[솔리드웍스]금형 코어 모델링 for Solidworks [동영상 강좌 포함]

Posted by 서관덕 서관덕의 시간이 머문 작은공간™
2017.11.28 21:50 배워서 남 준다/Inventor &SolidWorks
이번 모델링 강좌의 내용은 솔리드웍스를 이용한 금형 코어 모델링 방법에 대해서 간단하게 글과 동영상으로 알아보자.
참고했던 도면 자료는 컴퓨터응용가공산업기사 1과제 중 모델링 실기형으로 기출되었던 도면을 내가 직접 도면으로 작성한 내용을 토대로 작업하는 것이다.하하하


컴퓨터응용가공산업기사 실기형은 1,2과제로 되어져 있고, 1과제가 3차원 캐드를 이용하여 모델링한 데이터를 NC코드(G코드)로 변환하여 제출하는 내용으로 이루어져 있며, 2과제는 NC코드를 수동으로 작성하여 실제 가공기를 통해서 가공하는 내용으로 알고 있다.

컴퓨터응용가공산업기사에 관한 내용은 아닌

내가 이 산업기사 문제를 선택한 이유는 일반 기계설계분야에서는 좀처럼 찾아볼 수 없는 곡면, 스윕, 로프트을 상당히 많이 포함하고 있어, 지금까지 처럼 일률적인 운용방식에서 조금은 탈피하고자 하는 의도가 상당히 존재하고 있다.ㅎㅎㅎ
또한, 울 회사의 주력 사업품목 중에서 3D프린터운용기술자격 시험에서도 이와같은 곡면, 스윕, 로프트를 활용해야만 합격할 수 있도록 되어져 있기 때문에 이를 포함할 수 있도록 준비했으며, 차후에 컴퓨터응용가공산업기사와 3D프린터운용기술자격에 대해서 심도 있는 분석을 통해서 민간자격도 충분히 좋을수 있다는 것을 보여주겠다.

다만, 솔리드웍스 모델링 기법에 대한 설명이다.

블로그 제목에서도 느꼈듯이, 산업기사의 문제형상이 금형의 코어나 캐비티 형상으로 도면이 이루어진 상태이기 때문에 금형 코어 모델링이라고 적었으며, 실제 3D캐드를 이용하여 코어와 캐비티를 작성할 때 이와 같은 방법으로 만들면, 솔직히 힘들어 죽을 것 이다.ㅎㅎ

도면자료

다운로드

도면을 확인했을 때 크게 어렵게 모델링이 되거나 수 많은 피쳐들이 사용되는 것 처럼 보이지는 않는다. 
뭐던 하나의 룰이 정해지면 형상만 변경되지 작업의 전반이 변경되거나 다른 유형으로 나오는 경우는 드물것이다.

위 도면을 대략 봤을 때, 돌출, 로프트 크게 두개의 스케치 피쳐로 충분히 모델링이 가능할 것 같다.
자.. 우선 글로 이루어진 강좌를 먼저 보자.

금형 코어 모델링 방법

1

베이스 스케치 및 형상 모델링


  1. 피쳐 메니져에서 윗면을 선택하고 스케치 작성상태로 전환한다.
  2. 스케치 작성 기능중 중심 사각형을 이용하여 원점을 기준으로 사각형을 그리고, 동등과 지능형 치수로 스케치를 완성한다.

  1. 스케치가 완료된 상태에서 피처 탭 -> 돌출 보스/베이스 명령을 실행한다.
  2. 돌출 방향1에서 블라인드 형태로 돌출방향을 아래로 지정한다.
  3. 돌출 값은 10mm로 지정하고 육면체를 완성한다.

2

중간 로프트 형상 모델링

  1. 위에서 모델링된 육면체의 윗면을 선택하고 새 스케치 작성에서 앞에서 작업한 것과 비슷하게 "중심 사격형"을 이용하여 사각형을 작성하고, 동등구속과 크기값을 지정 후, 만들어진 사각형을 선택하여 "보조선"으로 변경한다.
  2. 스케치 작성 명령 중에서 3점 호를 이용하여 4면에 위와 같은 그림으로 원호를 작성하고, 4개의 원호를 모두 선택하여 동등 구속과 지능형 치수로 크기 값을 지정한다.
  3. 도면상에 R5에 대한 모깍기는 피처에서 지정하는 것이 아니라, 스케치에서 지정해야 한다.
    - 대부분의 모델링 형상에 존재하는 모깍기는 피처에서 제공하는 모깍기를 이용한다. 하지만, 로프트와 같이 두개 이상의 단면으로 이루어지는 형상은 스케치 모깍기 적용 후 만들어지는 형상과 추후 모깍기 형상을 전혀 다른 결과물을 만들어 낸다. 
    - 로프트를 이용할 때는 스케치 모깍기를 적절하게 이용하는 것이 중요하다.
  4. 필렛이 적용될 각 모서리 선분을 순차적으로 선택한다.
  5. 필랫 반지름 값을 지정하여 스케치를 마무리 한다.

  1. 피쳐 탭 참조형상 -> 기준면을 선택하여, 사용자 평면을 생성시킨다.
  2. 제1참조 면을 위에 스케치한 평면을 선택한다.
  3. 사용자 평면의 간격띄우기 값을 도면과 같이 지정한다.

  1. 새롭게 만들어진 사용자 평면을 선택하여 새 스케치를 작성한다.
  2. 스케치 도구에서 중심 원을 선택하고, 원점을 기준으로 원을 작성하고 치수 구속하고, 마무리 한다.

  1. 피처 탭에서 로프트 보스/베이스 명령을 실행한다.
  2. 로프트 프로파일에서 처음 스케치한 선분과 두번째 스케치한 원을 선택한다.
  3. 포르트 옵션 중에서 탄젠트면 병합 기능을 체크 오프하여, 각각의 면의 접하는 모서리가 나타나도록 한다.
    - 솔리드웍스의 기능중에서 곡면으로 생성되는 접하는 모서리를 제거하는 기능을 가지고 있어, 곡면 자체가 하나의 면으로 이루어져야 하는 경우에 상당히 유용하다.

3

구 형상 모델링 및 편집

  1. 로프트 트리 항목을 열어 두번째 작성한 원 스케치를 선택한다.
    - 솔리드웍스는 인벤터 처럼 스케치 공유라는 기능은 제공하지 않는다. 하지만, 해당 스케치를 선택한 후, 피처를 생성하면 인벤터의 스케치 공유와 동일한 기능을 수행한다.

  1. 로프트 트리 항목에서 두번째 만들었던 원을 선택하고, 돌출 보스/베이스 명령을 실행한다.
  2. 면의 수직방향으로 원의 반지름값 만큼 돌출 높이 값을 지정한다. 꼭, 원의 반지름 값 만큼 지정해야 한다.

  1. 피처 탭에서 필렛(모깍기) 명령을 실행한다.
  2. 필랫할 항목에서 돌출한 원통의 상단 원호를 선택한다.
  3. 반지름 값은 로프트 두번째 스케치한 원의 반지름 값을 입력한다.
    - 구 형상을 만드는 방법은 크게 두가지가 있는데, 반원 또는 90도 호를 작성하여, 회전 명령을 이용하여 작성하거나, 위와 같이 필랫 기능을 이용하여 구 형상을 모델링 할 수 있다.
    - 모든 3D캐드에서 스케치는 정말 중요하다. 하지만, 가능하면 스케치를 작성하지 않고, 편집 피처로 할 수 있는 방법이 있다면, 가능하면 그 방법을 이용하는 것을 적극 추천한다.

  1. 반구의 윗 부분을 잘라내기 위해서, 정면을 선택하고 새 스케치를 작성한다.
  2. 그림과 같이 반구의 가장자리 모서리를 기준으로 비스듬하게 선분을 작성하고, 각도와 높이 값을 지정하여 스케치를 마무리 한다.

  1. 피처 메니져에서 해당 스케치를 선택하고, 피처 탭 -> 돌출 컷 명령을 실행한다.
  2. 돌출 컷 방향 1의 범위를 관통-양쪽으로 선택한다.
  3. 자를 면 뒤집기를 선택하여 선택된 돌출 컷 방향을 지정하고, 형상의 일부분을 잘라낸다.
    - 일부분 전체를 잘라 버려야 하는 경우, 닫힌 스케치를 작성하는 것 보다, 잘릴 만큼 열린 선분을 작성하여 전체를 잘라내는 방법도 솔리드웍스의 중요한 기능 중 하나이다.

  1. 반구형상을 짤라던, 평면을 선택하고 새 스케치를 작성한다.
  2. 스케치 도구 중심 원을 선택하고, 원점에서 조금 떨어진 위치에 원을 그리고, 원의 중심과 원점을 수평 구속하고, 치수 구속으로 크기와 위치를 지정한다.
    - 원/호의 사분점 기준 치수 구속시, 키보드 Shift키를 누른 상태에서 치수를 적용하면 원/호의 사분점 위치에 치수가 적용된다.

  1. 높이 15mm를 적용하여 만들어 놓은 사용자 평면을 다시 선택하여 새 스케치를 작성한다.
  2. 스케치 도구 중심 원을 선택한다.
  3. 스케치 원점을 기준으로 원을 작성하고 크기 값을 지정하여 스케치를 마무리 한다.

  1. 동심과 원의 크기가 서로 다른 형상을 빼기 위해서 피처 탭 -> 로프트 컷 명령을 실행한다.
  2. 로프트 컷 프로파일에 작성한 두개의 원을 각각 선택한다.
    - 로프트 프로프일을 선택하면, 각 프로파일의 면 시작위치점(녹색 점)이 생성되고, 원과 같이 완전 객체인 경우 녹색 점의 위치를 어긋나지 않게 잘 맞추어야 한다.
    - 위치 수정은 마우스로 해당 녹색 점의 위치를 변경할 수 있다.

4

홈 모델링 및 마무리

  1. 최초 작성한 육면체 윗면을 선택하여 새 스케치하며, 원을 이용하여 필요한 수량 만큼 작성한다.
  2. 로프트로 작성된 면은 기본적으로 중간점이나 중심점 구속이 지원되지 않으고, 일치 구속만 제공한다. 그러므로, 원의 중심은 작성된 로프트 가장자리선에 일치 시키고, 위치는 원점과 중심점을 선택하여 수직 또는 수평 구속으로 위치를 맞추고, 동등과 크기 값을 지정하여 구속한다.

  1. 스케치된 피처를 선택하고, 피처 탭 -> 돌출 컷 명령을 실행한다.
  2. 방향 1의 한계를 관통으로 지정하고, 돌출 방향을 맞춘다.
  3. 도면에서 100도의 테이퍼가 존재함으로, 구배 기능을 이용하여 테이퍼를 적하고, 바깥쪽으로 구배를 선택하여 테이퍼 방향을 변경한 후, 작성을 완료한다.

  1. 모델링 형상에 가장자리 필렛을 적용하기 위해서 피처 탭 -> 필렛 명령을 실행한다.
  2. 필렛할 항목에 같은 값이 적용될 모서리 또는 모서리를 가지고 있는 면을 선택한다.
  3. 도면을 참고하여 필랫할 반지름값을 입력한다.
    - 인테이리어 또는 익스테리어 필렛 같은 경우는 작업의 가장 마지막에 수행하는 것이 가장 좋으며, 가능하면 탄젠트 파급이 가능할 수 있도록 큰 값이 먼저 지정될 수 있도록 객체를 선택한다.

  1. 마지막 필렛을 지정하기 위해서 동일한 명령을 한번더 실행한다.
  2. 필랫할 항목에서 밑단 선분을 선택하면, 탄젠트 파급 기능으로 인해 전체 모서리가 선택된다.
  3. 지정할 반지름 값을 입력하고, 작업을 마무리 한다.

5

완성된 모델링 형상

오랫만에 글로 된 강좌를 작성하다보니 생각보다 시간이 많이 걸린다. ㅠㅠ
비록 크게 복잡하지 않는 형상에 복잡하지 않는 피처 기능을 이용하여 모델링 연습을 해보았다.

이 형상에서 주의해야 할 사항은 로프트를 작성하기 위해서 기준 스케치를 잘 해야 한다는 것이다. 그 이외의 작업은 큰 무리없이 순식간에 작업이 끝나게 될 것이다.


금형 코어 모델링 동영상 강좌


동영상 플레이타임이 대략 7분정도로 짧게 마무리되는 모델링 강좌이다.

어떤 방법이 좋고, 나쁘고는 사실상 없다. 중요한 것은 요구하는 사양으로 작업이 완료되었는가가 중요하다. 물론 작업에 스킬이 쌓이고, 손이 익숙해질 무렵부터는 작업의 편의성과 수정의 용의성을 따지면서 작업하게 될 것이다. 그럼으로 이 블로그에 제시하는 내용을 일차적으로 알아두고, 자신만의 작업방법을 찾아들어가는 공부를 해야만 한다.
존재하는 도면을 보고 습작하는 것은 누구나 대등소이한 작업형태를 가지고 있지만, 아무것도 없는 허허벌판에서 무언가를 만들어야 하는 실무에서는 자신만의 작업 노하우가 전부라는 것을 깨닫게 될 것이다

 

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    • 정크
    • 2017.11.30 10:44 신고
    오늘 글도 잘 보았습니다. 학교에서 솔웍이랑 카티만 배웠었다가 현재 회사에서 인벤터-오토캐드 위주로만 사용을 해서 답답했는데, 솔리드웍스 기능을 활용하신 강좌를 보니 다시 솔웍을 쓰고 싶어지네요.