제조를 위한 고급 CAD 모델링

CAD(Computer-Aided Design) 모델링은 실제 생산이 시작되기 전에 가상 모델을 사용하여 부품 설계를 테스트하고 수정하는 프로세스를 말합니다. 3D CAD 모델은 치수 및 세부 사항 모두에서 최종 제품과 동일하므로 엔지니어는 비용 효율적인 방식으로 설계 및 제조 가능성을 위해 부품을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어 3D CAD 모델은 프로토타입을 적층 제조하는 데 사용되는 반면 2D CAD 모델은 부품 및 구성 요소의 사실적 렌더링 및 시각화를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

CAD 모델링 도구는 생산성 향상 및 보다 효율적인 설계 검증과 같은 많은 이점을 제조 팀에 제공할 수 있지만 소프트웨어를 효과적으로 사용하려면 전통적으로 전문 교육과 수년간의 현장 경험이 필요했습니다. 최근까지 대부분의 CAD 소프트웨어 교육 자료는 신규 사용자를 대상으로 했기 때문에 기술 개발에 관심이 있는 전문가는 그렇게 할 수 있는 리소스가 없었습니다.

최근 몇 년 동안 이것이 변화하기 시작했지만, 보다 발전된 CAD 모델링 도구와 기술이 제공할 수 있는 이점은 상당하며 제조 팀은 이를 생산 관행에 통합하는 것이 좋습니다. 디자이너와 제품 관리자가 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.

고급 CAD 모델링 기술

CAD 모델링의 효율성과 효과를 향상시키는 두 가지 핵심 기술은 마스터 모델링과 방정식 기반 설계입니다.

하향식 설계 또는 골격 모델링이라고도 하는 마스터 모델링은 어셈블리를 설계하는 가장 깔끔한 방법입니다. 이는 모든 구성 요소가 파라메트릭 방식으로 연결되어 있기 때문입니다. 각 어셈블리에는 하위 부품이 형상을 상속하는 마스터 부품이 포함되어 있어 엔지니어가 다운스트림 부품을 보다 쉽게 ​​제어할 수 있는 방법을 제공합니다.

다음 예를 고려하십시오. 디자이너가 볼펜이나 컴퓨터 마우스의 크기를 늘리거나 줄여야 하는 경우 제품의 각 구성 요소를 개별적으로 조정해야 하므로 오류가 발생할 기회가 여러 번 발생합니다. 그러나 마스터 모델링을 통해 설계자는 마스터 부품만 변경할 수 있으며, 마스터 부품은 변경 사항을 어셈블리 내의 다른 구성요소로 자동으로 변환합니다. 이를 통해 부품 모델과 구성 요소를 깔끔하게 유지하고 설계 수정의 효율성을 획기적으로 개선할 수 있습니다.

반면 수식 기반 설계는 엔지니어가 부품 어셈블리 내에서 수식 기반 제약 조건 또는 관계에 맞는 부품 형상을 만들고 모델링할 수 있도록 하는 기술입니다. 많은 시스템은 특정 기하학적 특징에 따라 변하는 동적 관계 및 비율을 통합합니다. 방정식 기반 설계는 형상과 부품 성능을 연결하는 유용한 수단을 제공합니다.

동적 유체 노즐은 실제로 방정식 기반 설계의 한 예입니다. 이러한 노즐은 입구 직경 또는 압력의 변화에 ​​따라 출구 직경을 수정합니다. 본질적으로 직경 또는 압력 값은 설계가 원하는 부품 성능을 달성할 수 있는 방법을 결정합니다.

고급 CAD 모델링을 위한 주요 고려 사항

마스터 모델링 및 방정식 기반 설계의 특정 이점 외에도 CAD 모델링 소프트웨어는 제조업체에 다양한 이점을 제공합니다. CAD 모델의 정밀도는 보다 깔끔한 설계를 가능하게 하고 오류 가능성을 줄이며 엔지니어는 기술이나 리소스의 제약을 받지 않고 실제로 염두에 두고 있는 것을 보다 쉽게 ​​설계할 수 있습니다. CAD 모델은 또한 종이에 도면을 작성하는 이전 패러다임에 비해 유지 관리 및 편집이 더 쉽습니다. 물리적 상대의 마모에 영향을 받지 않고 다른 디자이너와 공유할 때 쉽게 이해할 수 있기 때문입니다.

CAD 모델링에는 몇 가지 제한 사항이 있으며, 그 주된 이유는 소프트웨어를 효과적으로 사용하는 방법을 배우는 데 필요한 상당한 시간과 에너지입니다. 지금까지 고급 CAD 모델링 기술을 배우는 데 사용할 수 있는 리소스가 많지 않았으며 소프트웨어의 전체 기능에 익숙해지려면 많은 시간을 연습해야 했습니다.

Fusion360과 같은 일부 소프트웨어 회사에서 최근 몇 년 동안 자습서를 제공하기 시작했지만 이러한 고급 기능을 가르치는 데 사용할 수 있는 "오픈 소스" 리소스도 거의 없습니다. 또 다른 한계는 기존 CAD 시스템이 일반적으로 유기적인 모양, 형태 및 질감을 만들 수 없다는 것입니다. 그러나 유기적이고 복잡한 형태를 만들기 위해 설계된 별도의 소프트웨어 클래스가 있습니다.

CAD 모델링 최대한 활용하기

궁극적으로 CAD 모델링은 배우기가 어렵고 시간이 많이 걸리지만 여러 가지 주요 방식으로 설계자와 제품 관리자에게 도움이 됩니다. 3D CAD 모델을 사용하면 수백 개의 관련 부품이 포함될 수 있는 복잡한 어셈블리를 훨씬 더 간단하게 관리할 수 있습니다. 이를 통해 제품 팀은 생산이 시작되기 전에 구성 요소를 테스트하고 최적화할 수 있으므로 보다 명확하고 조직적이며 이해하기 쉬운 부품 설계가 가능합니다.

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