ASK : Ansys + Startup + Korea 2021

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

여러 산업 분야에서 단열에 대한 다양한 이슈가 있으며, 최근 전기차가 이슈화되면서 고질적인 문제인 배터리의 안정성 문제가 크게 부각되고 있습니다. 전기차에 사용되는 리튬이온배터리의 경우 폭발과 화재에 취약한 문제가 있으며, 폭발의 경우 배터리 과충전이나 차량 운행 시 발생하는 물리적인 충격에 의해서 발생하고 이로 인해 발생한 화재 진압은 완전 연소 전까지는 사실상 어려운 상황입니다.

당사 제품은 뛰어난 단열성능과 내화성능을 기반으로 전기차의 각종 단열/화재 이슈에 대한 솔루션으로 적합합니다. Ansys 프로그램을 통한 시뮬레이션으로 실증하기 어려운 환경이나 산업 분야에 적용 가능한 단열/내화 솔루션을 찾아가고 있습니다.

실례로 독일 최대 전자 업체 S사의 주력 제품인 Power Supply Management 시스템에 당사의 에어로젤 제품 검토 시 Ansys 모델 시뮬레이션과 테스트를 통하여 최단 시간에 솔루션을 제공하는 등, 시뮬레이션 모델링을 통해 솔루션에 대한 검증 시간을 획기적으로 단축하고 있습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

사이벨의 무선센서는 가장 연약하고 작은 미숙아를 대상으로 개발되었습니다.

첫 번째는 연약한 피부에 적합하고 곡률이 많은 인체 부위에도 잘 부착될 수 있는 역학적인 특성 연구이며, 두 번째는 소형화하고 전력효율을 극대화하면서 임상 모니터 수준의 정확도를 갖춘 플렉서블 회로 기판 연구, 세 번째는 전통적인 디지털 신호처리 기술과 AI, 머신러닝을 접목해 정확도를 높이는 알고리즘의 개발입니다.

사이벨의 엔지니어들은 Ansys를 활용하여 유연함과 내구성을 동시에 전자기 특성을 고려한 설계를 통하여 인체에 미치는 영향을 최소화하는 설계를 진행 중입니다.

Ansys의 시뮬레이션 솔루션을 도입한 결과, 시제품 생산까지의 공기가 2배 이상 단축되었으며, 기존 제품의 문제점을 해결하는 솔루션 제시에 많은 도움이 되었습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

㈜에이스랩은 지정구간 자율주행을 위한 ‘다차종 호환 가능한 모듈형 자율주행 패키지‘를 개발하고 있습니다. 본 패키지는 자율주행에 필요한 센서, 컴퓨팅 유닛 및 AI 자율주행 알고리즘 포함하는 자율주행 통합 솔루션으로써, 비전문가도 자율주행 차량 플랫폼을 빠른 시간 내에 합리적인 비용으로 구축할 수 있도록 도와드립니다.

시뮬레이션 솔루션은 자율주행 패키지의 성능을 다양한 주행 환경에서 평가할 수 있도록 지원하여 본 패키지의 완성도를 높였습니다. 시뮬레이션 기반 성능 검증을 통해 실차 주행 시험으로 소요되는 시간을 단축하고 비용을 절감했습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

당사가 현재 개발 중인 웰니스 디바이스는 PEMF(맥동 전자기장)와 LLL(저준위레이저)를 적용한 관절 통증 완화 기기로 PEMF 최적화를 위한 Maxwell과 LLL 광학 최적화를 위한 Speos 해석을 활용하고 있습니다. 기존 2D 형식의 해석 시뮬레이션세에서 불가능하였던 3차원 영역의 입체 결과를 확인하여 보다 명확한 거동 특성을 제품에 반영하고 있습니다

시뮬레이션 솔루션 도입전에서는 이론적 형상과 구조에 대해 직접 샘플을 제작하고 테스트하여 개선 방향을 도출하여야만 하였고 최적화를 위해서는 10여개 이상의 샘플 제작이 필요한데 특히 광학관련 샘플의 경우는 제작 기간과 비용이 상당하여 원활한 개발 진행이 어려웠습니다.

시뮬레이션 솔루션 도입후에는 다수의 샘플을 제작해야 하는 전통적 개발 방식에서 벗어나 3D 시뮬레이션을 통해 다양한 설계 구조에 대해 실제에 가까운 결과를 예측하고 최적 설계를 진행하여 전체 개발 시간 및 비용이 현저히 줄일 수 있었습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

산업용 방진마스크 배기변의 단순 기능(날숨 배출)과 비말에 의한 코로나 바이러스 전파로 일반 마스크처럼 방진마스크 또한 사용이 법적 제한이 되었을 때 근로자들의 호흡곤란 및 산소부족 등의 문제점을 예방할 대안으로 방진마스크 내부에 산소가 발생되며 마스크 내부에서 공기정화가 가능한 기능성 기술제품으로 교체하기 위한 산업용 산소 발생 방진마스크 생산 설비가 가능하도록 3D모델링 설계를 도입하여 O2S(산소공급캡) 부착형 산업용 방진마스크 생산 설비를 구축하게 되었습니다.

전 세계적으로 열악한 환경의 산업근로자들의 작업 근무 환경 개선 및 안전하고 편안한 호흡에 대한 권리를 보호할 수 있으며, 경쟁사(3M社)의 단순 배기 기능의 마스크보다 원가를 절감하여 시장 경쟁력을 갖출 수 있게 되었습니다.

인앤아웃 솔루션 기능의 O2S 부착형 산업용 방진마스크는 산업근로자들에게 산소가 효과적으로 전달되기 위한 사전 시뮬레이션 설계가 필요하였고 이를 도입하여 최초의 기능성 캡이 부착된 산업용 방진마스크 생산설비 구축을 할 수 있었습니다. 

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

현재 자율주행차 3D Sensing은 기술적 한계에 직면하였으며, 이를 극복하기 위해서 새로운 방식의 광센싱 기술 및 Micro Optics 소자/부품을 필요로 하고 있습니다. 또한 메타버스 관련 3D Hologram, 3D Depth Sensor 등에도 Micro Optics는 필수로 적용해야하는 광학소자 입니다.

㈜옵토전자는 2018년부터 3D Sensing 광학소자 분야 R&D에 집중 투자하여, 설계/공정/소재 부문의 요소기술을 확보하였습니다.

Ansys Speos를 통한 Micro Optics 설계 및 내재화된 Direct Laser Lithography 장비를 통한 제조로 3D Sensing Micro Optics 광학소자 시장을 선도하겠습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

백내장 진단기기 및 안과 원격 의료 플랫폼 개발 프로젝트

신남방국가(인도네시아 포함) 또는 러시아, 북미지역같이 교통이 불편하거나 전문 의사 수가 부족한 의료 취약지역에서 휴대가 용이한 스마트폰과 세극등이 결합된 백내장 진단 기기로서 촬영된 이미지를 전문의에게 전송하여 진단을 받을 수 있습니다.

기존 미 출시된 제품을 개발하기 위해 제품 구조에 다양한 시도가 요구되었기에 앤시스 시뮬레이션을 통해 제품 개발에서 전 처리 과정의 복잡한 형상에 대한 시행착오를 줄여 비용 절감의 목적으로 도입하였습니다.

시뮬레이션을 통한 백내장 진단기기 개발에 있어서 조명의 출력강도, 배광 곡선 등 광학 특성을 시뮬레이션을 통한 결과값 예측 및 계산하여 개발 시간 단축과 시정 조치가 줄어들고 있습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

5G  통신등 초고주파 대역의 부품 설계를 위해서는 매우 정확한 수치와 그에 따른 변화를 예측하는 것이 제품개발에 중요한 요소가 됩니다. (주)이랑텍의 엔지니어들은 순천향대학교와의 산학공동연구를 참여하면서 밀리미터파 대역의 필터 및 결합기를 설계하는 프로젝트를 진행하고 있습니다. 개발하는 부품은 필터와 결합기 일체형의 구조로서 Ansys HFSS를 활용하여 좀 더 정확한 특성을 예측하고 구조물 가공의 한계를 고려하는 설계를 진행하여 개발 기간을 단축하는데 큰 도움을 받고 있습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

현재 전체 전기이륜차 시장은 1.3%로 대만, 중국, 베트남 시장에 비해 비중이 작습니다. 전기 이륜차의 핵심 부품인 동력전달장치는 수입 의존도가 크며 가격 및 성능에 따라 전체 제품의 품질을 좌우합니다.

기존 수입하여 사용되는 동력전달장치의 성능에 비해 고출력밀도 및 고효율의 성능을 갖춘 국산 동력전달장치 개발이 필요하다고 판단되어 개발을 진행 중에 있습니다.

 ASK 프로그램을 통해 티엠솔루션스가 보유한 특허기술을 활용한 마그네틱 기어 영구자석 전동기를 개발 프로젝트를 진행하고 있습니다. 이 모터는 기존 수입에 사용된 동력전달장치에 비해 높은 고출력밀도 및 고효율화 된 성능을 보여줄 것입니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

Ansys 시뮬레이션 툴의 융합활용을 통한 다중물리 해석으로 HCSP 시스템 설계와 사전 모의 현상 분석 연구를 통한 기술고도화와 국내 최초 하이브리드 집광형 발전장치(HCSP) 시제품을 실증하기 위한 프로젝트를 진행 중입니다.

푸드포트는 초점이 한 점이 아닌, 선형 분포를 갖는 집광형 발전장치를 고안하였으며 이를 실용화하기 위한 검증이 필요한 상황이었습니다.

Ansys의 Speos는 3D적 광경로 해석이 가능한 툴임을 알고 있었으며, 개발하려는 HCSP는 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이며 변환 과정에서 열이 발생하기 때문에 다양한 에너지 전환 과정에 관한 해석이 필요하므로 열/전자기/광학 해석이 복합적으로 가능한 솔루션을 제공받을 수 있는 Ansys의 시뮬레이션 솔루션을 도입하였습니다.

이에 Ansys의 시뮬레이션 솔루션을 도입하여, Ansys SPEOS, CFD를 활용한 HCSP 광학-유체-열해석 기술의 융합 해석을 통해 HCSP 시스템 안팎의 에너지와 열 운용에 관한 전반적 기술 확보로 쿨링 기술 및 에너지 안정화 제어 기술을 확보할 수 있습니다.

또한, Ansys CFD, Maxwell을 활용하여 전자기-열-유체 해석을 통한 광전효율 해석과 최적의 집광비(반사경을 통해 집광부에 집전되는 에너지 밀도 비율) 해석 기술을 확보할 수 있습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

자동차의 진동소음을 개선하기 위해서 기계적 동흡진기, 흡차음재 등이 많이 사용됩니다.

디바인테크놀로지의 엔지니어들은 Ansys Mechanical Enterprise 소프트웨어를 사용해서 구조체의 고유주파수에 압전션트 회로를 정밀하게 튜닝하여 전기적 동흡진기로 만들었습니다.

이렇게 함으로써 구조체의 진동을 줄이고 방사소음을 개선할 수 있습니다. 전기자동차의 경우에는 구동모터가 주요 소음진동원이기 때문에 구동모터의 구동주파수 성분과 구조체의 고유진동수가 일치할 때 공진 현상이 발생합니다.

저희는 압전션트를 이용하여 구동모터의 소음진동을 개선하는 연구를 수행하고 있습니다. Ansys Mechanical Enterprise는 압전해석을 위한 가장 좋은 소프트웨어입니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

1. 스마트폰 디스플레이에 mmWave 5G 안테나 설계                              Array antenna gain, beamforming coverage, CDF, radiation pattern확인
2. Data device, CPE용 mmWave 5G 안테나 설계
   
3. 도심을 모델링해서 field 시뮬레이션 진행 투명 디스플레이 안테나

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

기존 Cu 배선의 한계로 데이터의 전송속도가 빨라지고, 데이터량의 급격한 증가에 기인하여, 대체기술인 광연결 기술의 Needs가 증가하는 추세입니다. 또한, 최근 TV, Digital signage, 반도체 검사 장비, 고화질 영상 전송, 자동차 등에서도 대용량의 데이터 전송이 필요하여 기존 산업용과는 구분되는 소형, 저가격의 가전용 광통신시장이 열리고 있는 상황입니다.

광소자와 광섬유간의 광축을 정렬하는 역할을 하고, 가전용 Application 적합한 대량 생산 가능한 구조의 초소형 광모듈을 개발하여 다양한 Application으로 확장하고자 합니다,
Ansys의 전송 시뮬레이션인 HFSS 솔루션을 사용하여 고속 전송의 문제점을 사전에 파악하고 초고속 통신이 가능한 광모듈을 사전에 검증함으로서 개발기간을 단축하고 신뢰성있는 제품을 개발하는데 많은 도움이 되고 있습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

오토웍 2.0 및 TRUCK의 이송 MECHANISM 구현 및 개발을 함에 따라 설계 단계에서 초기의 기어의 모듈 및 종류에 대한 개발 및 BELT 및 PULLEY , 이송구간의 GUIDE의 개발을 함에 따라 발주 및 비용, 제작 기간, 조립 시간 및 공수의 손실이 발생합니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 활용하여 적절한 규격의 MECHA 부품을 개발하고, 가장 최적화하며 제품의 소형화를 가능하도록 검토할 수 있습니다.       

또한, Ansys 솔루션을 활용하여 또한 내구성 및 진동에 대한 시뮬레이션을 하여 장기적인 사용 및 극한에서의 사용성을 최대화하여 보다 전략적인 제품을 개발할 수 있었습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

○ 1톤 미만의 농업용 미니굴착기의 경우 논밭 작업용 다목적 농기계이고 가벼우면

    서도, 각종 농업용 작업기를 장착하여 활용할 수 있습니다.

○ 이러한 다양한 작업기는 커플러를 매개로 미니굴착기로부터 결합 분리 작업을 반

    복적으로 수행해야 합니다. 이를 위해 커플러는 다양한 작업의 결합 분리 작업을 편리하게 수행할 수 있어야 할 뿐만 아니라, 결합 이후 저절로 분리되는 것을 방지해야 할 필요성이 있습니다.

○ 이 때문에 Ansys 프로그램을 활용하여 구조해석이나 유동해석 등을 수행하여 기   

    계적으로 안정되고 튼튼한 커플러의 연구개발이 필요한 실정입니다. 이를 위해 Ansys Discovery를 활용한 3D 모델링을 통한 시뮬레이션 작업을 선행하여 양질의       

    신제품을 개발하고 있습니다.

○ 결과적으로, Ansys Discovery를 통해 가상의 3D 모델링으로 시제품을 구현할

    필요가 없어 불필요한 비용 사용을 줄이는 것은 물론, 가상의 시뮬레이션을 통해

    제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있었습니다.

Ansys 시뮬레이션 솔루션을 도입하게 된 계기는? 그리고 어떠한 개선이 있었나요?

바이오 체외진단 분야는 면역화학진단과 분자 진단으로 나누어지고, 향후 지속적인 시장 성장이 예측되고 있습니다. 분자 진단을 위해서는 생물학적 시료로부터 유전자를 추출하는 과정이 필요하고, 추출된 유전자는 증폭 과정을 거쳐서 유전자 진단이 진행됩니다.

현재 유전자 증폭 기술은 빠른 유전자 증폭을 위해 온도 사이클링 시간을 단축시키는 방향으로 많은 연구가 이루어지고 있습니다. 유전자 추출 분야에서는 마그네틱 비드를 이용하여 마이크로플레이트 용기에서 동시다발적으로 다량의 유전자를 추출하는 방식이 적용되고 있습니다.

(주)마이크로플로텍은 Ansys 시뮬레이션 솔루션을 이용하여 최적의 고속 온도 사이클링 조건을 도출하는 열유체 해석과 다채널로 마그네틱 비드를 균일하게 분주하기 위한 매니폴더  채널 해석을 수행하고 있습니다. 또한 마이크로플루이딕 기반의 바이오칩의 유동 해석을 통해 고속 유전자 증폭 소자를 개발할 계획을 가지고 있습니다.