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pp.520-529
본 연구에서는 3D 스캐닝 기반의 역설계 기술과 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)를 통합하여 실제 생산 공정의 특성을 반영한 디지털 모델을 구축하고 이를 기반으로 선박의 성능과 환경성을 동시에 개선하는 지속가능한 설계 방법을 제안하였다. 연구 대상 인 8m급 복합재료 소형 선박을 3D 스캐닝하여 초기 디지털 모델을 생성하였으며 이후 설계 중량과 실제 측정 중량 간의 차이를 규명하기 위해 수적층(hand lay-up) 공법의 제조 공차, 재료 겹침, 불균일한 수지 분포 등 생산 현장의 비정형적 요소를 모델에 정량적으로 반영하여 실제 제작 상태에 근접한 역설계 모델을 개발하였다. 이를 기준으로 성능 개선 요구사항을 만족시키는 최종 설계안을 도출하고 두 모델 에 대한 전과정평가를 수행하여 환경 영향을 비교 분석하였다. 그 결과 생산 공정의 특성을 고려한 역설계 모델은 실제 선박의 중량과 0.02% 이내의 오차를 보여 높은 정확도를 입증하고 이를 바탕으로 개선된 최종 설계안은 역설계 모델 대비 평균 1.94%의 환경 영향 감소 효과를 보였으며 폴리에스터 수지가 전체 환경 부하의 핵심 요인임을 정량적으로 식별하였다.
This study proposes a design method for a composite small craft to simultaneously improve their performance and environmental sustainability. It integrates 3D scanning-based reverse engineering with life cycle assessment (LCA) to construct a digital model that reflects the characteristics of actual production processes accurately. To this end, an initial digital model of an 8m class composite small craft is created using 3D scanning. To address the discrepancy between the proposed and actual weights, a reverse-engineered model approximating the as-built condition is developed by quantitatively incorporating atypical manufacturing factors from the hand lay-up process, such as manufacturing tolerances, material overlaps, and non-uniform resin distribution. Based on this as-built model, a final design is derived to satisfy preestablished requirements for performance improvement. Finally, LCA is performed on both models to compare and analyze their environmental impacts. The results reveal that the reverse-engineered model considering production characteristics exhibits high accuracy, with a weight deviation of less than 0.02% relative to the actual vessel. The improved final design, constructed on the aforementioned model, exhibits an average environmental impact reduction of 1.94% compared to the as-built model. The LCA results also identify polyester resin as the primary contributor to the overall environmental load based on quantitative analysis.
Abstract
1. 서 론
1.1 연구배경
1.2 연구 동향
1.3 연구 방법론
2. 복합재료 소형선박의 역설계
2.1 3D 스캔 모델
2.2 초기 역설계 모델
2.3 공정 특성을 고려한 역설계 모델
2.4 최종 개선 모델
3. 복합재료 소형선박의 지속가능한 설계
3.1 전과정 목록 분석(Life Cycle Inventory, LCI)
3.2 전과정 평가(Life Cycle Assessment)
4. 결 론
Acknowledgement
References
