Fusion 360 공식 블로그에서 올해 상반기에 올라와 있던 내용을 번역해봤습니다.
1부: 3D 모델링 용어
이 시리즈의 1부에서는 오토데스크 셰이프 매니저와 필수적으로 알아야 할 주요 3D 모델링 용어를 다룹니다.
이번 'Fusion 360 모델링으로 스마트하게 작업하기'에서는 Fusion 360이 어떻게 형상을 생성하는 지에 대해 알아볼 것입니다. 그 결과 원하는 지오메트리를 얻는 방법을 더 잘 이해할 수 있을 것입니다. 예를 들어, 오늘 오토데스크 Fusion 360으로 스윕을 만들었나요? 트릭 질문입니다! 스윕을 만들었겠지만 스윕 명령을 사용하지 않았을 수도 있습니다. 무슨 뜻인지 계속 지켜봐 주세요.
그 동안 1부에서는 오토데스크 셰이프 매니저와 알아두어야 할 주요 3D 모델링 용어를 다룰 것입니다.
Autodesk Shape Manager(ASM) 소개
3D 셰이프를 생성하기 위해 Fusion 360은 Autodesk 세이프 매니저(A.S.M)를 호출합니다. ASM은 3D 모양을 계산하는 소프트웨어 구성 요소인 모델링 '커널'입니다. 재미있는 사실: ASM은 AutoCAD와 Autodesk Inventor에서도 사용됩니다.
ASM은 도형을 계산하는 데 경계 표현(Brep) 방법을 사용합니다. Brep은 정점(Vertices)을 기반으로 하는 도형(Shape) 입니다. 두 개의 정점(Vertices)은 가장자리(edge)를 정의할 수 있습니다. 가장자리(edge)의 루프는 면(face)을 정의할 수 있습니다. 가장자리의 모음은 볼륨(3D 모양)을 정의합니다.
익스트루드, 스윕 또는 로프트와 같은 명령으로 Fusion 360에서 3D 형태를 생성할 때 Fusion 360 사용자 인터페이스를 사용하여 ASM에 좌표를 전달하면, ASM은 Brep을 계산하여 다시 Fusion 360에 전달하여 화면에 표시합니다.
중요 용어
Fusion 360 내에서 도형에 대해 이야기할 때 모두 동일한 언어를 사용하도록 합시다.
지오메트리 및 토폴로지 (Geometry & Topology )
지오메트리는 우리가 만들고자 하는 모양이라고 생각할 수 있습니다. 토폴로지는 우리가 거기에 도달하는 방법입니다.
동일한 지오메트리를 다른 토폴로지를 사용하여 만들 수 있습니다. 동일한 토폴로지를 사용하여 매우 다른 지오메트리를 만들 수 있습니다.
- 지오메트리 - 도형을 설명하는 수학.
- 토폴로지 - 도형을 구성하는 정점, 가장자리, 면입니다.
노멀(Normal)
'가장자리 또는 서페이스에 수직'. 솔리드 모델의 경우 법선은 항상 솔리드 볼륨에서 '바깥쪽'을 향해야 합니다. Fusion 360에서 서페이스의 뒷면은 '황금색'으로 표시됩니다.
곡률 연속성(Curvature Continuity)
두 서피스 사이에 부드러운 전환을 만들고자 할 때 이 조건을 '곡률 연속'이라고 설명할 수 있습니다.
곡률 연속성은 두 서페이스의 속성을 일치시키는 프로세스입니다. 이러한 속성은 문자 'G'를 사용하여 설명합니다.
속성은 누적적이며, G3 연속성에는 G2, G1, G0이 포함됩니다.
- G0 연속(G0 Continuous): 가장자리(Edge)가 만납니다('접촉' 또는 '위치'라고도 함).
- G1 탄젠트(G1 Tangent): 서페이스 노멀이 만나는 가장자리(Edge)를 따라 일치합니다(필렛).
- G2 곡률(G2 Curvature): 곡률: 곡률의 양은 미팅 가장자리(Edge)를 따라 일치합니다.
- G3 가속도(G3 Acceleration): 만나는 가장자리(Edge)를 따라 곡률이 변화하는 비율이 동일합니다.
참고: 수학적으로 'G'(G+)의 추가 레벨을 설명할 수 있지만, 멋진 모델을 만드는 데 도움이 되지는 않습니다.
2부: Fusion 360에서 스윕이란 무엇인가요?
이 시리즈의 1부에서는 '오늘 스윕을 만들어 보셨나요'라는 도전적인 질문을 던졌습니다. 대답은 거의 확실하게 '예'입니다. 2부에서는 그 이유를 설명해드리겠습니다.
다음 Fusion 360 3D 모델링 명령의 공통점은 무엇인가요?
- 돌출(Extrude)
- 회전(Revolve)
- 코일(Coil)
- 파이프(Pipe)
- 리브(Rib)
- 웹(Web)
- 구멍(Hole)
- Primitives (Box, Cylinder, Sphere, Torus)
- Ruled surface
- 스윕(Sweep)
그 답은 모두 일관된 단면을 가진 기능을 생성한다는 것입니다. 이를 '변환(translation)'이라고 합니다. 단면은 경로를 따라 변환됩니다. Fusion 360에서는 이 단면을 '프로파일'이라고 합니다.
내부적으로 ASM(Autodesk 형상 관리자)은 동일한 알고리즘을 사용하여 이러한 모든 피처를 생성합니다.
스윕 명령으로 만든 스윕 형태와 돌출 또는 회전과 같은 명령으로 만든 스윕 형태의 차이점은 스윕 경로가 명시적이라는 점입니다. 우리가 직접 만듭니다. 다른 명령은 암시된 경로를 따라 단면을 변환합니다. 예를 들어 돌출 경로는 스케치 평면에 수직으로, 회전 경로는 축을 중심으로 호를 그리는 것으로 암시됩니다.
경로는 Fusion 360에 의해 암시됩니다. Fusion 360은 프로파일(단면)과 경로를 ASM으로 전달하여 3D 형상을 생성합니다. 그런 다음 다시 Fusion 360으로 전달하여 화면에 표시합니다.
따라서 오늘 스윕 툴을 사용하지 않았더라도 스윕을 만들었을 것입니다!
스윕의 한 가지 규칙은 단면이 일정해야 한다는 것입니다. 하지만 스윕에 대한 몇 가지 추가 제어 기능이 있습니다.
단면의 크기를 조정할 수 있고(돌출 또는 스윕 명령의 '테이퍼'), 단면을 회전할 수 있습니다(스윕 명령의 '트위스트').
스윕 알고리즘은 경로를 따라 단면을 정확하게 유지하므로 스윕된 양식은 하나의 프로파일(단면)만 가질 수 있습니다.
글쎄요, 그럴 수 없습니다. 적어도 스윕 명령으로는 불가능합니다! 여러 프로파일을 사용하여 도형을 만들어야 하는 경우 Loft 명령을 사용해야 합니다.
'중심선이 있는 로프트' 명령은 경로를 따라 여러 프로파일을 스윕하고 프로파일 사이의 모양을 동시에 '워프'할 수 있는 하이브리드 알고리즘을 사용합니다.
가이드 레일과 서페이스를 사용하여 경로를 따라 프로파일의 회전(비틀림)을 제어할 수 있습니다. 가이드 레일을 스윕할 때 경로와 가이드 레일 사이에 그려진 선을 상상해 보세요. 이 가상의 선이 경로를 중심으로 회전하면 프로파일도 함께 회전합니다.
가이드 서페이스도 비슷하지만, 이번에는 서페이스 법선과 관련하여 비틀림이 발생합니다. '법선'은 서페이스에 수직인 것으로 생각할 수 있습니다.
스윕은 일관된 프로파일을 유지해야 하므로 다른 지오메트리와 연속되는 곡률의 스윕을 만들 수 없습니다. 따라서 일반적으로 스윕된 피처(예: 돌출 또는 회전)를 기본 피처로 시작하는 것이 좋습니다. 그런 다음 로프트 또는 패치를 사용하여 기본 피처와 곡률이 연속되는 피처를 만듭니다.
3부: 로프트 명령의 비밀
이 시리즈의 2부에서는 스윕 폼을 만들어야 하는 경우와 로프트 명령으로 이동해야 하는 경우에 대해 알아보았습니다. 3부에서는 Autodesk Fusion 360의 Autodesk 셰이프 매니저(ASM)가 로프트 양식을 만드는 방법에 대해 알아봅니다.
로프트 명령은 두 개 이상의 프로파일 사이에 부드럽게 전환되는 모양을 만듭니다. 프로파일은 스케치 또는 기존 지오메트리의 면이나 가장자리일 수 있습니다. 프로파일에서 점으로 로프트할 수도 있습니다. 곡률 연속 엔드 캡을 모델링할 때 유용합니다.
로프트 명령은 입력에 맞게 생성된 서페이스를 '워프'할 수 있으므로 경계 조건을 설정하여 입력 지오메트리에 곡률 연속성을 유지할 수 있습니다(곡률 연속성에 대한 정의는 파트 01을 참조하세요).
로프트 양식은 추가 지오메트리를 사용하여 모양을 안내할 수 있습니다. 이러한 가이드는 선, 호 또는 스플라인입니다. '가이드 레일' 또는 '센터라인'으로 사용할 수 있지만 차이점은 무엇일까요?
가이드 레일은 프로파일과 같은 역할을 합니다. 우리가 만드는 모양은 가이드 레일을 향해 '당겨지는' 것입니다. 가이드 레일은 필요한 만큼 많이 사용할 수 있습니다. 가이드 레일의 배치는 중요하며, 항상 세트의 각 프로파일을 연결해야 합니다. 로프트 형태는 프로파일과 가이드 레일 주위로 '늘어나는' 표면이라고 생각하면 됩니다.
중심선이 있는 로프트는 스윕 경로와 매우 유사한 방식으로 작동합니다. Autodesk 셰이프 매니저는 시작 프로파일과 끝 프로파일 사이에서 워프되는 중간 프로파일을 보간합니다. 이러한 중간 단계는 중심선에 수직이 됩니다. 프로파일은 경로를 향해 '당겨지는' 대신 경로를 따라갑니다.
센터라인 지오메트리는 가이드 레일처럼 프로파일 지오메트리에 연결할 필요가 없습니다. 또한 중심선 지오메트리가 프로파일의 '중앙'에 있을 필요도 없습니다!
시작과 끝 프로파일이 있는 센터라인 로프트를 사용하면 자연스럽게 부드럽게 전환할 수 있습니다. 가이드 레일 로프트에서 필요한 것을 얻는 데 어려움을 겪고 있다면 대신 센터라인 로프트를 사용해보세요.
로프트는 스케치, 면, 에지, 점을 입력으로 사용하여 만들 수 있지만, 최소 두 개의 프로파일이 필요합니다. 하나의 입력만 사용하여 서페이스를 만들고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 패치 명령에 대해 배워야 할 때입니다.
4부: 로프트와 패치의 차이점은 무엇인가요?
이 시리즈의 3부에서는 가이드 레일이 있는 로프트와 센터라인이 있는 로프트의 차이점에 대해 알아보았습니다. 4부에서는 로프트와 패치의 차이점과 이 지식을 어떻게 적용할 수 있는지 알아보겠습니다.
Fusion 360에 로프트 명령을 사용하여 서피스 생성을 Autodesk 셰이프 매니저(ASM)에 요청하면 ASM이 4면 서피스를 생성합니다. 그런 다음 서페이스를 우리가 제공한 지오메트리에 '맞춤'합니다.
이러한 이유로 Loft는 4면 서페이스를 만들 때 잘 작동합니다. Loft는 가장자리가 4개 이상인 서페이스를 만들 때도 잘 작동합니다. 하지만 이 경우 Loft는 도형을 4면 서피스로 분할할 뿐입니다. 따라서 로프트된 서페이스에는 항상 하나 이상의 가장자리가 표시됩니다.
패치 도구를 사용하면 여러 프로파일에서 서페이스를 만들 수도 있습니다. 패치 도구는 또한 서페이스를 '워프'하여 경계에 곡률 연속성을 설정할 수 있습니다(곡률 연속성에 대한 정의는 이 시리즈의 1부를 읽어 보세요).
패치도 4면 모양이지만, 패치를 입력에 맞추는 대신 ASM이 패치 서페이스를 입력에 맞게 트림합니다.
로프트는 넓은 면적을 커버하는 데 적합합니다. Loft는 'ruled surface'을 생성하므로 딥 없이 한 프로파일에서 다른 프로파일로 바로 모양이 이동합니다.
패치는 4면이 아닌 가장자리 체인을 표면 처리할 때 사용하는 것이 가장 좋습니다. 패치는 단일 엔티티 모양(원!)을 채울 수 있는 유일한 도구입니다. 또한 '공차' 기능이 뛰어나 에지 체인이 모서리에서 완벽하게 결합되지 않아도 패치 도구가 결과를 반환할 수 있습니다.
5부: 필렛 모범 사례
이 시리즈의 4부에서는 패치 명령의 기능과 로프트 대신 언제 이 명령을 사용하는 것이 좋을지 알아보았습니다. 5부에서는 필렛에 대해 집중적으로 다뤄보겠습니다. 필렛을 설정하는 가장 좋은 방법을 알아보고 필렛이 잘못되었을 때 어떻게 해야 하는지 알아볼 것입니다.
실제로는 공작 기계 커터를 사용하여 제품의 날카로운 모서리를 '부드럽게' 만들기 위해 필렛이나 라운드를 만듭니다. Fusion 360의 필렛 툴은 이 프로세스를 재현합니다.
필렛 도구는 선택한 모서리를 만나는 면에 연결되는 접선 또는 곡률 연속 면 집합을 생성합니다('곡률 연속'에 대한 정의는 이 시리즈의 1부를 참조하십시오).
Fusion 360의 모든 필렛에는 어떤 공통점이 있을까요? 생성할 수 있는 필렛의 유형을 살펴보겠습니다.
일정한 반경의 필렛은 일정한 단면을 가지고 있습니다. 필렛을 계산하는 이 방법을 '롤링 볼' 방법이라고 합니다. 가장자리에서 만나는 두 면을 따라 공이 굴러가면서 공이 항상 면에 접하고, 공이 굴러가면서 새로운 필렛(외부) 또는 원형(내부) 면이 생성되는 것을 상상할 수 있습니다.
일정한 반지름 필렛은 선택한 가장자리를 따라 어느 지점에서나 일정한 반지름을 갖습니다. 현 길이 필렛은 필렛의 코드 전체에 걸쳐 동일한 거리를 유지합니다.
가변 반경 필렛을 사용하면 선택한 가장자리의 시작과 끝, 그리고 그 과정에서 원하는 지점에서 필렛 또는 라운드의 반경을 조정할 수 있습니다.
이 시리즈의 이전 게시물인 스윕 양식과 로프트 양식에 대한 글을 읽으셨다면 이미 짐작하셨을 것입니다! 그 이면에는 Autodesk 셰이프 매니저(ASM)가 스윕 양식 또는 센터라인 로프트를 생성하는 것과 동일한 알고리즘을 사용합니다.
이 경우 프로파일이 자동으로 계산됩니다. 프로파일은 선택한 가장자리에서 연결되는 두 면에 접하는 호입니다. Fusion 360 인터페이스를 사용하여 에지와 반경을 정의하면 Fusion 360은 이를 ASM에 전달하여 스윕 또는 로프트된 표면을 생성하고 그 결과를 다시 Fusion 360에 전달하여 화면에 표시합니다.
첫 번째 조언은 필렛 및 모따기와 같이 가장자리를 많이 사용하는 피처는 타임라인의 후반부에 모델링하는 것입니다. 이렇게 하면 투영된 지오메트리에서 투영한 가장자리가 손실되는 문제를 방지할 수 있습니다. 셸 명령을 사용하여 얇은 벽으로 된 컴포넌트를 만들 때는 예외입니다. 이 경우 셸 전에 필렛을 수행해야 할 수 있습니다.
반경이 다른 여러 필렛을 포함하는 하나의 필렛 피처를 정의할 수 있지만, 여러 필렛 피처를 만드는 것이 더 좋습니다. 여러 필렛 정의가 포함된 하나의 필렛 피처를 만들었는데 필렛이 실패하면 어떤 필렛이 문제를 일으키는지 알기 어려울 수 있습니다.
동일한 크기의 필렛을 개별적으로 만들면 다운스트림 동료에게도 도움이 될 수 있습니다. CAM 프로그래밍에는 필렛이 필요하지 않은 경우가 많습니다. 서로 다른 반경의 필렛을 별도의 피처로 생성하면 CAM 환경에서 필요하지 않은 필렛을 더 쉽게 억제할 수 있습니다.
반경이 가장 큰 필렛을 먼저 만든 다음 반경이 더 작은 필렛으로 후속 작업을 수행합니다.
볼록한 필렛(라운드)을 만들기 전에 오목한 필렛을 만들어 보세요. 대부분의 경우, 그 반대 방향으로는 작동하지 않는 것을 발견하게 될 것입니다.
자동 가장자리 체인
접선 근처
복잡한 교차점까지 필렛팅하는 경우. '자동 가장자리 체인'을 끄세요. 이렇게 하면 각 가장자리를 개별적으로 선택할 수 있습니다. 선택한 개별 가장자리에 미리보기가 표시되지 않으면 문제일 가능성이 높습니다.
탄젠트에 가까운 가장자리는 안정적으로 필렛되지 않을 수 있습니다. '탄젠트 체인'이 켜져 있는데 체인이 탄젠트로 보이는 버텍스를 가로질러 전파되지 않는다면, 탄젠트에 가까운 문제를 발견한 것일 수 있습니다. 테스트하는 빠른 방법은 필렛 명령을 시작하고 가장자리를 선택하는 것입니다. 접하는 가장자리는 선택할 수 없습니다. 필렛 명령이 활성화된 상태에서 가장자리를 선택할 수 있으면 접선이 아닙니다.
가장 좋은 해결 방법은 타임라인을 롤백하고 원본 지오메트리를 조정하여 탄젠트 조건을 만드는 것입니다.
