2. 3D모델링 1. 도면분석 (4) 스케치 요소 간의 구속조건

3D프린터운용기능사 필기 대비  "3D모델링 1. 도면분석 (4) 스케치 요소 간의 구속조건" 에대해 알아보겠습니다. 

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스케치 구속조건: 설계의 정확성과 효율성을 높이는 핵심 기능

스케치 구속조건은 기계 도면의 스케치 요소(선, 원, 점 등) 간의 관계를 정의하여 설계 의도를 명확히 반영하고 도면 수정 시에도 일관성을 유지할 수 있는 기능입니다. 이를 통해 설계자는 설계 안정성을 확보하고 효율적인 도면 작성이 가능합니다. 이번 포스팅에서는 스케치 구속조건의 주요 종류와 장점, 그리고 효과적인 사용 방법을 알아보겠습니다.
 

1. 스케치 구속조건의 주요 종류

1) 기본 구속조건 : 스케치 요소의 방향(수평, 수직 등)과 관계(평행, 직교 등)를 설정하여 설계 의도를 반영하고, 수정 및 변경 시에도 일관된 형태를 유지할 수 있도록 도와주는 구속조건.
🔸 수평 (Horizontal) : 선택한 선이나 점을 기준선에 대해 수평으로 정렬합니다.
🔸 수직 (Vertical) : 선택한 선이나 점을 기준선에 대해 수직으로 정렬합니다.
🔸 평행 (Parallel) : 두 선을 서로 평행하게 배치합니다.
🔸 직각 (Perpendicular) : 두 선을 직각(90도)으로 배치합니다.

 
2) 위치 및 점 구속조건 : 위치 및 점 구속조건은 스케치 요소(선, 점, 원 등)의 위치 관계를 정의하고 고정하여 설계의 의도를 명확히 반영하고 수정 시에도 일관된 위치 관계를 유지하도록 하는 구속조건입니다. 이 구속조건은 특정 점을 선, 원, 곡선 등 다른 요소와 연결하거나 대칭 및 중심 관계를 설정하는 데 사용됩니다.
🔸 일치 (Coincident) : 점이 선 또는 곡선 위에 위치하도록 설정하거나, 두 점을 같은 위치에 정렬합니다.
🔸 대칭 (Symmetric) : 두 요소(선, 점, 원 등)가 지정한 선을 기준으로 대칭 관계를 이루도록 설정합니다.
🔸 고정 (Fix) : 선택한 요소(선, 점, 원 등)의 위치나 크기를 고정하여 수정이나 이동이 불가능하게 만듭니다.
🔸 중간점 (Midpoint) : 점 또는 객체를 다른 객체의 중간점으로 구속한다

 
3) 기하학적 구속조건 : 기하학적 구속조건은 스케치 요소(선, 원, 점 등) 간의 기하학적 관계를 정의하여 설계 의도와 도면의 일관성을 유지하는 구속조건입니다. 요소 간의 길이, 크기, 위치, 접촉 등을 제어하며 도면의 형태와 구조를 명확히 표현하는 데 사용됩니다.
🔸 동심 (Concentric) : 두 원 또는 호가 같은 중심을 공유하도록 설정합니다.
🔸 동일 (Equal) : 요소(선, 원 등)의 길이나 크기를 동일하게 설정합니다.
🔸 접선 (Tangent) : 선과 곡선 또는 곡선과 곡선이 매끄럽게 연결되도록 설정합니다.
🔸 동일 선상 (Collinear) : 두 선이 동일한 직선 위에 위치하도록 설정합니다.

 
4) 곡선 구속조건 : 곡선 구속조건은 곡선(원, 호, 스플라인 등)과 다른 스케치 요소 간의 연결, 곡률, 고정 상태를 제어하는 구속조건입니다. 이를 통해 곡선 요소가 매끄럽게 연결되고 정확한 형태를 유지하며, 곡선의 끝점이나 연속성을 설정할 수 있습니다.

🔸 곡률(Curvature) : 두 곡선이 매끄럽게 연결되도록 곡률을 일치시킵니다.
🔸 접선 (Tangent) : 곡선과 곡선, 또는 곡선과 선이 매끄럽게 접하도록 설정합니다.

 
[참고] 곡률 연속성의 각 등급(G0, G1, G2, G3)

1. G0 연속성 (위치 연속성) : 두 요소가 단순히 서로 연결된 상태를 의미합니다.
    예: 스플라인과 선이 위치적으로 이어져 있지만, 곡률이나 접선은 일치하지 않습니다.
2. G1 연속성 (접선 연속성) : 두 요소가 접선 방향까지 이어진 상태를 의미합니다.
    예: 스플라인과 선이 연결될 뿐만 아니라 접선 방향이 동일하게 이어집니다.
3. G2 연속성 (곡률 연속성) : 두 요소가 곡률까지 동일하게 이어진 상태를 의미합니다.
    예: 스플라인과 선이 연결되고 접선뿐만 아니라 곡률(곡선의 휘어짐 정도)도 일치합니다.
4. G3 연속성 (가속도 연속성) : 두 요소의 곡률 변화까지 동일하게 이어진 상태를 의미합니다.
    예: 제어점 스플라인과 같이 곡률 변화까지 부드럽게 연결됩니다.

곡률 연속성 의 각 등급(G0, G1, G2, G3)

 

2. 스케치 구속조건의 장점

설계 안정성
스케치 구속조건을 통해 요소 간의 관계를 유지하면 도면 수정 시에도 비정상적인 변형을 방지할 수 있습니다.
효율성
설계 변경이 용이하고 반복 작업을 줄일 수 있어 생산성을 높이는 데 큰 역할을 합니다. 특히, 기본 구속조건과 기하학적 구속조건을 적절히 사용하면 시간과 노력을 절약할 수 있습니다.
일관성
구속조건은 설계 의도와 결과물이 일치하도록 보장하며, 수정 과정에서도 의도된 관계를 유지할 수 있습니다.
 

3. 스케치 구속조건 사용 팁

과도한 구속조건을 피하고 필요한 조건만 설정합니다.
기본 구속조건을 먼저 적용한 뒤 세부적으로 구속조건을 추가합니다.
CAD 소프트웨어의 구속조건 표시 기능(색상 또는 아이콘)을 활용해 현재 상태를 확인합니다.