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시각화에 기초한 콘택트렌즈 설계의 혁신을 이루다
  1. 개발시간 60%단축
2. 프로토타입의 개수 50%축소
3. 렌즈의 편안함 및 방향성 개선
4. 광학적 정밀도 및 도구 설계의 수준 개선
  산업: 콘텍트렌즈 설계 / 이전캐드: 3D CAD / 사용제품: SolidWorks / 장 점: 콘텍트렌즈 설계

바슈롬(BAUSCH&LOMB)

시각화에 기초한 콘택트렌즈 설계의 혁신을 이루다~

 

세계에서 가장 명망 있는 의료 브랜드로 손꼽히는 Bausch & Lomb은 전세계 인류의 밝은 시력을 지키고 삶의 질을 개선한다는 사명을 실천하고 있습니다. 1853년 설립된 이 회사는 광학 및 눈 건강 기술 분야에서 첨단의 자리를 선도해 왔습니다. Bausch & Lomb은 오늘날에 이르기까지 변함 없이 콘택트렌즈, 렌즈 관리 제품 및 안과 수술 장비의 개발 및 혁신을 계속해서 리드해
나가고 있습니다.


생체역학 엔지니어 Robert Stupplebeen의 설명에 의하면 지난 2003년 Bausch & Lomb의 경영진은 회사의 엔지니어들이 종전까지 사용해 온 2D 및 3D CAD 도구를 표준 3D 개발 플랫폼으로 교체하기로 결정을 내렸습니다. “우리의 설계 도구는 고급 광학 설계의 수행을 위해 복잡하고 수학적으로 정밀한 표면과 기하학적 형상을 처리할 수 있어야 합니다. 즉, 렌즈 표면의 곡면을 시각화하고 렌즈의 두께를 조절하고 각 렌즈별로 고객과 관련된 수많은 설계 변수를 고려해야 합니다”라고 Stupplebeen은 설명합니다.


Bausch & Lomb의 경영진은 기존의 Unigraphics® 및 AutoCAD® 설계 응용 프로그램을 회사의 모델링, 표면 마감 및 분석 요구 사항을 모두 충족하는 단일 3D 플랫폼으로 교체함으로써 회사의 엔지니어들이 렌즈의 성능과 착용감을 혁신적으로 개선하는 동시에 개발 프로세스를 자동화하고 비용을 관리할 수 있을 것이라고 판단했으며, 아울러 복잡한 표면의 처리를 위한 보다 사용자 친화적인 접근 방식을 필요로 하고 있었습니다.


Bausch & Lomb은 사용하기 쉽고 고급 표면 처리 기능과 설계 설정 도구가 포함되어 있으며 통합 설계 분석, 시뮬레이션 및 작업 그룹 제품 데이터 관리(PDM) 응용 프로그램이 기본 지원되는 SolidWorks® Premium 소프트웨어를 최종 선택하였으며 30개의 라이선스를 설치했습니다. “ 엔지니어링 전문가의 관점에서 SolidWorks 소프트웨어는 배우기와 사용하기가 매우 쉽습니다.
그러한 이유로 우리는 모든 설계 작업에 SolidWorks를 사용하고 있습니다”고 Stupplebeen은 말합니다.

 

 

시각화를 통한 콘택트렌즈의 착용감 개선
SolidWorks를 구축하기 전까지 Bausch & Lomb의 엔지니어들은 실제 프로토타입의 제작을 통해서만 콘택트렌즈를 시각화할 수 있었습니다. 하지만 이제 설계자들은 SolidWorks를 이용해 렌즈 모델을 모든 각도에서 완전하게 검사할 수 있을 뿐 아니라, 효율과 비용 대비 효과를 개선하는 동시에 보다 착용감이 편한 렌즈를 제작할 수 있습니다.
“착용자의 눈꺼풀에 완벽하게 들어 맞도록 렌즈를 제작하는 것이 중요합니다”라고 Stupplebeen 은 말합니다. “3D 방식의 시각화 및 시뮬레이션 기능은 안구에 정확이 밀착되고 들어 맞는 콘택트렌즈의 형상을 설계하는 데 있어 상당한 이점을 제공하며, 최고 수준의 착용감을 보장해 줍니다.”


혁신의 촉진 및 설계 싸이클의 단축
현재 Bausch & Lomb의 엔지니어들은 SolidWorks 3D 설계 도구를 이용해 매우 정밀하게 콘택트렌즈의 형상을 조정할 수 있으며, 결과적으로 소재의 혁신이 촉진되고 렌즈의 두께 조절이 자유로워지는 동시에 전체적인 개발 시간이 60%나 단축되는 효과를 거둘 수 있었습니다. 아울러 설계에 대한 통제력이 향상됨에 따라 Bausch & Lomb의 엔지니어들이 여러 번의 임상 실험을 실시하지 않고도 산소 투과성이 개선되고 착용감이 더욱 편안한 렌즈를 개발할 수 있게
되었습니다.
“보다 착용감이 편안한 렌즈를 설계하려면 두께 프로필을 다각화하는 동시에 렌즈의 광학적 특성을 유지할 수 있어야 합니다”라고 Stupplebeen은 지적합니다. “렌즈가 너무 두꺼우면 착용감이 불편해지고, 반대로 너무 얇으면 손쉽게 찢어질 뿐 아니라 다루기가 어렵습니다
(접히거나 뒤집힘). 렌즈의 두께를 눈으로 볼 수 있도록 해 주는 SolidWorks의 두께 분석 기능은 렌즈의 편안함과 방향성을 위해 매우 중요하며, 우리가 부단히 소재의 공식을 바꾸는 것도 바로 그 때문입니다.”


다양한 렌즈 설계의 자동 설정
또한 Bausch & Lomb은 SolidWorks의 설계 테이블 설정 기능을 이용해 하나의 기본 설계를 기초로 렌즈 및 관련 도구의 설계를 다각화하는 방식을 사용하고 있습니다. 이러한 기능은 설계 싸이클의 단축에 도움이 되었을 뿐 아니라, 프로토타입 제작 수량이 최대 50%까지 감소하는 결과를 가져다 주었습니다.
“각각의 렌즈 설계마다 정밀도, 안구 크기, 렌즈 형상 등과 관련하여 수백 가지의 상이한 SKU가 지정되고 각각의 SKU마다 50가지의 서로 다른 설계 파라미터가 있으며, 그 하나하나가 모두 고유한 제품에 해당합니다”라고 Stupplebeen은 설명합니다. “하지만 SolidWorks의 설계 테이블을 이용하면 원형 모델로부터 이러한 변형 설계를 모두 개발할 수 있기 때문에 프로세스
시간과 비용이 크게 절감됩니다.”
Bausch & Lomb은 이러한 설정을 콘택트렌즈의 제작에 필요한 고정밀도 싱글샷 몰드와 도구에까지 적용함으로써 추가적인 절감 효과를 거두고 있습니다. 즉, 한 개의 몰드로 모든 개별 렌즈를 제작할 수 있고 몰드를 재활용할 수 있습니다. 또한 이 프로세스의 자동화를 통해 제조 비용을 절감하고 있습니다.