과를 얻는 것이 훨씬 더 빠르고 쉽습니다."라고 말했습니다.

몇 번의 클릭만으로 Hi-Lux의 스캔이 Artec Studio에서 정렬됩니다. 이미지 제공: A.B. Engineering

실탄 사격장에서 작업 테스트

Ika와 그의 팀은 프로젝트 규모나 복잡성에 상관없이 그들의 작업을 확고히 지지하며 Leo를 통해 더욱 자신 있게 작업을 수행할 수 있습니다. 그들은 최근에 있었던 장갑 시연에서 그 품질을 입증했습니다.

그들의 차량 중 하나인 중장갑 트럭이 실탄 사격 테스트 시설로 졌고, 그곳에서 다양한 무기의 모든 구경(최대 0.50) 800발 이상이 차량에 발사되었으나 관통이 하나도 없었습니다.

Hi-Lux 후면의 Leo 스캔 X-ray 모드 보기. 이미지 제공: A.B. Engineering

반면에 경쟁사의 또 다른 장갑 차량은 같은 무기로부터 유사한 총알 세례를 받았습니다. 그것은 실제 시나리오였다면 탑승자가 생존할 가능성이 전혀 없었을 지점을 훨씬 지나 수백 번 관통되었습니다.

Leo만 있으면 작업 준비 완료: 자동차, 트럭, 버스 및 비행기 장갑

지금까지 수년 동안, A.B. Engineering의 숙련된 엔지니어와 기술자 팀은 다양한 차량, 항공기 및 기타 물체에 대해 단순한 것부터 복잡한 것까지 광범위한 범위의 장갑 프로젝트를 수행해 왔습니다.

 Ika는 "Leo는 휴대하기 쉽기 때문에, 우리는 다음 프로젝트가 있는 곳이면 어디든 비행기를 타고 날아갑니다. 그곳에 도착하면 우리는 그 어느 때보다 빨리 작업을 끝낼 수 있다는 것을 알고 있으며, 모든 데이터는 Leo의 SD 카드에 바로 깨끗하게 준비되어 있을 것입니다.”라고 말했습니다.

CAD 준비 완료: Hi-Lux의 결합된 Leo 스캔의 Artec Studio 스크린숏. 이미지 제공: A.B. Engineering

그는 이어 “전 세계 어디든 현장에 노트북 없이 스캐너만 가져올 수 있다는 것만으로도 큰 덤이고, 표적 없이 스캔할 수 있는 옵션은 스캔하는 물체를 준비할 필요가 없기 때문에 또 다른 큰 이점입니다. 그리고 이는 스캐닝 프로세스의 흔적을 남기지 않는다는 것을 의미하기도 하며, 이는 때때로 아주 중요할 수 있습니다."라고 말했습니다.

연중 클라이언트 및 추천인의 꾸준한 유입

비즈니스 관점에서 Leo를 통해 Ika와 그의 팀은 훨씬 더 경쟁력을 가질 수 있었습니다. 오늘날 Leo를 사용하면 3D 스캐닝이 포함된 모든 프로젝트에 이전보다 엔지니어링 시간이 2주 단축됩니다. 이를 통해 이 회사는 클라이언트에게 직접 낮은 가격을 제공할 수 있으며, 결과적으로 클라이언트 및 추천인이 일 년 내내 유입됩니다.

Ika는 “우리가 Leo를 채택하기 전에는 3D 스캐닝은 작업에 걸리는 시간 때문에  클라이언트에 대한 총비용의 20~30%를 차지했습니다. 하지만 Leo를 사용할 경우, 스캐닝 비용은 프로젝트 비용의 5~10%에 불과합니다. 따라서 어떤 경우에는 우리가 예전에 갖고 있던 3D 스캐너와 같이 성능이 떨어지는 3D 스캐너를 사용하는 경쟁업체보다 20% 저렴한 비용을 청구할 수 있습니다."라고 설명했습니다.