2D CAD와 3D CAD는 설계의 편리함에 차이가 있을까요? 드래프터에 의한 수작업 2차원 도면에서 2D CAD로의 이행은 100% 가깝게 실현됐지만, 2D CAD에서 3D CAD로의 이행은 좀처럼 진행되지 않는 것이 현실입니다. 가장 큰 이유는 2D CAD는 도면 작성 툴이고, 3D CAD는 설계 툴이라는 커다란 차이가 있기 때문입니다. 필자의 경우, 구상 설계는 2차원으로 생각한 후 3D CAD로 부품을 구현화하기 때문에 2차원, 3차원 중 하나만 갖고 설계하진 못합니다.
목차
설계자는 2차원으로 생각하는가, 3차원으로 생각하는가?
특히 복잡한 구상의 설계에서는 머릿속으로 3차원적으로 구상한다는 건 매우 어려운 일입니다. 일반적인 제품을 보면 구상의 대부분은 2차원적으로 되어 있으며 기구학 교과서에서도 주요 링크 기구(4절, 6절 등)는 2차원으로 설명 되어 있습니다.
2D CAD의 이점과 약점
이점
- 구체적으로 자유롭게 구상도 등을 그릴 수 있기 때문에 구상 설계 시 신속한 스케치가 가능합니다.
- 3D CAD와 같이 형상의 제약 등이 없어 설계자가 자유롭게 구상할 수 있습니다.
- 3면도로 레이아웃을 동시에 3방향에서 확인할 수 있습니다.
- 치수나 기하 공차를 추가하면 정확하게 가공을 지시할 수 있습니다.
약점
- 삼각법으로 3면도를 그리거나 해석을 위해서는 도면 스킬이 필요하며, 설계자마다 스킬에 차이가 있어 설계 실수가 많아지고 설계 재작업 비용이 늘어납니다.
- 간단히 도면을 복사해서 설계에 유용할 수 있어 설계자가 구상에 투자하는 시간이 적어집니다.
- 2D CAD에 설계 검증 기능이 없어 시제작품을 작성하지 않으면 설계 검증이 불가능합니다.
3D CAD의 이점과 약점
이점
- 모델 형상이 3차원으로 작성되기 때문에 도면 해석 스킬이 없어도 형상을 인식할 수 있습니다.
- 3차원 모델에 설계 의도(노하우나 표준 룰 등)를 집어 넣음으로써 설계 시에 설계자의 이해를 돕습니다.
- 시제작품 작성 전에 대부분의 설계 검증 작업이 가능해 설계 재작업 비용을 절감할 수 있습니다.
약점
- 어셈블리로 간이 형상(설계 초기 형상)을 사용한 구상 설계가 어려워집니다.
- 3차원 부품, 어셈블리를 작성할 때 제약이 있습니다. (참조 관계나 합치 관계 등)
- 레이아웃 확인 시, 3차원 모델을 회전 시키지 않으면 각 방향에서 볼 수 없습니다. (3D CAD의 뷰 포트 기능으로 대응 가능)
- 3차원 공간에 치수나 기하 공차가 기재된 3차원 단독 도면에서의 가공 지시가 보기 어려워집니다.
3D CAD로 쉽게 설계하기 위해서는
2D CAD와 3D CAD 각각에 설계를 쉽게 하거나 어렵게 하는 요소가 있습니다. 2D CAD와 3D CAD의 이점과 결점은 상반되기 때문에 3D CAD로의 완전한 이행을 어렵게 하고 있습니다. 현재 3D CAD는 설계자의 요구 사항을 많이 도입하여 2D CAD의 이점을 3D CAD상에서 사용할 수 있도록 되어 있습니다. 그러나 일반 3D CAD 조작 트레이닝에서는 설명되어 있지 않으므로, 설계에 특화한 3차원 구상 설계 기법 트레이닝을 받으면 2차원, 3차원의 장점을 취한 설계가 가능합니다.
