조립을 의식한 3D CAD 사용 방법

3D CAD에서 설계·작성되는 3D 데이터는 디지털 프로토타입이라 하며, 실제로 부품의 시제작품을 만들지 않아도 PC 내에서 조립 검증할 수 있습니다. 3D CAD에서는 단순히 조립도(어셈블리)를 작성하는 것 뿐만 아니라 조립을 의식한 설계가 중요합니다.

조립도(어셈블리) 내에서 부품을 설계한다

3D CAD에서의 모델링은 부품 파일에서 실시하는데, 3차원 설계에서는 어셈블리 내에서 부품을 설계합니다. 어셈블리에서의 작업은 부품 장착 작업이 메인인데, 각각의 부품 편집 작업도 어셈블리 내에서 실시할 수 있습니다. 부품 편집의 구분 예

	도면을 트레이스하여 모델링	구상 설계	설계 검증
부품 파일에서의 작업	◯	△	△
어셈블리 파일에서의 작업	필요 없음	◯	◯

위의 표와 같이 어셈블리에서의 부품 편집은 설계를 할 때 유효하다는 사실을 알 수 있습니다.

조립을 의식한 설계 검토

레이아웃 검토

사양에서 결정된 공간에 효율적으로 부품을 배치하는 것을 레이아웃 검토라 합니다. 기존의 표준 부품 배치는 일반 어셈블리 작업으로 실시하고, 신규 부품은 어셈블리 내에서 다른 부품의 취합을 확인하며 부품을 편집해 설계합니다. 2D CAD의 레이아웃도와 동일한 방법으로 3D 레이아웃을 설계할 수 있습니다.

4차원 설계 검토

기구를 가진 제품이나 조립 작업은 3차원으로 시간 축을 추가한 4차원으로 설계 검토할 수 있습니다. 부품 장착을 제한하기 위해 조립 방향으로 부품을 이동시켜 충돌 확인으로 원활하게 조립할 수 있는지 확인할 수 있습니다. *조립의 기본으로 부품을 위에서 소정의 위치에 두는 경우가 있습니다. 이 원칙에서 벗어나면 조립의 난이도가 높아져 수율이나 조립 불량의 원인이 됩니다.

작업자의 시야 검토

3D CAD에는 워크 스루 등과 같이 작업자의 시야를 검증할 수 있는 기능이 탑재되어 있습니다. 부품 조립 시 위치 맞춤에 필요한 홀 위치나 핀의 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 부품 형상을 검토할 수 있습니다.

오조립 확인

조립 불량에는 유사 형상 부품이 잘못된 제조 라인에 배선된 경우에도 조립이 완성되면 문제를 검출할 수 없게 됩니다. 또한, 잘못된 장착 방향으로 조립이 완성되어도 마찬가지로 문제가 됩니다. 따라서 어셈블리 내에서 실제로 잘못된 부품을 장착한 경우, 다른 부품과 부딪혀 조립이 되지 않도록 설계합니다.

여러 종류의 어셈블리를 활용한다

일반 어셈블리는 레이아웃 검토 등의 기본 설계용으로 이용되는데, 조립 검토를 실시할 경우, 전용 어셈블리를 복사해 준비해 두면 검토가 용이해집니다. 목적별 어셈블리가 준비되어 있으므로 레이아웃 검토나 조립 검토를 동시 진행으로 실시하면 설계 정밀도 향상을 기대할 수 있습니다.

조립 검토를 가능하게 한 3D CAD

3D CAD를 사용한 조립 검증에 대해 설명했습니다. 이처럼 3D CAD는 단순한 설계 도구에서 제품 개발 전반에서 활용할 수 있는 도구로 진화하고 있습니다. 3D 모델을 조립에 이용하면, 이전에는 시제작품을 작성해 검증했던 것이 3D CAD로 실시함으로써 제품 개발 기간을 대폭적으로 단축할 수 있게 되었습니다.