CAD 모델링 완벽 가이드: 3D 프린팅에 최적인 설계 소프트웨어 선택법

CAD 모델링이란 무엇이며, 왜 디지털 제조의 필수 도구인가? 아이디어를 디지털 3D 모델링으로 물리적 세계에 구현하는 다양한 CAD 소프트웨어 유형을 살펴보고, 용도에 맞는 최적의 소프트웨어 도구를 찾아보세요.

CAD 소프트웨어란?

CAD(Computer Aided Design, 컴퓨터 지원 설계)는 3D 모델링이라고도 불리며, 엔지니어와 설계자가 복잡한 시뮬레이션과 디지털 제조를 위한 사실적인 부품·어셈블리 컴퓨터 모델을 구축하게 해줍니다. CAD로 만든 모델은 3D 프린팅, CNC 가공, 사출 성형으로 물리적 부품으로 제작할 수 있습니다.

CAD 소프트웨어는 물리적 모델 제작 전 강도, 내열성 등 다양한 파라미터를 시뮬레이션할 수 있습니다. CAD 활용으로 품질 저하 없이 더 빠르고 비용 효율적으로 작업할 수 있습니다.

솔리드 모델링이란?

솔리드 모델링은 실제 부품처럼 단단한 3D 모델을 생성하며, 부품 제조 공정과 유사한 논리적 워크플로를 따릅니다. 돌출, 드릴링, 나사 가공 등이 대표적 연산입니다. 솔리드 모델은 객체를 교차, 결합, 차감해 원하는 부품을 만듭니다.

또 다른 장점은 보통 파라메트릭(parametric)이라는 점입니다. 모델링 전 과정의 변경 사항과 파라미터가 저장되어 언제든 수정 가능합니다. 덕분에 처음부터 다시 만들지 않고도 모델 피처를 빠르게 변경할 수 있습니다.

어셈블리 모델링은 솔리드 모델링의 중요한 단계로, 개별 부품을 조립해 복잡한 모델을 구성합니다. 어셈블리로 패스너나 베어링 같은 표준 부품을 제조사에서 직접 다운로드해 삽입할 수 있습니다. 모션 요소도 적용 가능해 상세 모션 분석으로 설계의 기계적 성능을 평가할 수 있습니다.

서피스 모델링이란?

서피스 모델링은 주로 제품의 심미적 피처에 쓰입니다. 유기적이고 자유로운 형상 생성이 솔리드 모델링보다 훨씬 쉽습니다. 솔리드 모델링의 여러 제약이 서피스 모델링엔 없으나, 정확성이 떨어질 수 있다는 단점이 있습니다.

이름처럼 부품의 표면만 다루고 내부는 비어 있습니다. 하지만 표면이 충분히 닫히면 채워서 3D 프린팅에 쓸 수 있습니다. 서피스 모델링으로 설계 개발 시 파라메트릭이 아닌 경우가 많아 수정하기 어려울 수 있습니다.

각 모델링 소프트웨어 유형마다 장단점이 있어, 제작하려는 설계 유형에 따라 고려해야 합니다. 때로는 솔리드와 서피스 모델링을 병용해 각각의 장점을 취하기도 합니다.

조각(유기적 모델링)이란?

조각(스컬프팅) 또는 유기적 모델링은 캐릭터, 주얼리, 자연에서 발견되는 유기적 형상 등 정교한 디테일의 자유곡면을 만드는 데 주로 쓰입니다.

Pixologic의 ZBrush나 Autodesk의 Mudbox 같은 조각 소프트웨어는 전통 조각을 염두에 두고 설계되었습니다. 디지털 조각가는 가상의 점토 덩어리에서 시작해 압력 감지 태블릿/모니터로 클래식 조각 도구를 반영한 브러시로 소재를 추가·제거·이동하며 객체를 조작합니다.

이 도구들로 수천만 폴리곤으로 구성된, 극도로 정교한 디테일을 포착한 조각 작품을 만들 수 있습니다.

3D 프린팅에 최적인 CAD 소프트웨어는?

선택 가능한 CAD 프로그램이 많고, 각각 고유한 장점과 산업 틈새가 있습니다. 주요 CAD 소프트웨어를 핵심 장점과 일반적인 파일 타입별로 정리했습니다.

소프트웨어	설명	일반 파일 타입
SolidWorks	부품·어셈블리 모델링용 업계 표준 엔지니어링 소프트웨어. 시뮬레이션, 도면, 어셈블리 도구 포함	.sldprt .sldasm .slddrw
Autodesk AutoCAD	2D·3D CAD용 소프트웨어 패키지. 건축가, PM, 엔지니어, 그래픽 디자이너 등 다양한 전문가가 폭넓게 사용	.dwt .dwg
Inventor	SolidWorks와 유사한 기능에 전문 3D 기계 설계, 도면 도구, 제품 시뮬레이션 도구 보유	.ipt .iam .idw
Autodesk Fusion 360	SolidWorks와 유사하며 통합 제조 도구와 조각 도구 추가. 학생, 애호가, 스타트업에 무료 제공	.f3d
SketchUp	사용하기 쉬운 입문용 소프트웨어이나 기본 기능 위주. 건축 모델, 인테리어 디자인 등에 주로 사용	.skp
Solid Edge	기계 설계자를 위한 솔리드 모델링, 어셈블리 모델링, 2D 정투영 뷰 기능 제공. SolidWorks, PTC Creo, Autodesk Inventor와 직접 경쟁	.prt .asm
PTC Creo	이산 제조업체 대상 제품 설계에 초점 맞춘 설계 소프트웨어 스위트. 각 앱이 제품 개발 내 고유 역량 제공	.prt .asm
Onshape	완전 온라인 CAD 소프트웨어 패키지. 클라우드 컴퓨팅을 광범위하게 활용해 연산 집약적 처리·렌더링을 서버에서 수행	Cloud Only
Rhino	엔지니어링, 건축, 주얼리 디자인용 다용도 자유곡면 모델러	.3dm
ZBrush	3D/2.5D 모델링, 텍스처링, 페인팅을 결합한 디지털 조각 도구. 기존 모델링 패키지와 달리 조각에 더 가까움	.obj
Autodesk 3ds Max	3D 애니메이션, 모델, 게임, 이미지 제작용 전문 3D 컴퓨터 그래픽 프로그램	.3ds .max

이 모든 CAD 프로그램은 3D 프린팅용 STL/OBJ, CNC 제조용 STEP/IGES 파일 출력이 가능합니다.

전문가들이 사용하는 CAD 프로그램은?

본 기사 작성 위해 Protolabs Network 이용 경험이 있는 750명 이상의 설계자와 엔지니어에게 설문조사를 실시했습니다. 결과를 살펴보겠습니다.

엔지니어 CAD 소프트웨어 사용 현황 설문 결과. 디자이너 CAD 소프트웨어 사용 현황 설문 결과.

조사 결과, 엔지니어와 디자이너 대다수가 CAD 설계에 SolidWorks를 사용합니다. 엔지니어는 AutoCAD, Inventor, Fusion 360(목록 중 유일한 무료 전문 CAD 패키지)을 선호하는 경향이 있었고, Rhino는 디자이너들 사이에서 두 번째로 인기 있는 모델링 도구로 나타났습니다. 흥미롭게도 Rhino는 엔지니어 목록엔 없었으나 디자이너들에겐 상위권이었습니다.

자주 묻는 질문

가장 흔한 CAD 소프트웨어는?

오늘날 수많은 CAD 프로그램이 있지만, 여전히 가장 흔한 건 AutoCAD입니다. 3D 설계와 제도용으로 가장 오래되고 인기 있는 소프트웨어 중 하나입니다.

최고의 무료 CAD 소프트웨어는?

비싼 엔터프라이즈 CAD 소프트웨어가 없다면 Fusion 360과 SketchUp Free 같은 무료 옵션을 활용할 수 있습니다.

3D 프린팅에 최적인 CAD 소프트웨어는?

3D 프린팅용으로 찾을 수 있는 가장 강력한 소프트웨어는 Autodesk Fusion 360으로, 설계자·엔지니어·건축가에게 선호되는 선택지입니다. 매우 효율적인 기계 부품 설계·제작에 이상적이라는 것이 많은 장점 중 하나입니다. 또 다른 업계 주력인 AutoCAD도 엔지니어와 디자이너가 거의 모든 산업에서 사용합니다.

이 둘 외에도 nTopology도 유력한 대안입니다. 학술·전문 사용자 대상이며, 객체를 처음부터 쌓아 올리는 대신 설계 프로세스를 생성하게 해 파트 최적화를 훨씬 효율적으로 만듭니다.

Protolabs Network가 내 설계로 3D 파일을 만들어주나요?

Protolabs Network는 CAD 파일과 기술 도면에 대한 DFM 분석은 제공하지만, 부품 도면이나 물리적 부품을 바탕으로 디지털 모델을 만들어드릴 수는 없습니다.