산업기술
산업 제조
CAD란 무엇인가? CAE란 무엇인가? CAM이란 무엇인가? 이 소프트웨어들은 무엇이며 서로 어떻게 다를까요? 이 세 시스템의 첫 두 글자를 아는 것이 첫걸음입니다. "CA"는 Computer-Aided(컴퓨터 지원)를 의미하며, 세 시스템 모두 컴퓨터의 연산 능력을 활용해 사용자가 목표를 더 빠르게 달성하도록 돕기 위해 만들어졌습니다. CAD의 마지막 글자는 Design(설계), CAE는 Engineering(엔지니어링), CAM은 Manufacturing(제조)입니다. 이들은 엔지니어링 및 제조 소프트웨어 프로그램입니다. 각자 고유한 목적을 가집니다. 이 글은 세 시스템의 높은 수준의 개요와 사용법, 전반적 목적을 다룹니다.
CAD 프로그램은 제품 설계와 엔지니어링 프로세스의 설계 단계 문서화를 위한 컴퓨터 기술입니다. CAD는 제품의 재료, 공정, 공차, 치수의 상세 다이어그램을 전달해 제조 공정을 지원할 수 있습니다. 2D 또는 3D 다이어그램 생성이 가능하며, 이를 회전해 어떤 각도에서든 볼 수 있고 내부 투시도도 가능합니다.
Computer-Aided Design은 설계의 생성, 수정, 최적화를 지원하기 위해 컴퓨터 시스템을 사용하는 것입니다. 이는 종종 엔지니어링 소프트웨어 프로그램으로 간주됩니다.
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CAD 출력은 인쇄, 가공, 기타 제조 작업을 위한 전자 파일 형태인 경우가 많습니다.
기계 설계용 최신 CAD 프로그램은 객체에 벡터 기반 그래픽을 사용하거나, 설계 객체의 전반적 외관을 보여주는 래스터 그래픽을 생성할 수 있습니다.
그러나 엔지니어링 소프트웨어 프로그램에는 단순한 형상 이상의 것이 필요합니다. 수작업 제도나 기술·엔지니어링 도면에서와 마찬가지로, CAD 프로그램 출력은 애플리케이션별 규칙에 따라 재료, 공정, 치수, 공차 등의 정보를 전달해야 합니다.
CAD는 자동차, 조선, 항공우주 산업, 건축, 보철물 등 수많은 애플리케이션에서 광범위하게 사용되는 중요한 산업 기술입니다. 영화 특수 효과, 광고, 기술 매뉴얼용 컴퓨터 애니메이션 제작에도 널리 쓰이며, 흔히 DCC(디지털 콘텐츠 생성)라고 불립니다. CAD는 계산 기하학, 컴퓨터 그래픽, 이산 기하학 연구의 주요 원동력이 되어왔습니다.
Computer-Aided Design은 엔지니어와 설계자가 사용하는 수많은 도구 중 하나이며, 사용자 직업과 소프트웨어 유형에 따라 다양한 방식으로 사용됩니다. CAD는 전체 디지털 제품 개발(DPD) 활동의 한 부분으로, 제품 수명 주기 관리(PLM) 프로세스 내에서 사용됩니다. 따라서 CAD 프로그램은 다음 같은 다른 도구들과 함께 사용되며, 이들은 통합 모듈이거나 독립형 제품입니다:
구축 히스토리를 통해 모델의 개별 피처를 되돌아보고 전체 모델이 아닌 단일 영역에서 작업할 수 있습니다. 파라미터와 제약 조건으로 모델링 요소의 크기, 형상, 기타 속성을 결정할 수 있습니다.
업무에서 CAD를 사용할 가능성이 높은 사람들:
이 목록은 계속됩니다. CAD는 항공우주, 자동차, 섬유, 전자 등 수많은 산업에서 사용됩니다. CAD는 기업이 물리적 프로토타입 구현 전 아이디어를 모델링해 탐색할 수 있게 합니다. 주로 엔지니어링 소프트웨어 프로그램이 엔지니어들에 의해 활용됩니다.
엔지니어링 분석 작업을 지원하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 광범위하게 사용하는 것입니다. 엔지니어링 소프트웨어 프로그램에는 유한 요소 해석(FEA), 전산 유체 역학(CFD), 다물체 동역학(MDB), 최적화가 포함됩니다.
이러한 활동을 지원하기 위해 개발된 엔지니어링 소프트웨어 프로그램을 CAE 툴이라 합니다. CAE 툴은 예를 들어 컴포넌트와 어셈블리의 강건성과 성능 분석에 사용됩니다. 이 용어는 제품 및 제조 도구의 시뮬레이션, 검증, 최적화를 포괄합니다. 미래에는 CAE 시스템이 설계 팀의 의사결정을 지원하는 주요 정보 제공자가 될 것입니다.
Computer-Aided Engineering Nodal Network
정보 네트워크 관점에서 CAE 시스템은 전체 정보 네트워크의 단일 노드로 개별 간주되며 각 노드는 네트워크의 다른 노드와 상호작용할 수 있습니다. 이 노드들은 유한 요소법에서 역할을 하는데, 기존 모델 지오메트리를 활용해 전체 모델을 관통하는 노드 네트워크를 구축하고, 이는 실제 부품이 현실 세계에서 경험할 파라미터 입력을 기반으로 모델이 어떻게 수행될지 결정하는 데 사용됩니다. 기계 엔지니어링에서 CAE 시뮬레이션에 일반적으로 사용되는 파라미터:
시뮬레이션에 사용되는 대부분의 파라미터는 모델이 작동 중에 경험할 환경과 상호작용을 기반으로 합니다. 이들은 부품이 설계 제약 조건을 이론적으로 감당할 수 있는지 확인하기 위해 CAE 소프트웨어에 입력됩니다.
CAE 시스템은 기업을 지원할 수 있습니다. 이는 참조 아키텍처와 비즈니스 프로세스에 정보 관점을 배치하는 능력을 통해 달성됩니다. 참조 아키텍처는 정보 모델, 특히 제품 및 제조 모델의 기반입니다.
엔지니어링 소프트웨어 프로그램에는 Abaqus, Ansys, MSC Adams Car 등이 있습니다. 최신 CAD 프로그램은 모델을 엔지니어링 소프트웨어 프로그램으로 내보내 가상 프로토타입 분석에 활용합니다.
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컴퓨터 지원 제조는 제조 공정에서 공작 기계와 관련 기계를 제어하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 사용하는 것입니다. 기술적으로는 엔지니어링 소프트웨어 프로그램 시스템이라기보다 제조 측의 기계공들을 위한 것입니다. 하지만 엔지니어들도 종종 접하게 됩니다. CAM은 제조 공장의 계획, 관리, 운송, 보관 등 모든 작업을 컴퓨터로 지원하는 것을 의미하기도 합니다. 주된 목적은 더 빠른 생산 공정과 더 정밀한 치수 및 재료 일관성을 가진 컴포넌트와 툴링을 만드는 것입니다. CAD 이후, 때로는 CAE 이후의 컴퓨터 지원 후속 공정으로, CAD에서 생성되고 CAE에서 검증된 모델이 CAM 소프트웨어의 입력이 되어 공작 기계를 제어합니다.
Computer-Aided Manufacturing Mill Routing
Computer-Aided Manufacturing은 제품을 제조하는 기계 뒤의 소프트웨어 코드입니다. 컴퓨터 수치 제어 기계는 제품을 제조하기 위해 CAM 코드를 활용하는 장치입니다. CNC 기계에는:
기존 공작 기계에서 작업자가 해야 했던 모든 일이 CNC 기계에서는 프로그래밍 가능합니다. CAM은 기계 공구가 따라야 할 단계별 지침을 제공해 제품 제조를 완료합니다. CAM 이전에는 기계공이 프로그램을 구현하기 전에 수동으로 코드를 입력해야 했습니다. 이 수동 입력은 최종 제품 복잡성에 따라 노동 집약적일 수 있습니다. CAM은 GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 플랫폼 기반 지능형 소프트웨어로 코드 개발을 통합해 이를 단순화했습니다. 이로 인해 원하는 공정 버튼을 클릭하는 것만으로 CNC 기계용 코드를 생성하는 것이 매우 쉬워졌습니다.
최신 CAD 프로그램은 제조(CAM) 또는 엔지니어링 소프트웨어 프로그램(CAE) 중 하나를 사용하는 데 필수적입니다. 두 시스템 모두 분석이나 제조를 수행하기 위해 모델을 필요로 하기 때문입니다. CAE는 분석에 사용할 통합 노드 네트워크를 결정하기 위해 기하학적 모델을 필요로 합니다. CAM은 기계 공구 경로와 절단을 결정하기 위해 부품 지오메트리를 필요로 합니다. 둘 다 CAD를 필요로 하지만, CAD는 엔지니어링 가상 모델을 위한 독립형 시스템으로도 사용될 수 있습니다. CAD는 CAM 또는 CAE의 중추이며, 이들이 제대로 작동하기 위해 필수적입니다. 각 소프트웨어는 엔지니어와 기계공의 일상 업무를 더 쉽고 효율적으로 만드는 강력한 도구이며, 올바르게 사용하면 이를 활용하는 개인과 기업에 최적의 이점을 제공합니다.
이 소프트웨어 플랫폼 중 어떤 것을 사용해 보셨나요? 만약 그렇다면, 사용해 보니 삶이 더 수월해졌는지, 아닌지 설명해 주세요.
산업기술
최근 몇 년간 제조 분야의 발전으로 너무 많은 솔루션이 생겨나 제조업체가 자신에게 가장 적합한 것을 식별할 때 솔루션의 수가 즉각적으로 압도적일 수 있습니다. 이러한 발전은 효율성, 생산성, 그리고 따라서 수익성의 증가를 가져왔지만, 구매 프로세스에 복잡성도 증가시켰습니다. 궁극적으로는 두 가지 주요 제조 유형만 있으며, 이는 프로세스에 훨씬 더 나은 출발점이 될 수 있습니다. 적층 제조, 절삭 제조, 그 작동 원리, 각각 언제 사용해야 하는지에 대해 이야기해 보겠습니다. 적층 제조 (Additive Manufacturing) 적
설계 도면과 샵 도면(Shop Drawings)은 구조용 강철 제작 프로젝트 계획 단계에서 모두 중요합니다. 상업/산업 개발 모두에 필수이며, 각기 다른 역할을 수행합니다. 하지만 계획에서 제작 단계로 넘어갈 때, 샵 도면이 프로젝트 진행에 필요한 세부사항을 제공하며, 이것이 없으면 제작을 위해 말 그대로 도면으로 돌아가야 합니다. 설계 도면 포함 내용 내외부 입면도, 3D 렌더링, 평면도, 배치도, 설계 레이아웃, 미적 요소, 제작 필요 정보, 제작 표준, 설치 정보, 현장 검증 필요 치수, 연결 설계, 시공 문서 대비 주석/비교