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CAD

last modified: 2014-11-26 19:22:34 Contributors

Computer Aided Draft/Design[1]
컴퓨터 지원 설계


3D CAD(와이어프레임 모델링)

3D CAD(솔리드모델링)

Contents

1. 정의
2. 발전
3. 현재
4. Computer Aided Manufacture(CAM)과의 관계
4.1. 2D CAD 소프트웨어
4.2. 3D CAD 소프트웨어
4.3. PLM Solution
4.4. 해석 소프트웨어
5. 서브컬처에서
6. 여담


1. 정의

컴퓨터를 이용하여 제도(Draft) 및 설계(Design) 하는 행위, 또는 그러한 컴퓨터용 응용프로그램을 말한다.

2. 발전

초창기에는 단순히 Drafter(제도판)를 대체하여 손이 아닌 컴퓨터로 그리고 플로터로 출력하는 수준에서 그쳤지만 최근에는 프로그램의 능력이 어마어마하게 개선되어 이제는 2D 도면은 따로 존재하지 않고 3D Model 데이터만 있는 수준까지 이르렀다. 특히 IT 전자제품등이 대표적으로 휴대전화나 MP3 같은 제품들이 그러하다.

1940년대부터 일부 수학적 기술 작업에 사용하기 위한 NC 프로그래밍을 통한 자동차와 항공기 산업분야에서 이용해오던 것이 1964년에 세계 최초의 상용 프로그램인 DAC-1의 출현 이후 빠르게 발전하여 현재에 이르러서는 수십가지의 상용 프로그램이 시장에 나와있다.

설계시간을 줄이고, 설계 후 실물 제작단계를 거치지 않아도 프로그램상에서 설계검증 및 수정을 거칠 수 있어 설계 및 제작효율을 극단적으로 높일 수 있다는 장점 덕분에 현재에 이르러서는 거의 대부분의 설계를 컴퓨터에 의존하게 만들었다.

또한 이는 부가적 효과로서 선진국이 아닌 중진국이 대대적으로 제조업에 뛰어들 수 있도록 한 효과가 있다.

3. 현재

건축, 토목, 측량, 기계, 전기, 전자, 조각, 광고, 의상디자인 의류제조에 이르는 사람의 손이 필요한 거의 모든 분야에서 폭 넓게 사용중이며, 분야별 특징을 반영한 다양한 CAD 소프트웨어를 통해 수많은 제품이 쏟아져 나오고 있으며, 단순 설계의 범주를 벗어나 가공, 조립, 시험가동, 해석 등의 PLM(Product Lifecycle Management)영역까지 사용범위를 넓혀 제품에 관한 모든 것을 관리가 가능하게 만드는 단계까지 발전하고 있다.[2]

4. Computer Aided Manufacture(CAM)과의 관계

산업 현장에서 CAD로 작업된 결과물은 곧 실제 생산품이 되기 위한 것이 대부분이다.

즉 실제 제조와 CAD는 밀접한 연관이 있는데 특히 컴퓨터 수치제어CNC(Computerized Numerical Control) 공작법과 3D CAD 설계는 현재 우리가 사용하는 거의 대부분의 물건들을 만들고 있다.

예를 들어 전동드릴을 만든다고 했을 때 드릴의 인체공학적인 손잡이부분을 기존 방법대로 만들려면 나무등을 깎아서 목형을 만든 뒤 여기에 주물사를 넣어 굳힌 뒤 다시 이 모래형을 이용하여 주물을 부어서 형상을 만들고 이렇게 나온 형상을 다시 사람이 일일이 깎고 문대는............. 작업을 해서 만들어야 한다.

3D 설계 데이터와 컴퓨터 수치제어 공작법을 사용하면 이 모든 과정이 생략되고 바로 금형을 가공할 수 있다.(이건 거의 만세수준이다.) 더군다나 완성되기 전에 형상을 보고 수정도 가능하고 데이터가 같으면 물건도 항상 똑같게 나오는 점도 대단하다. 데이터를 전송하면 제조를 다른 곳에서도 얼마든지 할 수 있다는 것이기 때문에 대단히 편리하다.

그러나 그로인한 역효과로 설계는 선진국에서 하고 제조는 중국에서 한다는 현재의 상황을 만들었기도 했다. 실제로 CAD가 발전할수록 선진국의 제조업은 붕괴가 더욱 가속화 되었다.

관련이 없는 사람은 체감할 수 없을지도 모르겠지만 현대인의 생활상을 가장 많이 바꾼 절대적 기술혁신중의 하나이다. 이 글을 읽고 있는 여러분이 클릭하기 위한 별 것 아닌 마우스조차 이미 CAD/CAM의 결과물인 것이다.

4.1. 2D CAD 소프트웨어

  • AutoCAD
  • CADRA
  • CADian
  • DraftSight (무료캐드)
  • Nanocad (무료캐드)
  • ExpertCAD
  • UniMECH
  • LibreCAD(오픈소스)

4.2. 3D CAD 소프트웨어

4.3. PLM Solution

  • CATIA(프랑스)
  • UniGraphics/NX(독일)
  • I-DEAS[3]
  • CREO(구Pro-Engineer,Wildfire)(미국)

4.4. 해석 소프트웨어

  • ANSYS (멀티피직스)
  • RECURDYN (동역학 및 멀티피직스, 대한민국)
  • PDS
  • PDMS

5. 서브컬처에서

건축물이나 메카닉 디자이너 중에 3D모델링을 거치지 않고 손으로 그렸음에도 불구하고 공간감이 정확하고 입체감을 잘 살리는 사람에게 "손에 캐드를 달았다"는 표현을 하기도 한다. 단순히 메카닉 느낌을 살려서 그럴싸하게 디자인을 하는 것과는 차원이 다르며, 실존하지 않는 것을 그리는 만큼 숙달된 기술과 천부적인 공간감각을 요한다.
컨셉 그림만 보면 입체감을 느끼기 힘든 디자인도 동화작업에 들어가거나 3D모델링, 모형화를 하면서 그 진가를 알게 되는 경우도 있다. 턴에이 건담 계열 MS디자인이 대표적인 사례.
일본 애니메이션의 경우, 대표적으로 다음 디자이너들을 예로 들 수 있다.

6. 여담

이게 상용화되기 이전에는 샤프연필을 이용해 제도했기 때문에 이게 널리 퍼지자 제도용 샤프는 존재의의에 큰 타격을 입었으며 제도용 샤프를 주축으로 하던 로트링이나 펜텔은 큰 타격을 입어서 로트링은 샌포드에 인수되고 펜텔은 2014년 현재 큰 적자를 내고 있다.
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  • [1] 현재는 대부분 Design으로 쓰인다.
  • [2] 이 단계에 이르러서는 CAD를 넘어선 Computer Aided Engineering 즉 CAE 의 개념이 되었다.
  • [3] NX와 통합되었다.