3D CAD의 특징을 활용하고 있나요? - 파라메트릭 (매개 변수)모델링

Creo는 제품 설계 및 엔지니어링 프로세스를 지원하는 다양한 도구를 제공 합니다.
그중 하나가 "파라메트릭 모델링" 입니다.

▣ 파라메트릭 (매개 변수)모델링:

Creo는 파라메트릭 모델링 방식을 사용하여 설계를 수행합니다. 이는 치수, 형상 등의 매개변수를 기반으로 모델을 생성하고, 매개변수 변경 시 모델 전체가 자동으로 업데이트되는 방식입니다. 이를 통해 설계 변경 및 수정 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다

[파라메트릭 모델링]

파라메트릭  모델링은 절차적 모델링, 히스토리 기반 파라메트릭 모델링 또는 단방향 모델링이라고도 합니다. 이는 d1을 정의하려면 먼저 d2를 정의해야 하기 때문입니다. 따라서 d1은 d2 에 종속됩니다 . 결과적으로 방정식의 솔루션은 "순차적으로 수행"해야 합니다. 

▣ 설계 효율성과 유연성을 극대화하기 위한 파라메트릭 모델링 방법 채택

파라메트릭 모델링의 주요 이점 입니다. 파라메트릭 모델링은 설계 효율성, 설계 의도 표현, 설계 재사용성, 도면 자동화, 설계 변형 생성 등 다양한 이점을 제공하여 제품 설계 및 개발 프로세스를 혁신하는 데 기여합니다

1. 설계 변경의 효율성

• 파라메트릭 모델링은 치수, 형상 등의 매개변수를 기반으로 모델을 생성합니다. 따라서 매개변수 변경 시 모델 전체가 자동으로 업데이트되므로, 설계 변경 및 수정 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다.
• 이는 특히 복잡한 형상이나 대규모 어셈블리에서 설계 변경 시 발생하는 시간과 비용을 크게 절감시켜 줍니다.

2. 설계 의도의 명확한 표현

• 파라메트릭 모델링은 설계자가 모델에 설계 의도를 명확하게 표현할 수 있도록 지원합니다. 예를 들어, 특정 부품의 크기를 변경했을 때 다른 부품과의 관계를 유지하도록 설정할 수 있습니다.
• 이를 통해 설계 변경 시 의도하지 않은 오류를 방지하고, 설계의 일관성을 유지할 수 있습니다.

3. 설계 재사용성 향상

• 파라메트릭 모델링을 통해 생성된 모델은 매개변수를 변경하여 다양한 변형을 쉽게 생성할 수 있습니다.
• 이는 유사한 설계를 반복적으로 수행해야 하는 경우 설계 시간을 단축하고, 설계 자산을 효율적으로 관리하는 데 도움을 줍니다

4. 자동화된 도면 생성

• 파라메트릭 모델링을 통해 생성된 3D 모델을 기반으로 2D 도면을 자동으로 생성할 수 있습니다.
• 모델의 변경 사항은 도면에 자동으로 반영되므로, 도면 업데이트 작업을 최소화하고 도면의 정확성을 높일 수 있습니다.

5. 다양한 설계 변형 생성

 

• 파라메트릭 모델링은 다양한 설계 변형을 쉽고 빠르게 생성할 수 있도록 지원합니다.
• 이는 설계 최적화 및 제품 다양성 확보에 유용하며, 설계자가 다양한 설계를 탐색하고 최적의 설계를 선택하는 데 도움을 줍니다.

 

▣ 파라메트릭 모델링 방법의 필수 요소 "관계"

파라메트릭 모델링은 부품, 어셈블리, 도면은 서로 밀접하게 연결되어 있으며, 설계 프로세스 전반에 걸쳐 유기적으로 상호작용합니다. 각 요소 간의 연결 방식은 다음과 같습니다.

1. 부품과 어셈블리:

1) 설계 변경의 효율성

• 파라메트릭 모델링을 통해 생성된 부품은 치수와 형상 매개변수를 기반으로 합니다. 어셈블리에서 이러한 부품을 사용할 때, 부품의 매개변수를 변경하면 어셈블리 전체가 자동으로 업데이트됩니다. 예를 들어, 부품의 구멍 크기를 변경하면 해당 부품이 사용된 모든 어셈블리의 하위 부품들의 구멍 크기가 자동으로 조정됩니다.

2) 설계 의도의 유지

• 파라메트릭 모델링은 설계 의도를 명확하게 표현하므로, 어셈블리에서도 설계 의도가 유지됩니다. 이를 통해 설계 변경 시 의도하지 않은 오류를 방지하고, 설계의 일관성을 유지할 수 있습니다.

3) 어셈블리 설계의 간소화

• 파라메트릭 모델링을 통해 생성된 부품은 어셈블리에서 재사용하기 쉽습니다. 이를 통해 어셈블리 설계를 간소화하고, 설계 시간을 단축할 수 있습니다.

2. 파라메트릭 3D모델링과 도면:

1) 도면 자동 생성

• Creo는 파라메트릭 모델링을 통해 생성된 3D 모델을 기반으로 2D 도면을 자동으로 생성할 수 있습니다. 모델의 변경 사항은 도면에 자동으로 반영되므로, 도면 업데이트 작업을 최소화할 수 있습니다.

2) 치수 및 주석의 연관성

• 도면에 표시되는 치수와 주석은 3D 모델의 매개변수와 연관되어 있습니다. 모델의 매개변수를 변경하면 도면의 치수와 주석도 자동으로 업데이트됩니다.

3) BOM(Bill of Materials) 자동 생성

• Creo는 어셈블리 모델을 기반으로 BOM을 자동으로 생성할 수 있습니다. BOM은 어셈블리에 사용된 부품의 목록, 수량, 재질 등의 정보를 제공합니다. 모델의 변경 사항은 BOM에 자동으로 반영됩니다.

▣ 파라메트릭 모델링 방법 단점

파라메트릭 모델링은 강력한 설계 도구이지만, 몇 가지 단점도 가지고 있습니다. 이유는 명렬어 사용시 필수로 발생 발생하는 "관계" 입니다.

1. 복잡성 및 설계 의도 파악의 어려움

• 복잡한 모델에서는 설계자가 의도한 매개변수 간의 관계를 파악하고 유지하기 어려울 수 있습니다.
• 설계 변경 시 예상치 못한 결과가 발생할 수 있으며, 모델 수정에 많은 시간과 노력이 소요될 수 있습니다.

2, 소프트웨어 숙련도의 필요성

 

• 매개변수 모델링 도구는 일반적으로 복잡한 기능을 제공하므로, 사용자가 숙련되기까지 상당한 시간이 소요됩니다.
• 특히, 고급 기능을 활용하기 위해서는 전문적인 교육과 경험이 필요합니다.

3. 설계 프로세스의 속도 저하

 

 

• 복잡한 매개변수 관계를 설정하고 유지하는 과정은 설계 속도를 늦출 수 있습니다.
• 특히, 대규모 어셈블리나 복잡한 형상의 모델에서는 모델 재생성에 많은 시간이 소요될 수 있습니다.

4. 설계 유연성 제한

 

• 매개변수 모델링은 치수와 관계에 기반하므로, 자유로운 형상 변형이나 창의적인 설계에 제약이 있을 수 있습니다.
• 설계 변경 시 기존의 매개변수 관계를 유지해야 하므로, 설계 유연성이 떨어질 수 있습니다.

5. 소프트웨어 호환성 문제

• 각 매개변수 모델링 소프트웨어는 고유한 히스토리 트리를 사용하므로, 버전 별로 호환성이 떨어질 수 있습니다.

 

6. 모델 관리의 어려움

 

• 설계자가 논리적인 순서를 따르지 않으면 모델이 복잡해지고 관리하기 어려워질 수 있습니다.
• 특히, 여러 명의 설계자가 협업하는 경우 모델 관리의 중요성이 더욱 커집니다.

7. 히스토리 트리의 성능 문제

• 히스토리 트리의 기능 수가 증가함에 따라 모델 재생성에 필요한 계산량이 늘어나 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
• 특히, 복잡한 모델에서는 모델 재생성에 많은 시간이 소요되어 작업 효율성을 저하시킬 수 있습니다.

이러한 단점에도 불구하고, 매개변수 모델링은 설계 변경의 효율성, 설계 의도 표현, 설계 재사용성 등 다양한 장점을 제공하므로, 많은 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

 

 

참고 자료

What is Parametric Modeling and How Does it Compare to Direct Modeling?

 

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