기계부품의 설계공정에 3차원 CAD 시스템이사용되어 널리 보급중에 있으며, 그중에서도 시설설계 의 경우 CAD형상 데이터의 급속입체표현법, 즉 3차원 입체모형에 의한 프로토타입 모델의 표현기술 개발에 관한 연구개발이 현재 세계적으로 널리 진행되고 있다. 이 연구개발의 첫단계는 3차원 CAD 의 형상데이터를 어떻게 처리하여 실제 원하는 형상을 가공해낼 것인가를 해결하는 것으로 3차원 CAD의 변환파일중 한가지안 STI 파일을 이용하여 이것의 해결방법에 대해 논한다. 본 연구에서 사용한 3차원 CAD는 Pro-Engineer이며, 이것을 PC로 down load 받아서 PC 상에서의 형상이입작업은 AutoCAD를 사용하였다.
쾌속조형 기술은 3차원 CAD 데이터를 일정한 두께 간격으로 슬라이싱한 각 층을 다양한 방법으로 만들고, 이러한 층을 한층씩 적층하여 원하는 3차원 형상을 신속하게 제작하는 기술이다. 쾌속 조형법은 초기에는 광(beam)에 의해 형상이 만들어진다고 하여 광조형법이라고 불렸다. 그 후 시작품(Prototype)을 신속(Rapid)하게 제작할 수 있다는 사실로부터 'Rapid Prototyping' 또는 '쾌속 조형법' 이라고 불려지게 되었다.(중략)
각종 산업설비에서 발견되는 균열의 대부분은 임의의 형상을 갖는 삼차원 균열이므로 설비의 건전성 평가를 위하여 삼차원 균열에서의 응력강도계수를 정확히 구하는 문제는 많은 사람들의 관심의 대상이 되어왔다. 현재 삼차원 균열에 대한 연구는 타원형 균열과 같은 일부 비교적 간단한 형태의 균열에 대해서는 많은 결과가 발표된 바 있으나, 일반적인 형태의 균열에 대해서는 아직 연구가 미비한 실정이다. 따라서, 이러한 일반적인 형태의 삼차원 균열에 대한 해석의 필요성이 제기되어 왔다.(중략)
대한산업공학회/한국경영과학회 1992년도 춘계공동학술대회 발표논문 및 초록집; 울산대학교, 울산; 01월 02일 May 1992
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pp.545-554
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1992
본 논문에서는 복합형상의 금형을 가공하기 위하여 필요한 공구와 가공경로를 자동으로 생성해 주는 자동공정계획(CAPP)방법을 제시한다. 금형곡면은 일반적으로 복잡한 형상의 자유곡면들의 조합으로 이루어 지는데 육면체 형상의 소재로부터 원하는 금형곡면을 가공하는데는 수십시간의 기계가공 시간이 소요되며 또한 NC Code를 준비하는데도 같은정도의 시간이 소요된다. 금형곡면의 NC가공에 있어서 또다른 어려움은 공구의 과부하와 공구간섭이 빈번하게 발생할 수 있다는 점이다. 제안하는 자동공정계획방법은 전처리, 공정계획, 공구경로 생성의 3단계로 구성된다. 자동공정계획시스템의 입력정보는 1) 생성될 곡면형상 2) 가공할 소재형상 3) 가공공구 셀(드릴, 볼 엔드밀, 플렛 엔드밀), 절삭성 데이타등이다. 전처리 단계에서는 곡면모델러로부터 생성된 입력 형상을 Z-map이라 부르는 자료구조로 변환한다. 두번째 단계에서는 절삭 가공작업의 순서가 사용되는 공구와 함께 후방순환법에 의하여 결정된다. 그리고 실제 가공될 NC공구경로가 마지막 세번째 단계에서 생성된다.
이차원 단면 Cylinder는 외부유동상태에서 후류에 Vortex를 생성한다. 또한 비정상 유동 상태에서는 후류에 카르만 Vortex열을 생성한다. 이런 이차원 Cylinder는 여러 분야에서 사용 된다. 이때 적절한 설계를 위해 수치적으로 유동을 해석할 필요가 있다. 이에 대한 수치적 해석 값을 얻기 위해 Edison CFD를 이용하여 여러 2차원 형상 Cylinder의 Reynolds number에 따른 Vortex shedding을 해석했다. Edison CFD를 통한 시뮬레이션 결과 값에 대한 검증을 얻기 위해 원형, 사각형의 Vortex shedding과 유동을 타 논문과 비교 검증했다. 형상마다 같은 조건의 Reynolds number라도 후류와 유동 등의 형상이 차이를 보인다. 상황마다 적절한 모형의 Cylinder를 Edison CFD를 통해 예측 할 수 있다.
윈도우 95 운영체제하에서 기계설계에서의 솔리드 모델링을 가능하게 하는 SolidWorks 95라고 불리는 완전히 새로운 소프트웨어가 판매중이다. SolidWorks는 변수설계에 기초한 솔리드 모델링이며 drag-and-drop 기법을 이용하여 임의의 솔리드에 원하는 기능을 부여할 수 있게 하였다. 또 이 소프트웨어는 draft angles, thin-wall shells, variable radius fillets, lofts, sweeps, chamfers, revolved surface 등을 제공하고 있다. 이 소프트웨어에만 있는 기능은 다음과 같다. 파트의 실시간 리쉐이핑, 기능구성용 마법사, 그리고 형상 히스토리 등이다. 형상 히스토리는 개개의 모델에 대한 기능과 서로간의 관계를 수록하며 이를 통해 사용자가 원하는 기능을 빨리 선택하게 할 뿐 아니라, drag-and-drop을 통하여 언제라도 다른 영역에 그 기능을 부여할 수 있게 한다.
1. 삼차원 화상처리 계측시스템 일본 EHIME 대학 생물환경정보시스템학 Hashimoto (교본강)교수 연구실에서 개발한 식물체 삼차원형상을 계측하기 위한 장치와 계측센서 부분에는 레이저 변위계를 부착시킨 x-y아암로봇, 그리고 삼차원 화상처리를 소개하고자 한다. 레이저 삼차원 계측장치는 지향성, 단색성, 하간보성, 고광휘도성 등의 장점으로 다른 센서에서는 불가능한 기능을 가지고 있다. (중략)
본 논문에서는 MPEG가 비디오 스트림의 형상 정보를 클러스터링 하여 VO(Visual Object)의 동작을 요약하는 새로운 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 MPEG-4 비트 스트림의 디코딩 없이 형상 정보를 근사화 한다. 그리고 사용자가 입력한 질의 VOP(Video Object Plane)와 VO의 각 VOP와의 NMHD(Normalized Mean Hausdorff Distance)를 구한 후 클러스터링을 수행하여 키 영역을 분리해낸다. 클러스터링에 의해 시간적으로 분리된 영역의 지속성을 고려하여 Rank를 매김으로써 사용자가 원하는 수의 키 VOP를 선택할 수 있게 한다. 제안하는 방법은 클러스터링을 사용함으로써 키 VOP를 선정하였으며, Rank와 질의 VOP를 사용하여 사용자와의 상호작용이 가능하다.
형상기억합금(shape memory alloy; SMA)은 소성가공을 통하여 원하는 형태로 변형시킨 이후에도(현재로서는 최대 10%미만의 변형) 일정조건의 열을 가하면 원래의 형상으로 복원되는 합금을 말한다. 형상기억효과는 고상(solid state)에서의 금속조직이 오스테나이트(austenite: 이하 A 또는 B2상)로부터 마르텐사이트(martensite: 이하 M 또는 B19'상)로, 다시 역으로 마르텐사이트에서 오스테나이트로의 변태에 기인되는 것으로 밝혀지고 있으며 이러한 변태는 온도유기변태(temperature induced transformation)와 응력유기변태(stress induced transformation)로 분류할 수 있다.(중략)
역설계란 제품에서부터 역으로 그것의 수학적인 형상을 얻는 기법이다. 생산현장과 설계분야에서 역설계의 응용사례는 많다. 예를 들면 자동차 외형설계자는 자유곡면(free form)을 만들고, 이것 에서 역으로 스템핑 다이(stamping die)를 가공한다. 물론 외형 설계자는 자유곡면을 생성하기 위해 스틸이나 커크사이트(kirtsite)보다는 원하는 형상을 만들기 쉬운 진흙을 사용한다. 생산부 서에서는 가공물의 설계도가 분실되거나 훼손되어 완성된 제품에서 도면이 복사되어야 할 경우가 생기게 된다. 역설계는 복제가 요구되는 어떤 형상도 적용이 가능하다. 응용대상은 특히 완구, 인조팔, 스템핑다이, 폼 블록(from block), 욕조기, 가구, 일상용품 등이며 적용대상은 광범위하다. 역설계는 설계자가 습득해야 할 필요기술이고, 현재의 CAD/CAM 적용영역을 새로운 세계로 확대시킬 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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