최고의 3D 프린터 CAD 소프트웨어 옵션

소개

기계가공, 단조, 주조 및 스탬핑과 마찬가지로 3D 프린팅은 끝 부분의 설계와 같은 동일한 위치에서 시작됩니다. 기존 제조와 마찬가지로 적층 제조는 부품 생산의 주요 구성요소로 CAD(Computer Aided Design) 모델에 의존합니다.

CAD 패키지 요구 사항

대부분의 CAD 패키지는 적층 제조에 사용할 모델 생성을 허용하지만 특정 기능으로 진행하기 전에 확인해야 하는 몇 가지 주요 기능이 있습니다.

첫 번째이자 가장 중요한 측면은 3D 모델을 생성하는 기능입니다. 일부 소프트웨어는 인쇄, 도면 또는 기타 2D 설계를 위해 특별히 설계되었으며 전체 모델을 생성하는 기능이 부족합니다. 적절한 CAD 패키지를 사용하면 3D 표면을 파라메트릭 방식으로 또는 직접 모델링할 수 있으므로 가장 일반적인 3D 인쇄 파일인 STL로 쉽게 내보낼 수 있습니다.

기본 CAD 설계를 STL 파일로 내보내는 기능은 거의 모든 3D 프린터에 필요합니다. STL("stereolithography"의 약어) 파일은 CAD 모델을 삼각형 표면 및 평면으로 변환/내보내는 것으로, 일반적으로 자동화 공작 기계에 가장 널리 채택되는 CAM(Computer Aided Manufacturing) 언어인 G 코드로 해석됩니다. 디자인과 일치하는 STL을 생성하는 것은 3D 프린트의 성공에 매우 중요합니다. 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 다룰 것입니다.

3D 모델링 및 STL 생성의 두 가지 요구 사항 외에도 일부 CAD 패키지에 포함되어 있어 적층 제조를 더 쉽게 준비하고 부가 가치를 더할 수 있는 수많은 다른 "있으면 좋은 것"이 있습니다. SolidWorks용 3DXpert, Fusion 360용 Netfabb 또는 Siemens NX용 3YOURMIND와 같은 예는 일부 번역 단계를 제거하거나 기본 응용 프로그램 자체에서 프린터로 직접 인쇄를 허용하는 애드온 및 플러그인입니다.

STL 파일이란 무엇입니까?

"Standard Triangle Language" 또는 "Standard Tessellation Language"라고도 하는 STL(Stereolithography) 파일은 1987년 3D Systems에서 만들어졌으며 산업 전반에 걸쳐 3D 프린터용 모델의 표준 파일로 널리 채택되었습니다. 이 파일은 기본 CAD 파일에서 내보내고 "3차원 데카르트 좌표계를 사용하는 삼각형의 단위 법선 및 정점(오른손 규칙에 따라 정렬됨)에 의한 구조화되지 않은 원시 삼각형 표면"[Wikipedia, "STL(파일 형식)”, 2019]. 간단히 말해서, STL은 CAD 모델을 삼각형 세트로 근사화하여 스플라인, p-라인, 호, 돌출 및 스윕과 같은 기능을 삼각형의 단순 및 합성으로 변환합니다.

STL 변환

각 CAD 소프트웨어에는 STL 내보내기를 위한 다양한 구성 옵션과 기능이 있지만 각 솔루션에 공통적이며 주의해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.

• Binary / ASCII - 두 형식의 인코딩 간에는 큰 차이가 있지만 기본적으로 Binary와 ASCII는 기능적으로 유사하지만 Binary 파일은 훨씬 더 작은 경향이 있고 대부분의 슬라이싱 소프트웨어. 특별히 요구되지 않는 한 바이너리는 일반적으로 파일 크기가 더 작기 때문에 선호됩니다.
• 단위 - STL 파일의 정의에는 측정 단위가 포함되지 않습니다. 모델을 내보낼 때 기본 CAD의 단위와 프린터/슬라이싱 소프트웨어의 예상 단위에 모두 주의하십시오. 대부분의 슬라이싱 소프트웨어에는 단위에 대한 구성이 있지만 대부분의 일반적인 배포는 기본적으로 밀리미터(mm)가 필요합니다.
• 해결책 - 이것은 CAD 패키지 사이에서 가장 다양한 속성이 될 것이지만 일반적으로 목표는 최소 허용 오차/편차가 3D 프린터가 생산할 수 있는 가장 미세한 기능보다 작은지 확인하는 것입니다. 예를 들어, 3D 프린터가 생성할 수 있는 최고의 해상도가 100미크론이라면 STL은 직경, 각도, 테셀레이션 섹션 등에 대해 100미크론 이내의 허용 오차를 가져야 합니다.

다른 속성(예:색상이 STL에 포함될 수 있음)이 있지만 기본 CAD를 대표하는 STL을 생성하려면 위의 사항에 주의해야 합니다.

일반 산업 CAD 솔루션

제조, 엔지니어링 및 디자인 산업 내에는 일반적으로 사용되는 수많은 CAD 패키지가 있습니다. 일부는 산업 및 사용 사례에 따라 다르지만 대부분은 업종과 애플리케이션 간에 공통입니다. 다음은 기업 및 제조 작업에서 일반적으로 사용하는 일반적으로 사용되는 여러 CAD 응용 프로그램 중 일부에 불과합니다.

솔리드웍스

1995년에 출시되어 1997년에 Dassault에 인수된 SolidWorks는 엔지니어링, 제조 및 설계 전반에 걸쳐 가장 널리 사용되는 CAD 패키지 중 하나입니다. 게시자에 따르면 "2013년 기준으로 165,000개 이상의 회사에서 200만 명이 넘는 엔지니어와 설계자가 SolidWorks를 사용하고 있었다"고 사용 가능한 가장 배우기 쉬운 파라메트릭 CAD 패키지 중 하나로 선전되었습니다. 핵심 CAD 패키지 외에도 SolidWorks는 시뮬레이션, 특정 산업 및 렌더링/그래픽 설계를 위한 수많은 추가 제품 및 모듈을 제공합니다.

다쏘시스템 CATIA

원래 1977년에 Dassault Aviation의 방위/항공우주 애플리케이션을 위한 자체 설계 플랫폼으로 개발된 CATIA는 항공우주, 자동차 및 산업 장비 설계에서 많이 사용되는 엔터프라이즈 규모의 소프트웨어입니다. 40년 이상의 전통을 자랑하는 CATIA는 CAD에서 CAM까지 통합 지원을 제공하는 성숙하고 기능이 많은 PLM 솔루션입니다.

오토데스크 퓨전 360

2013년에 처음 출시되고 Autodesk에서 게시한 Fusion 360은 Mac OSX 및 Windows 7/8/10용 기본 버전과 무료 버전으로 차별화되는 3D 중심 CAD 릴리스(Autodesk의 클래식 AutoCAD와 대조)입니다. 취미 생활자, 학생 및 강사가 사용할 수 있습니다. Dassault의 제품과 마찬가지로 Fusion 360은 나머지 Autodesk의 과다한 솔루션 및 애드온에 액세스할 수 있다는 이점이 있습니다.

크레오

이전에 Wildfire 및 Pro/E로 알려졌던 Creo는 1987년에 출시된 최초의 3D CAD 솔루션 중 하나입니다. PTC에서 게시한 Creo는 최초의 규칙 기반 구속(파라메트릭) 3D 모델링 시스템을 기반으로 합니다. 현재 Creo는 어셈블리 모델링, FEA, 직접/서피스 모델링 및 툴링 설계 기능을 제공하는 PTC의 10개 응용 프로그램 제품군의 일부입니다.

지멘스 NX

원래 Unigraphics NX였으며 2007년에 Siemens에 인수된 Siemens NX는 직접 및 매개변수 모델링을 모두 허용할 뿐만 아니라 엔지니어링 분석 및 CAM 기능을 하나의 솔루션 내에서 직접 허용하는 엔터프라이즈급 솔루션입니다. CAD/CAE/CAM/시뮬레이션 기능 외에도 NX에는 특정 애플리케이션에 특정한 확장된 기능 세트를 가능하게 하는 수많은 산업 및 재료별 패키지가 있습니다.

모양

2015년에 출시된 Onshape는 전적으로 SaaS(Software-as-a-Service) 기반의 몇 안 되는 CAD 제품 중 하나이며, 이는 주로 온프레미스 및 하드웨어 집약적 솔루션 환경에서 핵심적인 차별화 요소입니다. Onshape를 사용하면 브라우저와 Android/iOS를 통해 액세스할 수 있으며 지원되는 모든 플랫폼에서 단일 디자인에 대해 여러 사용자가 실시간으로 협업할 수 있습니다.

결론

끝으로, 업계, 회사 규모 및 필요한 기능에 따라 시장에 CAD 소프트웨어에 대한 많은 선택권이 있지만 거의 모든 것이 적층 제조 및 3D 인쇄를 통해 모델을 만들고 생동감 있게 구현하는 기능을 가능하게 합니다. 취미 생활을 하는 사람과 학생부터 기업 수준의 기계 및 설계 엔지니어에 이르기까지 적층 제조의 이점을 활용하여 그 어느 때보다 빠르고 쉽게 실제 부품과 어셈블리를 생산할 수 있습니다.