[solidworks] 예제를 통한 서페이스 모델링 쉽게하기 (1)

- 글쓴이 분이 배포 허락하여 펌 글 입니다 - 

따라서 전문 번역가가 아니기 때문에 다소 어색한 곳도 많고 오역이나 오타가 있을 수 있습니다.

번역에 대한 피드백은 jojikvv@naver.com으로 부탁드리며, 본 번역문의 배포는 내용 누락이나 수정을 하지 않는 다는 전제하에 허가하도록 하겠습니다.

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왜 솔리드에 서피싱 테크닉을 사용하는가? 

 

 

 

 

 

우리는 솔리드 모델의 질을 높이거나 복원을 하는데 서피싱 테크닉을 사용할 수 있습니다. 솔리드웍스에서의 솔리드 바디는 사실 개별적인 면(Face)들로 만들어졌기 때문입니다. 면(Face)들은 결과적으로 곡면(Surface)입니다.

 

실생활에서는 곡면의 두께가 0이라고 해도 모든 것은 두께와 부피를 가지고 있기 때문에 곡면으로 이루어진 솔리드바디를 구상하기란 때로는 어렵습니다. 만약 나무 블록이 있고 그것을 무한대로 얇게 자른다고 생각합시다, 아무리 얇다고 해도 나무 블록은 여전히 솔리드로 보일 겁니다. 솔리드웍스에서 만약 솔리드 바디로부터 면을 제거하면 그것은 곡면 바디로 될 것이고 속이 빈 껍데기 바디(전체가 면들로 둘러싸인 볼륨으로 만들어진)의 내부를 볼 수 있을 겁니다. 아래 이미지를 보시면 왼쪽에 몇몇 면들로 이루어진 솔리드 바디가 있습니다. 그리고 같은 바디에 한 차례 면의 일부가 제거되어 현제는 곡면 바디된 것이 오른쪽에 있습니다.

 

 

좀 더 얘기하자면, 우리가 이들의 면(곡면)을 수정하여 솔리드 모델을 변경할 수 있다는 것이 합리적으로 보입니다. 다음의 예제들은 Geometry 제거하기, Fillet과 커브(curves) 복원하기, 면(faces) blending 등에 의한 솔리드 모델의 질을 향상시키거나 복원하는데 surfacing techniques을 취하는 몇 가지 방법을 보여줍니다. 여러분에게 도움이 되는 예제이기를 바랍니다.

 

 

예제 1 : 형상(Geometry) 제거

 

 

모델의 면을 지울 때 면 삭제(Delete Face)를 사용합니다. 옵션에 주의 합니다 :

 

 

삭제(Delete)는 간단히 면(들)을 삭제하고 그 위치에 구멍을 남길 것입니다.

 

 

1. example1.sldprt 파일을 연다. 만약 피쳐 인식을 진행할 것인지 물어보면 “no"로 대답.

 

 

2. 곡면 탭에서 면 삭제(Delete Face) 클릭.

 

 

3. property manager의 삭제(Delete) 옵션을 선택.

 

 

 

4. 그림처럼 8개의 면들을 선택하고 OK를 클릭하여 피쳐를 받아들인다.

5. 여러분이 선택한 8개의 면들이 지워질 것이다. 그리고 그 위치에 구멍이 남을 것이다. 한 가지 더 얘기하자면 솔리드 바디는 이제 곡면 바디로 된다.

 

 

패치(Patch)는 면(들)을 삭제하고 주위의 면들을 확장하여 구멍을 덮는다.

 

 

1. Feature Manager Tree에서, 방금 생성된 DeleteFace1 피쳐 위에서 오른쪽 버튼을 클릭하고 나오는 메뉴에서 피쳐 편집(Edit Feature)을 선택한다.

 

 

2. 이전의 8개의 면들과 정확하게 같은 것을 사용한다, 이제 property manager에서 삭제 및 패치(Delete and Patch) 옵션을 선택.

 

3. OK를 클릭하여 변경을 받아들인다.

결과: 모델은 8개의 면이 전혀 존재하지 않았던 것처럼 보인다.

 

채우기(Fill)는 면(들)을 삭제하고 한 개의 곡면으로 바꾸어 놓는다.

 

1. Feature Manager Tree에서, DeleteFace1 피쳐를 오른쪽 클릭하고 나오는 메뉴에서 피쳐 편집을 클릭한다.

 

2. 이전에 8개의 면들과 같은 것을 사용한다, property manager에서 삭제 및 채우기(Delete and Fill) 옵션을 선택.

 

3. OK를 클릭하여 변경을 받아들인다.

결과 : 8개의 면들은 지워지고 모두가 다 같이 융합한 것처럼 보이는 한 개의 단일 곡면으로 바뀌어 졌다.

 

 

 

예제 2: 난처한 필릿 교정하기

 

때때로, 여러분들은 여러분의 솔리드 모델에서 난처한 필릿과 모서리를 얻을 것입니다. 이러한 베드 페이스들(bad faces)은 단순히 여러분의 모델에 어울리지 않을 수 있습니다만, 또한 쉘(shell) 작업에서 성공과 실패 사이의 차이를 의미할 수도 있습니다. 필릿으로 부터 면을 제거하고 새로운 곡면으로 구멍을 매움(patching)으로써 이들의 교정에 surfacing techniques을 사용합니다.

 

1. example2.sldprt. 파일을 연다.

 

2. 면 삭제(Surfaces tab)를 사용하여 필릿의 작은 면들을 모두 제거한다. property manager의 삭제 옵션이 사용되었는지 확인한다. 아래 이미지 참조.

 

3. 우리는 이제 한 쌍의 서로 다른 면들의 일부분을 자를 것이다. 이는 구멍(hole)을 위한 더 나은 형상을 생성하고 더 좋은 패치(patch)를 이루기 위한 확률이 증가한다. 그림에서 보이는 것처럼 평면의 면 위에서 스케치를 열고 저기 보이는 두 개의 점 사이를 선으로 스케치한다.

 

4. 방금 생성된 스케치를 사용하여 면을 절단한다. 삽입(Insert) -> 곡선(Curve) -> 분할선(Split Line)으로 간다. 분할 유형(Type of Split) 아래에서 투영식(Projection)을 선택, 선택(Selections) 아래에서 스케치와 그 스케치가 되어 있는 동일한 면을 선택 한다. 아래 이미지 참조.

 

5. 같은 방법으로 아래 이미지를 참조하여 왼쪽 아래에 있는 날카로운 모서리의 면도 작업한다.

 

6. 이전 단계의 결과로서 우리는 절단된 두 개의 큰 면들을 가지게 된다. 그리고 이제 방해가 되는 작은 날카로운 모서리들만 안전하게 제거할 수 있다. 면 삭제를 선택하고 삭제 옵션을 사용하여 이것들을 동시에 모두 삭제한다. 아래 이미지를 참조한다.

 

7. 우리는 이제 구멍을 매울 것이다. 곡면 채우기(Filled Surface)(from Surfaces tab)를 클릭한다. 구멍 주위의 가장자리 선(edges)들을 모두 선택한다. <선택 팁: 가장자리 선 중 한 개의 위에서 오른쪽 버튼을 눌러 나오는 메뉴에서 ‘열린 루프 선택’을 클릭하면 된다.>

우연히 어떠한 작은 선분이라도 놓치지 않게끔 닫혀있는지 확인한다. 전부 10개의 가장자리가 될 것이다. 만약 미리보기를 활성화하면, 여러분은 어떻게 곡면이 나타나는지 그리고 구멍이 있는 곳의 정점(vertex)에서 만나는 다른 면들의 형상을 따르도록 시도하는 방식으로 어떻게 윤곽(등고선)을 만드는지를 볼 것이다.

 

8. 여러분이 선택하는 선분의 각각 한 개를 지정할 때 보이는 말풍선에 주의한다. 기본적으로, 그것은 항상 '접촉(Contact)'이라고 말한다. 이 말풍선은 선분에서의 곡률 제어 옵션을 가리킨다. 바꾸어 말하면, 새로운 곡면의 곡률이 가장자리에서 만나는 기존의 곡면들에 대해서 어떠한가? 접촉(Contact)은 단순히 새로운 곡면을 생성, 탄젠트(Tangent)는 가장자리에 기존에 존재하는 어떤 것에 접하는 곡면을 만들고 곡률(Curvature)은 가장자리에 기존에 존재하는 것의 동일한 곡률을 공유하는 곡면을 만든다. 여러분은 각각의 가장자리를 따로따로 또는 모두 똑같이 적용하여 이 옵션을 조절할 수 있다. 이번의 경우, 탄젠트(Tangent)를 선택하고 모든 모서리에 적용(Apply to all edges) 옵션을 적용한다.

 

9. property manager의 밑바닥 까지 스크롤을 내리고 옵션 아래에서, 바디 합치기(Merge Result)를 선택한다. 만약 지시를 모두 따라왔고 패치를 생성하는 동안 여러분이 놓친 게 없다면 솔리드 형성 시도(Try to form a solid) 옵션을 이용할 수 있게 되었을 것이다. 그 옵션을 선택. OK를 클릭하여 수락한다.

 

10. 결과: 여러분은 솔리드 바디를 다시 가지게 되었고 필릿은 이제 부드러운 면(다른 모든 것들과 인접하게 접하는)으로 보인다. 아래 그림 참조.

 

 

 

다음의 예제는 비록 과정이 매우 비슷하긴 하나 약간 다른 상황을 보여준다.

 

1. example2b.sldprt. 파일을 연다.

 

2. 면 삭제(Delete Face)를 클릭해서 삭제(Delete) 옵션으로 그림에서 보이는 것처럼 면을 선택한다. OK를 클릭해서 삭제한다.

 

3. 오프셋 곡면(Offset Surface) [Surfaces tab]을 클릭하고 아래 그림에서 보이는 것처럼 면을 선택한다. 오프셋 거리는 0을 사용. 옵셋 면을 이용하여 우리는 원본의 바로 위쪽에 면의 복사본을 만들 것이다. 우리가 이렇게 하는 이유는 이 면을 잘라야 하는데 종종 이 복사본을 자르는 것이 쉬운데다가 원본을 제거하고 우리가 수정한 것을 대체하는 것이 간단하다.

 

4. 면의 복사본으로 하는 작업이 용이하도록 모델을 숨긴다. (그래픽 영역 상의 모델 위에서 또는 Feature Manager tree에서 오른쪽 클릭을 하고 나오는 메뉴로부터 숨김을 선택한다.)

 

5. 도구->스케치 도구-> 면 곡선(Face Curves) 선택, 면 곡선은 곡면의 iso‐parametric (UV) curve(주1)를 추출하는데 사용된다. 이러한 곡선들은 3D 스케치로 저장된다. property manager에서, 곡면의 복사본을 선택한다. 여러분은 곡선의 메쉬가 나타나는 것을 볼 수 있을 것이다. 우리는 모델 내에서 이 면이 다른 면과 만나는 점에서의 특정 위치에 곡선이 필요하다, 따라서 꼭지점 위치 입력란에 아래의 그림에서 보이는 것처럼 정점 선택을 확실하게 한다. 곡선이 우리가 원하는 핑크색으로 보인다. OK를 클릭하여 수락한다.

(주1) Surface는 Polygon Mesh에 알맞은 기하형태를 묘사하는 수학적인 기능으로 정의된다. Patch라고 불리는 Surface는 일명 Flow Line이라고 불리는 ISO-Parameter Curve에 의해 경계가 지워지고 UV 양방향에서 선택된 일련의 Control Point에 의해 제어된다.

 

6. 여러분은 Feature Manager tree에서 새로운 3D 스케치가 만들어진 것을 볼 수 있을 것이다. 우리는 3D 스케치를 이용하여 면의 복사본을 잘라낼 것이다. 이번에는 곡면 잘라내기(Trim Surface)를 사용한다. 곡면 잘라내기는 스케치나 다른 곡면을 잘라내기 도구로 사용하여 곡면의 일부를 잘라내고 버리는 것을 가능하게 한다.

곡면은 다른 곡면이나 스케치의 수직 투영으로 만나는 곳을 자른다, 그리고 여러분은 어느 부분을 남길 것인지와 어느 것을 버릴 것인지 선택하게 된다. 곡면 잘라내기 [Surfaces tab]를 클릭하고 잘라내기 도구로서 3D 스케치를 선택한다. 그림에서 보이는 것처럼 유지할 곡면의 일부분을 선택한다.

 

7. 모델을 보이게 만들고 면 삭제를 사용하여 삭제 옵션으로 원본 면을 삭제한다.

 

8. 오프셋 곡면을 다시 사용하여 그림에서 보이는 것처럼 원통형 면의 복사본을 만든다. 오프셋 거리는 이전에 했던 것처럼 0을 사용한다.

 

9. 방금 만든 면 복사본을 클릭한다, 그런 다음 방금 만든 이 곡면에 경계가 될 스플라인을 스케치하기 위해 도구->스케치 요소-> 곡면 자유곡선(Spline on Surface)를 선택한다. 그림에서 보이는 것처럼 점들 사이에 두 점으로 된 스플라인을 스케치한다.

 

10. 필릿의 모서리선(edge)과 자유 곡선(spline) 사이를 탄젠트 구속조건을 추가한다.

 

11. 이 스케치를 사용하여 우리가 방금 전에 했던 것처럼 곡면을 잘라낸다. 만약 여러분이 원한다면 다른 두 개의 곡면 바디들(모델과 이전에 작업했던 곡면의 수정된 복사본)을 임시로 숨길 수 있다.

 

12. 모든 곡면 바디들을 보이게 하고 우리가 했던 다른 작업과 마찬가지로 면 삭제를 사용하여 삭제 옵션으로 원본 면을 삭제하고 그 위치에 수정된 복사본을 남긴다.

 

13. 지금쯤이면 우리는 매워지기를 기다리는 근사해 보이는 구멍을 가지고 있다. 그러나 만약 우리가 지금 당장 곡면 채우기를 시도했다가는 왼편 구멍의 가장자리를 선택하는 동안 곤경에 처할 것이다. 이 문제는 면들을 합침으로서 해결될 수 있는데 우리는 우선 한 개의 곡면 바디로 뭉쳐야한다. 곡면 붙이기(Knit Surface) [Surfaces tab]를 클릭하고 우리가 가진 모든 곡면 바디를 선택한다. 3 개의 곡면 바디가 될 것이다. OK를 클릭하여 그것들을 같이 붙인다.

 

14. 이제 우리는 곡면 채우기를 사용하여 구멍을 매울 수 있다. 곡면 채우기를 클릭하고 구멍 주위의 모든 가장자리를 선택한다. 5개의 가장자리가 될 것이다. 곡률 제어에 탄젠트를 선택하고 아래 그림처럼 모든 가장자리에 적용한다.

 

15. property manager의 밑으로 스크롤을 내린다. 그리고 바디 합치기 옵션을 선택한다. 만약 계획대로 모두 따라왔다면 솔리드 형성 시도 옵션이 활성화 되었을 것이다. 이것을 선택하고 OK 클릭하여 패치를 수락한다. 그 결과 이전의 난처했던 필릿이 있던 곳에 새롭고 부드러운 면이 생겼다.

 

 

 

예제 3: 어색한 모서리

 

1. example3.sldprt 파일을 연다. 만약 피쳐 인식(Feature Recognition)을 진행할 것인지 물어보면 “no"로 대답한다. 이번 예제에서 여러분은 곡면으로 자르기(Cut with Surface)를 이용하여 사전에 잘라낸 1/4만 남은 꽃병을 발견할 것이다. 만약 여러분이 모델을 회전 시키거나 조사를 해보면 병의 최상단 가장자리 모서리의 불일치하는 부분을 발견할 것이다. 이게 바로 어색한 모서리라고 불리는 부분이다. 요점은 혹을 제거하는 것이다. 이 그림은 상단 가장자리를 가까이서 보여준다. 솔리드웍스에서 모서리의 뷰를 가까이 보려면 커스텀 뷰(Space Bar를 눌러서 나오는 메뉴)인 View1으로 바꾼다.

 

2. 그림처럼 오프셋 곡면을 선택하여 거리가 0인 모서리 안쪽 좁은 면의 복사본을 만든다.

 

3. 여러분이 원한다면, 우리가 방금 만든 면의 복사본으로 원활한 작업을 하기위해 솔리드 바디를 숨긴다. 곡면을 선택하고, 도구 -> 스케치 요소 -> 곡면 자유곡선을 선택하여 그림에서 보이는 것처럼 두 정점 사이의 곡면위로 두 점 스플라인을 스케치한다.

 

4. 만약 여러분이 솔리드 바디를 숨겼다면, 다시 보이게 하고 그림처럼 병의 가장자리들과 스플라인 사이에 탄젠트 구속조건을 적용한다.

 

 

5. 스플라인을 이용하여 면 복사본을 잘라낸다. 곡면 잘라내기를 클릭하고 잘라내기 도구로 스플라인을 선택하고 그림처럼 곡면의 아래쪽 일부만 남긴다.

 

6. 면 삭제를 사용하여 삭제 옵션으로 원본 면과 모서리의 면을 삭제한다. 이번에 솔리드 바디가 곡면 바디로 전환된다. 그림 참조.

 

7. 이제 우리는 매우기(patching)가 필요한 모서리 쪽 구멍을 가지게 되었다. 우리는 목적을 위해 곡면 채우기를 사용할 것이다. 곡면 채우기(Surfaces tab)를 클릭하고 구멍 주위의 가장자리를 모두 선택한다. 4개의 가장자리가 될 것이다. 이번에는 가장자리 모두를 위한 옵션으로 곡률 제어의 탄젠트를 선택할 수 없다. 우리가 결코 바라지 않은 결과를 얻게 될 것이기 때문이다. 우리는 가장자리 두 개를 위한 탄젠트와 다른 두 개를 위한 접촉을 사용할 수 있다. 그림 참조.

 

8. property manager의 아래로 스크롤하고 바디 합치기 옵션을 선택한다. 만약 모든 게 잘 되었고 어떠한 가장자리라도 놓치지 않았다면 솔리드 형성 시도 옵션이 활성화 되었을 것이다. 그 옵션을 선택, OK를 클릭하여 수락한다.

 

9. 그 결과 모서리 위 혹이 없는 솔리드 바디가 되었을 것이다.