[카이로스2기] Fusion360 기초 : 2D 스케치부터 3D 모델링까지

도면 자체를 본 적도 거의 없는 비전공자인 나에게 3D 모델링은 정말 공대생들만 할 수 있는 미지의 영역이었다.

카이로스 2기 교육을 통해 Fusion360(퓨전360) 툴을 배우고, 3D 모델링을 진행해볼 수 있었다!

시작은 미약하지만 그래도 서보모터, 로봇암, 그래퍼까지 만들어본 후기! 시작하겠습니당🙌

 

1) 2D 설계

먼저 '스케치'를 통해 2D 도면을 그리는 연습을 했다. 이 면을 기준으로 '돌출'을 통해 3D로 만들 수 있기 때문에, 이 단계에서 정확한 스케치를 하는 것이 중요하다.

단축키 'd'를 통해서 치수를 기입할 수 있어 각 선 간 거리나 원의 지름/반지름, 선 간 각도 등을 고정해줄 수 있다.

 

특히 '구속'이라는 개념에 익숙해져야 하는데, 구속은 객체들 간 흐트러짐이 없도록 서로 잡아두는 것이다.

구속을 위한 다양한 '구속조건'을 Fusion360에서 사용할 수 있다.😮

- 수평/수직, 일치, 접선, 동일, 평행선, 직각, 중간점, 동심, 동일선상 등

이러한 구속 조건들을 사용하여, 스케치를 '완전 구속' 시키는 것이 목표이다.

완전구속된 객체들은 모든 수치가 변경 불가, 이동 불가하기 때문에, 안정적인 모델링이 될 수 있다.

 

아래 사진을 보면, 왼쪽 원은 완전 구속이 되어 검은색으로 변경되어 있고, 오른쪽 원은 완전구속이 되지 않아 스케치 그대로 하늘색인 모습을 볼 수 있다. 🤔

도면을 그릴 때는 직선 못지않게 곡선도 많이 들어가는데, 이 도면을 연습하면서 원으로 '막힌 영역'을 만드는 개념을 익힐 수 있었다. 도면을 보면 R8.00으로 반지름 8까지 원이 실제로 그려지진 않았지만 두 동그라미를 잇기 위해 도면에 사용되었음을 볼 수 있다. 그리고 이 사이 영역도 당연히 객체로 채워지는 부분이 된다.

 

같은 조 친구의 도움으로 도면 연습을 많이 할 수 있었는데, 확실히 여러번 직접 해보니 구속에 대해 훨씬 감이 왔다.

스터디 시간 2시간을 할애해서 기본 도면부터 정말 연습을 많이했는데 아래 그림을 완성하고 나름 제일 뿌듯했다 ㅠ.ㅠ

이제 나도 구속 전문가😛

 

카이로스 2기 종로반 친구들 고마워💖

---

2) 3D 설계

 

Fusion360의 본 목적은 3D 모델링! 이제 3D 모델링을 진행해보자.

스케치를 그린 후, '돌출'을 통해 3D로 만들며, 3D 객체들을 '구성요소'로 하여 서로 접합시킬 수 있다.

 

2-1) 서보모터 

먼저, 우리가 지난 미니 프로젝트때 로봇암을 구동하기 위해 사용했던 서보모터를 간단히 만들어보았다.

강사님께서 제공해주신 도면으로 본체를 먼저 만들고, 날개(horn)을 만들엇는데, 구멍 뚫린 부분과 각도를 모두 신경써야해서 생각보다 쉽지 않았다.

그리고 아직 이미 그려진 평면에 스케치를 해서 돌출 올리는게 익숙하지 않다보니 처음 바닥 도면에 다 그려 올려서 아래 위 불필요한 부분을 오히려 '잘라내기'하는 연습이 되었다는 이야기..😅

 

 

2-2) 머그컵

머그컵 모델링을 하며 쉘, 챔퍼, 스윕 기능 사용과, '랜더링' 모드를 배웠다.

- 쉘 : 속을 파냄, 남는 면적 두께 설정 가능 / 챔퍼 : 선을 부드럽게 깎음, 깎는 두께 설정 가능
- 스윕 : 아래 컵 손잡이 부분에 사용되었는데, 파이프와 다르게 시작점, 끝점, 경로를 모두 선택해서 두께를 자유롭게 지정하고도 영역 마무리까지 깔끔하게 되어서 매우 만족스러웠다.
- 랜더링 : 색상(질감), 전사(이미지 삽입), 밝기 등을 조절하여 실제 프린팅되었을때를 예상하여 조정할 수 있다.

 

내가 매우매우 좋아하는 포비 베이글집(💕) 로고를 넣어 컵을 만들어보았다ㅎ(종로캠퍼스 근처 광화문에도 있다!)

다른 조원들은 스테인리스처럼 내부를 만들기도 했는데 정말 진짜 진짜컵 같아서 놀랐다😮 다들 재능있어👏

 

 

2-3) 로봇암 & 그리퍼

다음으로는 정말 공학스러운 영역으로 드디어 로봇암과 그리퍼를 모델링했다.

이 부분을 배우며 두 구성요소를 필요한 기능으로 합치는 '접합'에 대해 많은 경험을 해볼 수 있었다.

특히 강체로 고정해야하는 부분과 회전으로 연결해야하는 부분을 잘 구분하여 필요한 방향으로 회전을 부여해야 두 구성요소가 각각 자기가 필요한 역할을 잘 수행할 수 있다.

로봇암 관절 부분이 정말 단순해보이지만.. 강체 하나에 회전 둘씩이나 들어가는 것이었음을..😇

 

 

아래는 로봇암에 그리퍼를 합친 모습이다!

fusion360 '모션 스터디'를 사용하면 각 접합에 시간에 따른 값을 줄 수 있어, 자동으로 반복 작동하도록 지정할 수 있다.

예를 들어 아래 로봇암에는 암 각도를 움직이면서 그리퍼를 열었다 잡았다 하도록 지정해보았다.

 

2-4) 조별 그리퍼 만들기

마지막 시간은 조별 창의성을 발휘한 그리퍼 만들어보기!

우리조는 조장님의 지휘 하에 서보모터 2개를 사용한 3방향 그리퍼를 모델링하기로 했다. 

이를 위해서는 서보모터 2대가 가운데 기어를 같이 한 방향으로 돌리고, 그 기둥이 또다시 3개를 rack 기어를 움직여주도록 설계가 필요했다! 😨 각 기어들이 서로 이가 맞춰 돌아갈 수 있도록 '기어비'를 잘 설정해야 했는데, 기어 이빨 수와, 지름을 잘 계산해서 맞물릴 수 있도록 크기를 지정했다.

잘 맞춰지면, 아래 영상처럼 '동작 링크'를 통해 기어가 하나를 돌리면 나머지도 같이 돌아갈 수 있게 된다. ⚙

 

여기에 다른 조원들이 열심히 작업한 렉 기어와 그리퍼를 합치면 짜잔 하루만에 뚝딱 만들었다는게 믿기지 않을 퀄리티의 그리퍼 모델링이 완성되었다! 🙌

멋진 우리조 발표자료,, 더 놀라웠던것은 다른 조들도 모두 각자의 개성이 담긴 멋있는 그리퍼들을 만들어냈다는 것..!

다들 왜이리 능력자인거죠..? 카이로스 2기 종로반 대단해 진짜..😹

 

Fusion360 학습 후기 👀 

- GUI로 뚝딱 만들어지는 것 같다가도, 생각보다 직관적이지 않다. (왜 내맘대로 안되는건데..) 코딩이 그리웠다 ^^

- 내가 뭔가를 정하기에 이래도 되나..? 하는 생각이 듦. 주어진 도면대로 만드는건 그래도 해보겠는데, 내 머릿속에 있는 것을 그려낸다고 생각하면 한없이 막막했다 ^^ 조장님 대단해..

- 세심하게 신경써야할 부분이 많음을 느꼈다. 공학은 수치가 정확해야하니까 + 전선을 어디로 뺄지 이런것까지 실제로는 신경을 써야 하는데 이런 부분은 확실히 경험을 통해서 채워지는 부분일 것 같았다.

- 짧은 시간에 많은 것을 배워야했는데 반 친구들의 도움X100000 과 다같이 스터디한 덕분에 그래도 잘 따라갈 수 있었다. 오프라인 교육 최고! 👩‍💻

 

 

카이로스 2기에서 배우는 딥러닝 교육이 궁금하다면?

https://bagjo2884.tistory.com/18

[카이로스2기] 딥러닝 기초 흐름 이해하기 : 고양이 사진을 인식해보자!

 

다음주에는 마이크로 컨트롤러 STM32 교육 내용으로 돌아옵니다🏄‍♀️