컴퓨터 지원 설계 제조(CAD/CAM)에 대해 정리

컴퓨터 지원 설계 제조(CAD/CAM)는 현대 산업에서 제품을 디자인하고 생산하는 데 필수적인 기술입니다. 각각의 풀네임과 하는 일에 대해 쉽게 설명해 드릴게요.

1. CAD (Computer-Aided Design)

• 풀네임: Computer-Aided Design (컴퓨터 에이디드 디자인)
• 뜻: 컴퓨터 지원 설계
• 무엇을 하는가? (예시와 함께) CAD는 제품이나 구조물을 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 디자인하고 도면을 작성하는 과정입니다. 이전에는 종이와 연필로 직접 도면을 그렸지만, CAD 덕분에 디지털 방식으로 빠르고 정확하게 디자인할 수 있게 되었어요.

Computer-Aided Design 각 단어의 읽는 법과 뜻은 다음과 같습니다.

• Computer
  • 읽는 법: 컴-퓨-터 (kuhm-PYOO-ter)
  • 뜻: 컴퓨터. 전산 장치 또는 계산을 수행하는 기계.
• Aided
  • 읽는 법: 에이-디드 (EY-did)
  • 뜻: 지원되는, 보조되는. 무언가에 의해 도움을 받는다는 의미.
• Design
  • 읽는 법: 디-자-인 (dih-ZYN)
  • 뜻: 디자인, 설계. 어떤 것을 만들 계획이나 스케치, 또는 그 과정을 의미.

따라서 Computer-Aided Design은 "컴퓨터의 도움을 받는 설계" 또는 "컴퓨터 지원 설계"라는 의미가 됩니다. 일반적으로 줄여서 CAD (캐드)라고 부릅니다.

 

 

• 예시 
  • 건축가: 건물을 짓기 전에 2D 평면도나 3D 모델을 CAD 소프트웨어(예: AutoCAD, Revit)로 만듭니다. 이 모델을 통해 건물의 구조, 내부 공간, 외관 등을 미리 시각화하고 수정할 수 있습니다.
  • 제품 디자이너: 새로운 스마트폰, 자동차 부품, 가구 등을 디자인할 때 CAD 소프트웨어(예: SolidWorks, Fusion 360)를 사용하여 3D 모델을 만듭니다. 이렇게 만들어진 모델은 다양한 각도에서 확인하고, 크기나 모양을 쉽게 변경하며, 재료의 특성을 시뮬레이션하여 실제 제품이 어떻게 작동할지 예측하는 데 사용됩니다.

 

 

2. CAM (Computer-Aided Manufacturing)

• 풀네임: Computer-Aided Manufacturing (컴퓨터 에이디드 매뉴팩쳐링)
• 뜻: 컴퓨터 지원 제조
• 무엇을 하는가? (예시와 함께) CAM은 CAD로 설계된 디자인을 바탕으로 실제 제품을 생산하기 위한 기계 제어 데이터를 생성하는 과정입니다. 쉽게 말해, CAD가 '그림을 그리는' 역할이라면, CAM은 '그려진 그림대로 물건을 만드는' 역할을 합니다. CAM 소프트웨어는 CNC(Computer Numerical Control) 기계와 같은 자동화된 제조 장비가 제품을 만들 수 있도록 정밀한 지시(G-코드)를 생성합니다.

Computer-Aided Manufacturing 각 단어의 읽는 법과 뜻은 다음과 같습니다.

• Computer
  • 읽는 법: 컴-퓨-터 (kuhm-PYOO-ter)
  • 뜻: 컴퓨터. 전산 장치 또는 계산을 수행하는 기계.
• Aided
  • 읽는 법: 에이-디드 (EY-did)
  • 뜻: 지원되는, 보조되는. 무언가에 의해 도움을 받는다는 의미.
• Manufacturing
  • 읽는 법: 매뉴-팩-쳐-링 (man-yuh-FAK-chuh-ring)
  • 뜻: 제조, 생산. 원자재를 제품으로 만드는 과정 또는 활동.

따라서 Computer-Aided Manufacturing은 "컴퓨터의 도움을 받는 제조" 또는 "컴퓨터 지원 제조"라는 의미가 됩니다. 일반적으로 줄여서 CAM (캠)이라고 부릅니다.

CAM은 CAD(Computer-Aided Design)로 설계된 제품의 데이터를 이용하여 CNC(Computer Numerical Control) 공작기계와 같은 자동화된 장비가 실제 제품을 만들 수 있도록 제어하는 기술입니다. 즉, 설계된 것을 실제로 생산하기 위한 컴퓨터 기반의 시스템이라고 이해할 수 있습니다.

 

• 예시 
  • 금속 가공: CAD로 디자인된 자동차 엔진 부품의 3D 모델이 있다고 가정해 봅시다. CAM 소프트웨어는 이 3D 모델을 불러와서, 어떤 공구를 사용하고, 어떤 경로로 움직이며, 얼마나 깊이 깎아내야 하는지 등 CNC 밀링 머신이나 선반에 필요한 정밀한 가공 경로(툴패스)를 계산하고 G-코드를 생성합니다. CNC 기계는 이 G-코드를 읽어들여 금속 블록을 정확하게 깎아 엔진 부품을 만들어냅니다.
  • 3D 프린팅: CAM은 3D 프린팅에서도 중요한 역할을 합니다. CAD로 디자인된 3D 모델을 CAM 소프트웨어(또는 슬라이서 소프트웨어)에 넣으면, 소프트웨어는 모델을 얇은 여러 층으로 잘라내고, 각 층을 어떻게 프린팅해야 하는지(온도, 속도, 경로 등)에 대한 지시를 생성하여 3D 프린터가 실제 물체를 출력할 수 있게 합니다.

CAD와 CAM의 관계

CAD와 CAM은 종종 CAD/CAM이라는 이름으로 함께 사용됩니다. 그 이유는 이 두 가지 기술이 현대 제조 과정에서 매우 밀접하게 연결되어 있기 때문입니다. CAD로 디자인된 디지털 모델은 CAM으로 바로 전달되어 제조 공정으로 이어지기 때문에, 디자인부터 생산까지의 과정이 훨씬 효율적이고 정확해집니다. 이는 생산 시간 단축, 비용 절감, 제품 품질 향상에 크게 기여합니다.

 

질문)

3D프린팅은 실제로 물건을 설계된대로 만들어주는것이므로, CAM에 해당하나요?

 

네, 맞습니다! 3D 프린팅은 CAM(Computer-Aided Manufacturing)에 해당합니다.

좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

CAM의 본질은 '컴퓨터 지원 제조'입니다. 즉, 컴퓨터의 도움을 받아 설계된 데이터를 바탕으로 실제 물리적인 제품을 생산하는 과정을 의미합니다.

3D 프린팅 과정에서 일어나는 일을 살펴보면 CAM의 정의와 정확히 일치합니다:

1. CAD 데이터 사용: 3D 프린팅을 하려면 먼저 CAD 소프트웨어(예: SolidWorks, Fusion 360, Blender 등)로 디자인된 3D 모델(STL, OBJ 등의 파일 형식)이 필요합니다.
2. 슬라이싱 (CAM 역할): 이 CAD 파일을 3D 프린터가 이해할 수 있는 언어(G-코드)로 변환하는 과정이 필요합니다. 이 변환을 담당하는 소프트웨어를 '슬라이서(Slicer)'라고 부르는데, 이 슬라이서 소프트웨어가 바로 CAM의 역할을 수행합니다.
   • 슬라이서는 3D 모델을 수백, 수천 개의 얇은 층(Layer)으로 나눕니다.
   • 각 층별로 프린터 헤드가 어떤 경로로 움직여야 하는지, 재료는 얼마나 압출해야 하는지, 온도는 어떻게 조절해야 하는지 등 정밀한 제조 지시(G-코드)를 생성합니다.
3. 실제 제조: 3D 프린터는 이 G-코드를 읽어들여 설계된 대로 재료를 한 층씩 쌓아 올려 최종적으로 물리적인 3D 물체를 만들어냅니다.

따라서 3D 프린팅 과정에서 CAD 모델을 실제 물리적인 객체로 변환하기 위한 제조 지시를 생성하는 '슬라이싱' 과정이 바로 CAM의 핵심 기능이며, 3D 프린터 자체는 CAM 소프트웨어의 지시에 따라 작동하는 제조 장비인 셈입니다.

결론적으로, 3D 프린팅은 CAD와 CAM이 매우 긴밀하게 통합되어 작동하는 대표적인 제조 방식이라고 할 수 있습니다.