2. 3D모델링 1. 도면분석 (5)설계 및 제도법

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설계 및 제도법: 제품 개발의 핵심 과정

설계 및 제도법은 제품 제작 과정에서 가장 중요한 역할을 하며, 설계 요구사항을 분석하고 이를 구체적인 도면으로 표현하는 과정을 포함합니다. 설계는 제품의 기능과 기계적 제약을 충족하는 아이디어를 구체화하는 과정이며, 제도는 이를 국제 규격(KS, ISO 등)에 맞게 도면으로 표현하여 제작자와의 명확한 커뮤니케이션을 보장합니다.

 

1. 설계 및 제도법의 정의

🔸설계는 제품의 요구사항을 분석하고 이를 2D 및 3D 형태로 구체화하여 기능적 요구를 충족시키는 계획 수립 과정입니다. 설계 과정에서는 조립 가능성, 기계적 제약 조건, 공차 등을 고려하여 최적화된 제품 개발이 이루어집니다.

🔸제도는 설계된 내용을 도면으로 표현하는 작업으로, 정확한 치수와 공차, 표면 거칠기 등을 포함해 제작자에게 전달합니다. 국제 규격을 준수하여 도면을 작성함으로써 제품의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

 

2. 도면분석 및 2D 스케치

도면분석은 작업 도면을 해독하여 설계 요구사항을 검토하고, 표준부품, 재질, 공차 등을 확인하는 과정입니다. 이를 통해 설계 변경 사항을 제작 과정에 반영하며, 도면의 정확성을 높입니다.

2D 스케치는 설계의 기초로서 기하학적 형상을 CAD 소프트웨어를 활용해 2D 도면으로 표현합니다. 선의 종류, 치수, 공차 등을 명확히 표기하여 도면의 가독성을 높이고, 설계 의도를 효과적으로 전달합니다.

 

3. 설계 및 제도법의 주요 요소

🔸 치수 및 공차: 제품의 기능성과 조립 가능성을 보장하기 위해 치수와 공차는 설계 및 제도법에서 중요한 요소입니다. KS B 및 ISO 규격을 따라 기본 공차와 끼워 맞춤 공차를 정확히 정의하여 제품 제작의 정밀도를 확보합니다.

🔸 도면 규격: 도면 크기, 중심선, 표제란 등 국제 규격에 맞는 형식으로 도면을 작성합니다. KS A ISO 7200은 3종류의 표제란을 규정하며 표제란에는 도면번호(알파벳 문자기호와 아라비아 숫자로 표시), 도면 명칭(반드시 도면번호 위 칸에 표시), 회사(소속) 명(도면의 법적 소유자 명)을 그림이나 문자, 기호로 표시해야하며 작성일, 설계자 및 검토자의 서명을 포함하여 설계 및 제도법의 정확성을 유지합니다.

도면규격

🔸 표면 거칠기 및 재료: 표면 마감 상태를 나타내는 다듬질 기호를 도면에 포함하고, 설계 및 제도법에 따라 제품의 용도와 강도 요구사항에 맞는 재료 선택합니다. 

(1) 표면 거칠기란  : 표면에 형성된 미세한 요철(거친 흔적, 무늬 등)을 의미하며, 부품의 성능, 내구성, 마찰 등에 영향을 미칩니다. 표면 거칠기는 제품의 기능에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 표면이 높은 거칠기를 가지면, 표면의 마찰이 증가하여 접촉 부위에서 더 큰 저항을 발생시키는 동시에 제조 공정에서 비용을 절감할 수 있는 장점이 있습니다. 반면에, 낮은 거칠기를 가진 표면은 부드럽고 매끄러운 상태를 제공하며, 이는 정밀도가 높은 부품 제작과 마찰 감소가 필요한 고성능 제품에 적합합니다. 이러한 이유로 표면 거칠기를 적절히 관리하고 설계 요구사항에 맞게 지정하는 것이 매우 중요합니다.

(2) 표면 거칠기 지시 방법
표면 거칠기를 표시할 때는, 제거 가공(가공 흔적 제거 등)을 요구하거나 표면의 상태를 도면에 명시합니다.
예를 들어, 아래와 같은 다듬질 기호를 사용합니다:

표면 거칠기 지시 방법

(2) 재료 기호란? : 도면에서 사용되는 재료의 종류를 알리기 위해 영문자와 숫자를 사용하여 표기합니다.
재료 기호는 KS D(한국 산업 표준)에서 규정합니다. 재료 기호는 세 가지 구성 요소로 나뉩니다. 

 

•  재료의 기본 특성: 영문자와 숫자로 표현 (예: SM45C → 탄소강).

•  열처리 방법: 경도나 처리 방법을 비고란 또는 주서란에 명시.예: HRC 35 (경도 값).

• 추가 정보: 제품의 용도나 요구 사항에 맞는 세부 사항.

 

 

4. 설계 및 제도법의 수행 절차

🔸 도면 준비 및 분석: 설계 자료를 수집하고 작업 요구사항에 따라 도면을 준비하며, 기존 도면을 검토하여 표준부품과 설계 규격을 확인합니다.

🔸 스케치 및 모델링: 2D 스케치를 작성하고 이를 기반으로 3D 모델링을 수행하며, CAD 소프트웨어 명령어를 활용하여 도면 요소를 편집 및 수정합니다.

🔸 검토 및 출력: 완성된 도면을 검토하여 제작자에게 설계 의도를 명확히 전달하며, 출력 시 척도와 규격을 검토하고 데이터를 체계적으로 관리합니다.

 

5. 설계 및 제도법의 중요성

설계 및 제도법은 제품 제작의 성공을 결정짓는 중요한 과정으로, 설계 요구사항과 제작 과정 간 명확한 커뮤니케이션을 보장합니다.

국제 규격을 준수한 도면 작성은 제작 품질을 향상시키며, 오류를 최소화하여 생산성을 높입니다. 설계 및 제도법을 철저히 준수하면 효율적이고 일관성 있는 제품 개발이 가능합니다.