기계 설계나 기구 설계에서는 3D CAD를 도입해도, 구상 설계는 2D CAD로 하는 설계자가 많지 않은가요? 3D CAD의 진가를 발휘할 수 있는 3차원 설계 기법으로 풀 3차원 설계를 목표로 도전해봅시다.
목차
기계 설계에 있어서 구상 설계란?
제로 상태에서 설계 사양을 만족 시키는 레이아웃이나 기구를 구상합니다. 가장 큰 특징은 부품 형상이 확정되지 않아 1개의 선이나 사각과 같은 간이 도형을 사용해 검토해 갑니다.
3D CAD로 구상 설계를 하지 않는 이유
①구상 스케치에 사용할 수 없다
- 기구 구상도 등은 2차원으로 검토됩니다.
- 블록화 등 2D CAD의 기능을 사용할 수 없습니다.
- 3D CAD에서는 어셈블리(구상도)를 작성해야 합니다.
②어셈블리를 작성할 수 없다
- 부품 형상이 정해지지 않은 단계에서는 어셈블리를 작성할 수 없습니다.
- 부품 형상이 변경될 때마다 에러가 발생합니다.
- 참조 관계 관리가 번잡해집니다.
이제는 3D CAD로 구상 설계가 가능
①구상 스케치의 과제를 해결
- 3D CAD 스케처는 피처 작성 이외에 2차원 기구 구상도를 그려 검토할 수 있습니다. *기하 구속 엔진에 의해 2차원 선화로 기구의 간이 시뮬레이션이 가능합니다.
- 스케치 블록 기능을 통해 2D CAD와 같이 레이아웃을 검토할 수 있습니다.
- 가상 어셈블리 기능을 통해 2차원 레이아웃 후에 자동으로 3차원 어셈블리를 작성할 수 있습니다.
②어셈블리 과제를 해결
- 레이아웃 파츠 기법, 스켈리턴 기법 등을 통해 부품 형상이 정해지지 않은 단계에서도 어셈블리를 작성할 수 있습니다.
- 레이아웃 파츠 기법, 스켈리턴 기법을 이용해 부품 형상이 변경될 때마다 에러가 발생하지 않습니다.
- 데이터 관리 툴이 충실해져 참조 관계 관리를 간단하게 할 수 있습니다.
3D CAD로 실시하는 차세대 기계 설계
2D CAD에서는 설계 검증 부분을 시제작품 확인에 의존해야 하지만 3D CAD에서는 각종 다양한 설계 검증 툴을 이용할 수 있어 시제작품 전의 검증이 가능합니다.
- 설계 검증 기능① 질량 특성으로 체적, 중량, 중심 위치, 관성 모멘트 등
- 설계 검증 기능② 조립 검증, 간섭 확인, 기구 해석
- 설계 검증 기능③ CAE에 의한 부품 강도, 진동, 열, 피로, 충격 등의 해석
- 설계 검증 기능④ 가공 비용 산출, 가공 공정 확인, 3차원 도면 검토
정리
아직 2D CAD를 이용하는 설계자가 많이 있습니다. 충분한 설계 경험을 갖췄다면 어느 정도 설계 노하우를 확보하여 제품을 개발할 수도 있지만 3D CAD에서는 2D CAD로는 불가능했던 설계 검증 등의 툴이 준비되어 있어 2차원 설계 이상의 설계 정밀도 향상과 개발 기간 단축을 도모할 수 있습니다.
