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CAD


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파일:3dcad_sample.jpg 파일:3dcad_wiref.jpg
Top-Down & Bottom-Up 어셈블리 디자인, 파라메트릭 서피스 솔리드 모델링 파라메트릭 자동 도면 작업
1. 개요2. 역사3. CAM(Computer Aided Manufacture) 연관성4. CAD 소프트웨어 목록
4.1. 2D CAD 소프트웨어4.2. 3D CAD (제품디자인, M-CAD 소프트웨어)4.3. ECAD (회로설계, PCB 디자인, 시뮬레이션 소프트웨어)
5. 기타

1. 개요

CAD(Computer Aided Design) / 컴퓨터 지원 설계

컴퓨터 그래픽 소프트웨어로 스케치/드로잉 및 설계(Design)하여 2D 도면 또는 3D 객체 파일을 생성하는 것을 말한다.

2. 역사

1950년대초 엔지니어링 해석(Analysis)용으로 펀치카드 머신을 사용하다 미국 자동차 회사 GM과 컴퓨터 회사 IBM이 1963년 세계 최초의 컴퓨터 그래픽 기반 CAD 프로그램인 DAC-1(Design Augmented by Computer) 출시 이후 빠르게 발전하여 현재에 이르러서는 수십가지의 상용 프로그램이 시장에 나와있다.

초창기에는 단순한 2D 드로잉 용도로 컴퓨터로 그리고 플로터로 출력하는 수준에 그쳤지만 프로그램 기능이 나날히 개선되어 이제는 2D 도면은 따로 존재하지 않고 3D Model 데이터만 있는 수준까지 이르렀다.

디자인 설계 기간을 줄이고 실물제작 단계를 거치지 않아도 프로그램상에서 설계 검증 및 수정을 거칠 수 있어 제작 효율을 극단적으로 높일 수 있다는 장점 때문에 현재에 이르러서는 거의 대부분의 설계 디자인을 컴퓨터에 의존하게 만들었다. 부가적 효과로서 여러 나라들이 대대적으로 제조업에 뛰어들 수 있도록 한 효과가 있다.

건축/토목, 기계, 전기/전자, 서피스, 패션, 게임 등등 거의 모든 산업 분야에서 사용되고 있으며 각 산업 분야별로 특화된 다양한 CAD 소프트웨어들이 쏟아져 나오고 있다. 디자인 설계의 범주를 벗어나 자동화 가공/제작을 위한 CAM, 렌더링/에니메이션, 해석/시뮬레이션, PLM(Product Lifecycle Management) 영역까지 사용범위를 넓혀 제품에 관한 모든 것을 관리 가능한 단계까지 이르렀다.

캐드의 전 후를 비교해 보고 싶다면 같은 스텔스를 구현하기 위함인데도 외향적 차이를 보이는 F-117과 F-22를 비교해보면 된다. F-117이 최대한 평면을 사용한데 반해 F-22는 유선형을 사용했는데 사람의 계산속도로 비행성능과 스텔스 기능까지 같이 계산하기 매우 어려웠기 때문이다.

3. CAM(Computer Aided Manufacture) 연관성

STEP/IGES 모델링 파일 또는 DWG/DXF/SVG 도면 파일등 CAD로 출력한 자료를 바탕으로 CAM 툴로 편집 자동화 기계에 필요한 NC 코드로 출력하여 자동 가공된다. 참고로, IGES 파일 포맷은 1996년 이래로 단종되었으며 M-CAD 분야에서는 STEP/STP 파일이 3D 객체 파일 교환을 위한 업계 표준이다. OBJ/STL/STEP 모델링 파일은 3D 프린트등 Additive 가공쪽에서 많이 사용된다. 디자인 설계 뿐아니라 절삭가공, 프레스나 플라스틱 몰드를 위한 틀(금형)을 만들기 위해서도 CAD/CAM이 사용된다.

컴퓨터 수치제어 CNC(Computer Numerical Control) CAM 제작방법과 3D CAD 디자인으로 현재 우리가 사용하는 거의 대부분의 물건을 만들고 있다. 예를들어 전동드릴의 인체공학적 손잡이 부분을 예전 방법대로 만드려면 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 연마하는 작업을 거쳐 만들어야 했다. 3D 설계 데이터와 컴퓨터 수치제어 제작법을 사용하면 이 모든 과정이 생략되고 바로 금형을 가공할 수 있다. 더구나 완성되기 전에 형상을 보고 수정도 가능하고 데이터가 같으면 물건도 항상 똑같게 나오는 점도 대단한 것이다. 동일 데이터로 다른 곳에서도 가공을 똑같이 할 수 있기 때문에 더욱 편리하다.

툴비트의 마모와 기계적 정밀도 차이가 있기 때문에 일반적으로 수십마이크론 정도의 가공 오차가 발생한다. 서보 모터나 기계적 또는 소프트웨어적인 피드백 보정 방법을 사용하는 정밀 자동화 기계에서는 미세한 오차까지 피드백 보정되어 자동 절삭 가공된다.

CAD가 주류가 될수록 설계 디자인 하우스와 CAM 가공 팹(Fab)으로 아웃소싱 및 분업화가 이루어 지게 되었다. 그리고 부가가치가 떨어지는 대량 생산 품목에 대한 금형 업종 경우 주로 한중일로 이전된 상태다.

4. CAD 소프트웨어 목록

4.1. 2D CAD 소프트웨어

4.2. 3D CAD (제품디자인, M-CAD 소프트웨어)

4.3. ECAD (회로설계, PCB 디자인, 시뮬레이션 소프트웨어)

5. 기타

명치 자체가 컴퓨터-지원-디자인 이라는 단순한 뜻이라 컴퓨터를 이용한 설계작업등을 하는 하는 다양한 툴에다가 CAD라는 명칭을 달기도 한다. 이는 분야 불문하고 다양한 프로그램에서도 쓰인다

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