제9강 조인트 기능을 이용한 부품 조립
이번 강의의 목표
- 본체(Body)와 구성요소(Component)의 차이를 이해한다
- 조인트 기능을 사용해 부품을 조립한다(강체・회전・슬라이더)
- 보텀업 방식과 톱다운 방식의 설계 접근법을 이해한다
수업 영상
영상 언어 안내
아래 수업 영상은 일본어로 진행됩니다. 이 페이지의 글과 그림 설명을 함께 보면서 시청하세요.
| 영상 | 내용 |
|---|---|
| 9.1 조인트 | 부품의 구성요소화, 강체 조인트, 상자 조립 연습 |
| 9.2 조인트 회전・슬라이더 연습 | 회전・슬라이더 조인트, 모션 제한, 모션 스터디 |
준비
다음 .f3d 파일을 내려받아 Fusion에 업로드해 주세요.
| 파일 | 용도 |
|---|---|
| 1. 부품의 구성요소화.f3d | 구성요소 만드는 법 연습 |
| 2. 조인트 강체.f3d | 테이블 조립 |
| 3. 조인트 강체 연습.f3d | 상자 조립 연습 |
| 4. 조인트 회전・슬라이더.f3d | 회전・슬라이더 사용법 |
| 5. 조인트 회전・슬라이더 연습.f3d | 회전봉・슬라이드봉 연습 |
1. 부품의 구성요소화
본체와 구성요소의 차이
지금까지는 **본체(Body)**를 만들어 형태를 만들어 왔지만, 여러 부품이 서로 움직이는 구조(기어끼리 맞물리는 등)를 설계하려면 부품을 **구성요소(Component)**로 만들어야 합니다.
| 본체 | 구성요소 | |
|---|---|---|
| 용도 | 하나의 부품 안에서의 형상 | 독립된 부품으로 다룸 |
| 이동 | 다른 본체와 연동 | 개별적으로 이동・회전 가능 |
| 조인트 | 사용 불가 | 사용 가능 |
구성요소의 이미지
구성요소는 컴퓨터의 폴더와 비슷합니다. 부모 구성요소 안에 자식 구성요소, 그 안에 또 손자 구성요소처럼 계층을 만들 수 있어 부품이 많아져도 정리하기 쉽습니다.
스케치에서 구성요소 만들기
1. 부품의 구성요소화.f3d를 엽니다- 미리 준비된 스케치를 클릭하고 돌출(단축키: E)을 실행합니다
- 여기가 중요합니다: 작업 드롭다운을 **「새 본체」가 아니라 「새 구성요소」**로 변경합니다
- 상판을 5 mm로 돌출하고 구성요소 이름을 「상판」으로 바꿉니다
다리 만들기(구성요소 복사)
상판과 마찬가지로 다리 스케치에서 새 구성요소로 돌출합니다(높이 50 mm).
다리를 4개 만들려면 복사를 사용하는데, 여기에 중요한 차이가 있습니다:
| 복사 방법 | 조작 | 특징 |
|---|---|---|
| 이동/복사 | 마우스 오른쪽 버튼 → 이동/복사 → 「복사본 만들기」 ON | 원본과 항상 동기화됩니다(한쪽을 수정하면 다른 쪽도 바뀜) |
| 복사하여 붙여넣기 | 복사 → 마우스 오른쪽 버튼 → 새로 붙여넣기 | 완전히 독립된 복사본(한쪽을 수정해도 다른 쪽에 영향 없음) |
동기화 복사에 주의
「이동/복사」로 만든 구성요소는 한쪽에 구멍을 뚫으면 다른 쪽에도 구멍이 뚫립니다. 같은 부품을 여러 개 쓸 때는 편리하지만, 개별적으로 바꾸고 싶다면 「새로 붙여넣기」를 사용하세요.
2. 조인트(강체)
보텀업 방식과 톱다운 방식의 설계
| 접근법 | 설명 | 적합한 상황 |
|---|---|---|
| 보텀업 방식 | 개별 부품을 먼저 설계하고 나중에 조립 | 범용 부품의 재사용, 대규모 조립체 |
| 톱다운 방식 | 조립체 전체 안에서 각 부품을 설계 | 부품 간 위치 관계가 밀접한 설계 |
이번에는 보텀업 방식으로, 먼저 부품을 만들고 조인트로 조립하는 접근법을 배웁니다.
강체 조인트로 테이블 조립하기
2. 조인트 강체.f3d를 엽니다. 상판과 다리 4개가 분리된 상태입니다.
- 조립 → 조인트를 선택합니다
- 먼저 움직일 쪽(다리)의 스냅점을 클릭합니다
- 다음으로 목적지(상판의 모서리)의 스냅점을 클릭합니다
- 유형이 강체로 되어 있는지 확인하고 확인으로 확정합니다
스냅점 지정 요령
- 면을 클릭 → 그 면의 중심에 스냅
- 모서리를 클릭 → 모서리의 중점에 스냅
- 꼭짓점을 클릭 → 꼭짓점에 스냅
Ctrl(Mac: Cmd) 키로 면 고정하기
스냅점을 고를 때 마우스를 움직이면 다른 면으로 바뀌어 버릴 수 있습니다. Ctrl(Mac: Cmd) 키를 누른 채 면을 클릭하면 그 면의 스냅점 후보가 고정되어 고르기 쉬워집니다.
「뒤집기」 버튼
부품이 의도와 반대 방향으로 붙어 버렸다면 조인트 설정 화면의 「뒤집기」 버튼을 눌러 보세요.
연습: 상자 조립
3. 조인트 강체 연습.f3d를 엽니다. 6장의 판으로 상자를 조립해 봅시다.
조립 순서의 요령:
- 먼저 좌우 판을 앞면・뒷면에 붙입니다
- 다음으로 뒤쪽 판을 붙입니다
- 마지막으로 위아래 판을 붙입니다
조립 순서에 주의
갑자기 위아래 판부터 붙이려고 하면 좌우 판이 아직 붙어 있지 않아 잘 되지 않습니다. 앞면을 기준으로 좌우를 먼저 붙인 다음 위아래 판을 붙입시다.
앞면・뒷면에는 사각 구멍과 둥근 구멍이 뚫려 있습니다. 나중에 여기에 봉을 끼우므로 구멍 위치가 앞뒤로 맞도록 주의해서 조립해 주세요.
3. 조인트(회전・슬라이더)
4. 조인트 회전・슬라이더.f3d를 엽니다.
회전 조인트
회전 조인트는 부품이 하나의 축을 중심으로 회전할 수 있게 합니다.
- 조립 → 조인트를 선택합니다
- 회전축이 될 스냅점을 지정합니다
- 모션 유형을 회전으로 설정합니다
- 확인으로 확정합니다
- 부품을 드래그하면 지정한 축을 중심으로 회전합니다
슬라이더 조인트
슬라이더 조인트는 부품이 직선 위를 미끄러질 수 있게 합니다.
- 조립 → 조인트를 선택합니다
- 슬라이드 방향을 정할 스냅점을 지정합니다
- 모션 유형을 슬라이더로 설정합니다
- 확인으로 확정합니다
모션 제한 설정
조인트의 가동 범위를 제한해 부품이 의도한 범위에서만 움직이게 할 수 있습니다.
- 브라우저 패널이나 타임라인에서 조인트 아이콘을 더블 클릭(또는 마우스 오른쪽 버튼 → 조인트 편집)
- 모션 탭에서 다음을 설정합니다:
- 최솟값: 가동 범위의 하한(예: -23 mm)
- 최댓값: 가동 범위의 상한(예: -4 mm)
- 제한 미리보기로 확인하면서 값을 미세 조정합니다
- 확인으로 확정합니다
값의 미세 조정
처음부터 딱 맞는 값을 내기는 어렵습니다. 「제한 미리보기」를 사용하면서 값을 조금씩 바꿔 스토퍼의 위치와 정확히 맞도록 해 봅시다.
부품 고정(핀 기능)
조인트를 조작하는 도중에 움직이지 않았으면 하는 부품이 움직여 버릴 때가 있습니다.
- 구성요소를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭 → **고정(핀)**을 선택하면 그 부품이 완전히 고정됩니다
- 핀으로 고정한 부품과 강체 조인트로 연결된 부품도 함께 고정됩니다
- 해제하려면 다시 마우스 오른쪽 버튼 클릭 → 고정 해제
연습: 상자・회전봉・슬라이드봉・스토퍼 조립
5. 조인트 회전・슬라이더 연습.f3d를 엽니다. 다음을 조립해 봅시다:
- 상자를 강체 조인트로 조립합니다(복습)
- 사각 봉의 양 끝에 스토퍼(T자 부품)를 강체 조인트로 붙입니다
- 사각 봉을 슬라이더 조인트로 상자에 붙이고 모션 제한을 설정합니다
- 둥근 봉에 스토퍼를 강체 조인트로 붙입니다
- 둥근 봉을 회전 조인트로 상자에 붙입니다
- 완성했으면 각 부품을 움직여 제대로 작동하는지 확인합니다
구성요소 색상 구분 표시
부품이 많아져 구별하기 어려워졌다면:
유틸리티 → 구성요소 색상 표시를 클릭하면 구성요소별로 자동으로 색이 구분됩니다. 같은 구성요소의 복사본은 같은 색이 되므로 구조를 시각적으로 파악하기 쉬워집니다.
4. 모션 스터디
완성한 조립 모델의 움직임을 자동으로 애니메이션 재생하는 기능입니다.
- 조립 → 모션 스터디를 선택합니다
- 애니메이션으로 표시할 조인트를 클릭합니다
- 타임라인 위에 점을 추가하고 각도나 위치 값을 입력합니다
- 예: 회전 조인트에 **0° → 360°**를 설정
- 재생 버튼을 누르면 움직임이 애니메이션으로 표시됩니다
- 반복 재생으로 여러 번 확인할 수 있습니다
속도 조정
재생이 너무 빠르다면 속도 조정 슬라이더로 늦출 수 있습니다.
제출물
다음 2개의 .f3d 파일을 클래스룸에 제출해 주세요:
3. 조인트 강체 연습.f3d(상자 조립)5. 조인트 회전・슬라이더 연습.f3d(회전봉・슬라이드봉 조립)
제출 방법:
- Fusion에서 파일 → 내보내기를 선택
- 유형을 **Fusion 아카이브 (.f3d)**로 설정
- 다운로드 폴더에 저장
- 클래스룸에서 파일을 제출