PENN-TROY MANUFACTURING, INC.
SOLIDWORKS 솔루션을 활용한 복잡한 밸브 개발의 현대화

당면 과제

회사의 제품 라인을 확장하여 시장 성장의 기회로 활용할 수 있도록 급수 밸브와 폭발 완화 밸브의 개발 속도를 가속화합니다.

솔루션

SOLIDWORKS Premium 설계, SOLIDWORKS Simulation Professional 해석(FEA), SOLIDWORKS Flow Simulation 전산유체역학(CFD) 해석, SOLIDWORKS Enterprise PDM(제품 데이터 관리) 및 SOLIDWORKS Composer 테크니컬 커뮤니케이션 소프트웨어를 구축합니다.

이득

설계 주기 50% 단축

프로토타입 제작비 40,000~50,000달러 절감

밸브 무게 10% 감소

제품 품질 개선

Penn-Troy Manufacturing, Inc.는 수처리 시스템, 폐수 처리장, 선박용 디젤 엔진에 사용하는 특수 밸브를 제조하는 선도적인 기업입니다. 이 회사의 Troy 밸브 부서에서는 수자원 산업과 폐수 산업에서 사용되는 규격 밸브와 맞춤형 밸브를 생산하고 있으며, Bicera 밸브 부서에서는 크랭크케이스 점화로 인한 엔진룸의 폭발과 화재를 방지하는 크랭크케이스 폭발 완화 밸브를 공급하고 있습니다. Bicera 밸브는 1947년에 28명의 사망자를 낸 엔진룸 폭발 사건의 원인이 크랭크케이스의 오일 미스트 점화라는 사실을 밝혀낸 영국 내연기관 연구협회(BICERA: British Internal Combustion Engine Research Association)의 이름을 따서 지어진 것입니다. Penn-Troy는 1959년부터 Bicera 폭발 완화 밸브를 제조해 오고 있습니다. 이 밸브는 내부 압력이 특정 임계값에 도달하면 내부 압력을 완화하고 내부의 오일 화염이 역화되지 않도록 역화 방지기를 이용해 불을 끄는 원리로 작동합니다.

이 회사는 2010년까지 자사의 제품 제조에 2D 엔지니어링 도면을 사용했습니다. 그러나 수석 기계 엔지니어 Mike Kafka 에 따르면, 경쟁력 강화를 비롯하여 연구 개발 확대, 제품 라인 확장 및 시장 점유율 증가에 대한 경영진의 요구에 의해 Penn- roy는 3D 솔루션을 평가해야 하는 상황에 놓이게 되었습니다. 경영진에서 신제품 개발을 늘리고자 했습니다. 이러한 적을 지원하기 위해서는 효율성과 생산성을 높일 3D 설계, 뮬레이션, 커뮤니케이션 도구를 채택해야 했습니다."라고 afka는 당시의 상황을 전했습니다. afka는 대학 에서는 Pro/ENGINEER® 소 프 트웨어를 용했었지만, 리셀러인 Prism Engineering에서 발표한 레젠테이션을 본 후 SOLIDWORKS® 솔루션에 투자할 것을 사에 권유했습니다. Penn-Troy는 사용이 용이하고 폭넓은 합 설계 및 엔지니어링 솔루션을 제공하는 장점을 고려해 SOLIDWORKS를 채택했고, SOLIDWORKS Premium 설계, SOLIDWORKS Simulation Professional 해석, SOLIDWORKS Flow Simulation 전산유체역학(CFD) 해석, SOLIDWORKS Enterprise PDM(제품 데이터 관리) 및 SOLIDWORKS Composer™ 테크니컬 커뮤니케이션 소프트웨어 솔루션을 구축했습니다."평가한 패키지 중 직관성이 가장 뛰어난 패키지는 SOLIDWORKS 였습니다. 이 소프트웨어는 기대한 만큼 쉽게 사용할 수 있었고, 지금까지 SOLIDWORKS로 할 수 없는 작업은 한 번도 보지 못했습니다."라고 Kafka는 당시를 회상합니다.

"SOLIDWORKS Simulation 도구는 수 천 달러의 비용을 절감시켜 줍니다. 저는 유동 분포 상태에서도 배기 가스를 가장 잘 배출시키는 밸브 설계를 찾기 위해 6가지 구성에 대한 유체 유동 시뮬레이션을 실행했습니다.

SOLIDWORKS Simulation을 이용하면 다양한 레벨의 토크와 유량 압력에 따른 응력과 하중을 계산할 수 있기 때문에 프로토타입을 많이 제작할 필요 없이 새로운 치수의 Troy 밸브를 신속하게 개발할 수 있습니다." — 수석 기계 엔지니어 Mike Kafka

폭발력 시뮬레이션

Penn-Troy는 Bicera 밸브 재설계에 따른 폭발력을 다양하게 시뮬레이션하는 데 SOLIDWORKS Simulation Professional 소프트웨어와 SOLIDWORKS Flow Simulation 소프트웨어를 사 용했습니다. 시뮬레이션에서는 볼트가 빠 질 위치를 확인하거나, 공명 매체가 될 위치를 찾거나, 재료나 보강대를 추가할 위치를 확인하는 등 크랭크케이스 폭발에 대한 구조적 영향과 진동 영향을 가늠하게 되는데, Penn-Troy에 서는 SOLIDWORKS Flow Simulat ion 소프트웨어를 사용하여 밸브에 이용된 다공성 소결 합금의 크랭크케이스 폭발에 대한 반응을 시뮬레이션할 수 있게
되었습니다. 시뮬레이션을 실행함으로써 Penn-Troy는 프로토타입 제작 수 감소로 제작비가 40,000~50,000 달러 절감되었고, 밸브 무게가 10% 감소하여 재료비 절약이 실현되었으며, 무엇보다도 기존의 절반에 해당하는 시간에 더욱 강력한 설계를 제작할 수 있게 되었습니다.
"SOLIDWORKS Simulation 도구로 수 천 달러의 비용이 절감되었습니다. 저는 유동 분포 상태에서도 배출 가스를 가장 잘 배출시키는 밸브 설계를 찾기 위해 6가지 구성에 대한 유체 유동 시뮬레이션을 실행했습니다. SOLIDWORKS Simulation을 이용하면 다양한 레벨의 토크와 유량 압력에 따른 응력과 하중을 계산할 수 있기 때문에 프로토타입을 많이 제작 할 필요 없이 새로운 치수의 Troy 밸브를 신속하게 개발할 수 있습니다."

CAD 데이터 활용을 통한 시간 및 비용 절약

3D CAD 데이터를 활용하여 설계 시뮬레이션을 실행하는 것 외에도 Penn-Troy는 SOLIDWORKS Composer 테크니컬 커뮤니케이션 소프트웨어를 통해 웹사이트와 제품 카탈로그를 재정비하고 있습니다. "SOLIDWORKS의 강점은 미래의 견지에서 시간과 비용을 절약할 수 있는 잠재력이 무궁무진하다는 점입니다."고 Kafka는 전합니다. "SOLIDWORKS를 사용하면 인력을 충원하지 않고도 더 많은 고객과 용량, 작업 처리량을 소화해낼 수 있습니다. SOLIDWORKS 솔루션 없이는 아예 작업 처리가 어려울 정도입니다."라고 Kafka는 덧붙였습니다.