2D 설계와 3D 설계의 차이와 장점

3D CAD 보급에 따라 기존의 2D CAD를 이용한 기계 설계에서 3D 설계로 이행되고 있습니다. 그러나 설계자의 부담이 줄어들지 않고 설계 시간이 길어지는 경우도 있습니다. 기계 설계에 있어서의 2D 설계와 3D 설계의 차이 및 3D 설계를 사용하는 장점 등에 대해 설명하겠습니다.

2D 설계와 3D 설계의 차이

2D 설계도 3D 설계도 도구는 CAD이기 때문에 설계 방법도 CAD 기능에 의존합니다. 따라서 2D CAD와 3D CAD의 차이가 그대로 설계 방법의 차이가 됩니다.

• 2D 설계 구상부터 상세 2D 설계에서는 기계의 구상도를 그려 각 유닛의 레이아웃을 검토합니다. 우선 유닛이나 부품 단위로 CAD 기능의 블록화를 실시해 레이아웃을 검토합니다. 레이아웃이 완성되면 유닛이나 부품을 블록 단위로 다른 파일에 복사해 “분해”하여 상세 설계를 준비합니다. 상세 설계에서는 각 유닛이나 부품 단위로 최종 형상까지 설계를 진행합니다. 마지막으로 각각의 파일에서 유닛이나 부품을 모아 조립도를 작성하여 레이아웃을 최종 확인합니다.

• 3D 설계 구상부터 상세 3D 설계에서는 우선 스케치 기능을 이용하여 2차원 구상도를 작성해 각 유닛의 레이아웃을 검토합니다. 그 후, 유닛을 표현하는 블록을 자동으로 3D CAD의 부품 파일로 변환하고 동시에 어셈블리 파일도 작성합니다. 어셈블리 파일에서는 상세 설계가 실시됩니다.

3D 설계의 장점

3D CAD에는 2D 구상도를 3차원 어셈블리 구조체로 변환하는 기능이 탑재되어 있어, 2D CAD와 같이 번잡한 설계 순서는 필요하지 않습니다. 이처럼 3D CAD 기능을 기계 설계 순서에 매칭하는 것이 장점이라 할 수 있습니다.

시제작품과 디지털 시제작품의 차이

시제작품과 디지털 시제작품의 차이는 2D CAD와 3D CAD의 차이와 동일합니다. 2D CAD에서 설계를 검증할 경우, 실제로 시제작품을 작성해야 합니다. 그 이유는 2D CAD에는 설계 검증 기능이 없기 때문입니다. 3D CAD에서는 실제 시제작품은 작성하지 않습니다. 이유는 3D CAD에는 각종 다양한 기계 설계에 필요한 검증 기능이 탑재되어 있어, 모델링한 부품을 디지털 시제작품으로 PC 내에서 검토할 수 있기 때문입니다.

정리

3D 설계로의 이행은 아직 수많은 제조업에서 달성하지 못한 것이 현실입니다. 3D 설계는 3D CAD의 기능을 제품 개발 프로세스에 맞추는 것이 중요하므로 추진 담당자에겐 고도의 설계 스킬과 경험이 필요합니다.