강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 1

Wireframe and

Surface Design

CATIA Training

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Version 5 Release 18

Creating Basic Surfaces

You will become familiar with the creation of basic surfaces

Profile로부터 Surface 생성

Spherical Surface 생성

Swept Surface 생성

다른 Surface로부터 Surface 생성

경계(Boundaries)로부터 Surface 생성

Lofted Surface 생성

요약

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 2

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 3

Profile로부터 Surface 생성

Profile로부터 생성할 수 있는 여러 가지 형태의 Surface에

대하여 학습한다.

• Extruded surface

• Surface of revolution

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Creating a Surface from a Profile…

Extruded surface는 열린/닫힌

profile에 extrude하는 direction과

limit 을 주어 생성한다.

Surface of revolution은

열린/닫힌 profile에 회전축과

회전각도를 주어 생성한다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 5

Creating an Extruded Surface

1

2

3

profile을 선택하고, direction 과 limits 값을 입력

(혹은 graphic manipulators를 사용).

Click OK to confirm extruded surface creation.

Profile

Direction은 line이나

평면, 혹은

components를

이용하여 지정할 수 있다.

Limits

Open

Model

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Creating a Surface of Revolution

1

2

3

Profile을 선택하고, 회전축과 회전각(Angular limits)을 입력.

Axis of revolution

Profile

OK 를 클릭하여 surface 생성 완성.

Open

Model

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Creating a Sphere

Sphere의 중심을 선택하고, sphere의 반경을 입력.

완전한 구 혹은 부분적인 구 생성 옵션

선택.

Complete Sphere

Partial Sphere

Sphere Surface

대화상자에서 부분구

파라미터를 수정할 수 있다.

1

2

3

Open

Model

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Creating a Surface from Boundaries

You will learn about the types of surfaces created from

boundaries

• Fill surface

• Blend surface

Blend surface는 는 support 상에 있는

두 개의 curve 사이에 생성된다. 즉, 두

curve 사이의 surface를 파라미터에

의해 전개한 것이다.

Fill surface는 support 상에 있는

연결된 curve 사이에 생성된다. 즉,

surface의 윤곽선 안에서 파라미터에

의해 정의된다.

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Creating a Fill Surface (1/2)

1

2 Select the boundaries of the Fill surface 의 경계선들을 선택. 필요할 경우, 하나 또는 그

이상의 경계선들에 대한 support를 선택.

B 1

B 3

B 4

Support for B1 B 2

Support for B3 선택한 경계선들은 닫힌 경계를

만들어야 한다.

과정 수행 중 경계 혹은 support를 추가,

대체, 삭제하여 fill surface를 수정할 수

있다.

Continuity combo 에서 Support surface와 fill

surface 사이의 연속조건 형태를 선택할 수 있다.

Open

Model

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Creating a Fill Surface (2/2)

아무런 support 나

통과점(passing point)를

선택하지 않으면 단순히

경계선 들 사이에 fill

surface가 생성된다.

4 Fill surface 생성 확인.

3 Surface가 통과할 point를 정의할 수도 있다.

결과는 support surface와 fill surface 사이의 연속조건 형태에 따라 다르다.

Filling surface without specified supports Filling surface with a passing point and no specified supports

Filling surface with specified supports and a

tangency continuity

Filling surface with a passing point, specified supports

(Extrude 1 and Extrude 2) and a tangency continuity

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Creating a Blend Surface (1/2) Open

Model

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Creating a Blend Surface (2/2)

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Joining Surfaces or Curves (1/2) Open

Model

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Basic Example - Tooth Paste Open

Model

Open

Model

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공

1 2

Support는 surface나 plane이 될 수

있다. 결과로 생성되는 curve는 support

surface나 plane 상에 있는 원호가 된다.

Corner를 정의하는 circle뿐만 아니라

reference element들은 전체 혹은

일부가 support 상에 있어야 한다.

Corner Type에서 Corner On Support 선택

Open

Model Corners – Corner On Support

3 첫 번째 reference element로 curve 나 point 선택

4 두 번째 reference element로 curve 선택

5 Support surface 선택

6 Corner radius를 입력하고 OK.

15

Corners – 3D Corner

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공

1 2

Support는 surface나 plane이 될 수

있다. 결과로 생성되는 curve는 support

surface나 plane 상에 있는 원호가 된다.

Corner를 정의하는 circle뿐만 아니라

reference element들은 전체 혹은

일부가 support 상에 있어야 한다.

Corner Type에서 3D Corner 선택

3 첫 번째 reference element로 3D curve 나 point 선택

4 두 번째 reference element로 3D curve 선택

5 Optional Direction 선택

6 Corner radius를 입력하고 OK.

16

Corners – Corner on a Vertex

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1

17

A corner defined by a point as Element 1

A corner defined by a curve as Element 1

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Shape Fillets

두 개의 surface사이에 shape fillet을 생성하는 방법을

익힌다

• Shape fillet

• Edge fillet

• Variable fillet

• Chordal fillet

• Styling fillet

• Face-Face fillet

• Tritangent fillet

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 19

Shape Fillet (Type : Bi-Tangent Fillet) (1/3)

1

2 BiTangent Fillet 선택

3 Support element1, 2로 두 개의 surface 선택하고,

fillet radius 입력

• Trim의 기능으로 Support를

지울 수도 있다.

Open

Model

•화살표를 클릭하여 fillet의 위치를 변경할 수 있다.

• Chordal 옵션을 선택하면 radius 파라미터는 length 로 바뀐다.

Preview

4 원하는 형태의 Extremities를 선택

5 Fillet 확인 후 OK

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Shape Fillet (Type : Bi-Tangent Fillet) (1/3)

Extremities Type

Maximum Straight Smooth Minimum

Conic parameter

• 0.5 : 포물선

• 0 < parameter < 0.5 : 타원

• 0.5 < parameter < 1 : 쌍곡선

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Shape Fillet (Type : Bi-Tangent Fillet) (1/3)

1

2 두 개의 surface 선택하고,

Line.1을 spine로 선택

3 Law 클릭하여 원하는 law 설정

Open

Model

4 OK

Variable Radius Fillet

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Open

Model

1

2 Edge 선택 후, radius 입력

3 Radius 변경

4 More Cricle Fillet 옵션 선택 후, spine 으로

line 선택

5 OK

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Splitting Elements

Wireframe 이나 surface 요소를 하나 또는 그 이상의 절단 요소로

자르는 방법에 대하여 알아본다.

Cutting

elements

Element

to be cut

Split result

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 24

Splitting Elements가 왜 필요한가 ?

무엇을 splitting 할 수 있는가 ? wireframe 요소를 point, 다른 wireframe 요소나 surfaces로 자른다

- surface 를 wireframe 요소나 다른 surfaces로 자른다.

• Model에서 요소의 일부분만 필요할 경우 split를 이용할 수 있다.

• 잘라질 요소와 하나 또는 그 이상의 절단요소가 필요하다.

Element to cut

Cutting element

Split result

Wireframe

elements Surface

elements

Cutting

elements

Element

to be cut

Split result

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 25

Splitting Elements…

Let ’s see now how to split elements ...

클릭한 부분이 Split

후에 남겨지게 된다.

Other side button을

클릭하여 남겨질

부분을 변경할 수

있다.

Cutting element

Element to be cut

Split 요소가 결과로

생성된다.

잘라질 요소만 변경되고

Cutting element는 변화 없이 그대로 유지된다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 26

Splitting Elements (1/3)

1

절단될 요소를 선택. 2

절단요소(칼날)를 선택. 3

Open

Model

Example

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강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 28

Creating a Swept Surface…

explicit profile의 sweep 방법

• 하나 또는 두 개의 guide curve를 따르는 sweep. 이러한

경우, 첫 번째 guide curve가 spine curve로 사용된다.

• 정의된 spine에 대하여 하나 또는 두 개의 guide curve를

따르는 sweep

Swept surface는 spine curve에 수직한 평면에 정의되어

있는 열리거나 닫힌 profile을 sweeping하여 생성한다.

Explicit-type swept surface를 생성하는 방법을 알아본다

Open

Model

Open

Model

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Explicit-type Swept Surface - With reference surface (1/2)

1

3

6 OK.

Profile(Demoprofile1)과 guide curve(Demoguide1)를

선택.

Spine을 선택하지 않으면 guide curve가 spine이 된다(default).

• surface는 sweep하는 동안 profile의 위치를 조정한다.

• surface를 선택하지 않으면 spine의 평균 평면이 reference

surface가 된다(default).

• guiding curve는 완전히 reference surface상에 있어야 한다.

• surface에 angle을 부여할 수 있다.

4 Reference surface를 선택.

2 Explicit type 아이콘 클릭 후, With reference surface 를

subtype으로 선택

5 Spine을 선택(필요할 경우).

Explicit-type Swept Surface - With reference surface (2/2)

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Without Surface and spine selection Without spine selection

With surface and spine With surface angle 45°

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Explicit-type Swept Surface - With two guide curves (1/2)

1

3

6 OK.

Profile(Demoprofile1) 선택.

• 각 guide curve에 anchor point를 지정할 수 있다.

• Anchor points : guide들과 profile 평면 혹은 profile

자체와의 교차점들을 말한다.

4 Guide curve1, 2(Demoguide1, 2) 선택.

2 Explicit type 아이콘 클릭 후, With two guide curves 를

subtype으로 선택

5 Spine을 선택(필요할 경우).

Anchoring type

• Two points : 각각 guide curve1, 2와 짝을 이루는 두 개의 점을

profile상에서 선택

• Point and direction : guide curve1과 짝을 이루는 한 점을

profile 상에서 선택하고, anchor direction을 선택

Explicit-type Swept Surface - With two guide curves (2/2)

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Profile, Guide curve 1, 2 Profile, Guide curve 1, 2, Spine

Profile, Guide curve 1, 2,

Two points anchoring type Profile, Guide curve 1, 2,

Point and direction s anchoring type

How can create following swept surface ?

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Creating an Explicit-type Swept Surface

Sweep 하는 profile의 위치를 조정하는 reference surface와 각도를 정의할 수 있다.

(Position profile mode 에서만 가능)

Reference

plane

Guide curve

Profile

The Sweep surface는 guide curve를

고려하여 위치된다. 즉, profile은

reference surface에 대하여 주어진

각도로 방향지워진다.

Profile 위치가 guide curve에 대하여

고정되었을 때 sweep은 profile과 guide

curve 상에 있거나(profile과 교차할 경우),

profile과 교차하면서 guide curve에

평행한 curve 상에 위치한다(최소거리).

Green axis-system :

current profile

orientation

Grey axis-system :

profile reference

axis

만일 각도(angle)를 수정하면,

sweep surface는 reference

surface에 대하여 guide curve

주위로 회전한다.

Reference surface

Position profile mode에서는

profile이 아니라 guide curve가

기준이 된다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 35

Creating an Explicit-type Swept Surface

Reference surface

Position profile mode에서는 guide curve상에 있는 sweep

profile의 위치를 정의하는 파라미터들(새로운 원점, 회전각,

방향)을 수정할 수 있다.

좌표(혹은 점 선택)는 첫

번째 sweep plane에서

위치지정 좌표계의 원점

위치를 정의한다.

guide curve 주위의

위치지정 좌표계를 profile의

초기 좌표계에 대하여

회전시킬 수 있다.

위치지정 좌표계의 X 혹은 Y

축을 반전시킬 수 있다. Profile에 연결된

좌표계의 원점을 정의하는

점을 선택할 수 있다.

위치지정 좌표계의 X축을

정의하는 방향을 정의한다.

Initial axis system

of the profile

Positioning

axis system

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Creating an Explicit-type Swept Surface

Guide

curve 1

Guide

curve 2

Profile

Anchor

point 2

Anchor

point 1

Sweep을 정의하기 위하여 두 번째 guide curve를 선택할 수 있다. 또한 각 guide curve에

대하여 anchor point를 선택할 수 있다. Anchor point들은 sweep의 시점으로부터 종점

까지의 범위에서 guide curves 상에 있어야 한다.

Second guide

Sweep profile이

위치지정(positioned)되면 그 길이는

수정되지 않는다.

Position profile mode에서

작업을 하면 profile의

끝점들은 guide curves에

위치된다.

Guide curve 1

Guide curve 2

Profile

• Profile extremities inverted

옵션을 체크하면, guides에 연결된

profile extremities들이 반전된다.

•Vertical orientation inverted

옵션을 체크하면, profile의 vertical

orientation이 반전된다.

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Creating a Surface from Another Surface

Offset surface 를 생성하는 방법을 학습한다.

동시에 여러 개의 offset

surface들을 생성할 수

있다.

Offset surface는 기존

surface에 offset 값과 방향을

주어 생성한다. 결과로 생성되는

surface는 초기 surface와

평행을 이룬다.

Open

Model

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 38

Creating an Offset Surface (1/3)

1

2 Reference surface 를 선택하고 offset value를 입력.

OK 를 클릭하여 계속 진행.

새로 생성된 offset surface가 다른

추가적인 surface를 생성하기 위한 참조

surface가 된다.

동일한 offset 만큼 떨어진 여러 개의

surface들을 생성하려면 Repeat object

after OK 옵션을 체크.

3

4

Both sides option

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Creating an Offset Surface (2/3)

5 생성될 offset surface 수를 입력

6 OK .

Object surface

Surface instances

in Geometrical

Set.2

생성되는 surface 들은 새로운 Body

에 묶여서 생성된다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 40

Creating an Offset Surface (3/3)

생성되는 offset surface 는 reference surface와 평행하다.

Offset value

between two

surfaces : 20mm

Side view

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 41

Additional Information about Offset Surface

Offset할 수 없는 면(에러를 발생시키는 면)을 Offset surface 로부터 제거할 수 있다.

Offset 할 수 없는 면

에러가 나는 면을 제거할 요소 목록에 추가한다.

Open

Model

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Additional Information about Offset Surface Open

Model

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Trimming Elements (1/3)

1

2 Trim 모드 선택(standard).

4 Click OK

각 요소에서 남겨질

부분을 변경한다.

Open

Model

3 Trim 할 요소들 선택. 클릭한 부분이 Trim 작업 후에

남겨진다.

Geometry에서 남겨질

부분을 클릭하여 trim될

부분을 변경한다.

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Trimming Elements (2/3)

closed wires를 trimming하는 동안 trim되는 요소의 남겨질 부분을 더 자세히 정의하고자 하면 support를

정의한다.

Elements to

trim lying on

the support

Without support selection With support selection

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Trimming Elements (3/3)

Elements to remove와 Elements to keep를 이용하여 trimming 작업 중 제거하거나 남겨질 부분을

정의할 수 있다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 46

Split과 Trim

Trim과 Split의 차이점을 알아 본다.

Split

Trim

=

+

Trim :

한 개의 연결된

surface 생성

Split : 별 개의 surface로 존재

Example

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강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 48

Creating Multi-sections Surface

Multi-sections surface를 생성하는 방법을 알아본다.

• Edit

• Smooth parameters

• Spine

• Relimitation

• Canonical Element

• Coupling

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 49

Creating Multi-sections Surface

Multi-sections surface를 생성하기 위하여 여러 파라미터들을

설정할 수 있다. Tangency

Guide curve

Closing

point

Spine

Coupling

Limitation

Manual coupling

Creating Multi-sections Surface

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 50

1

2 두 개 또는 그 이상의 section curve 선택

필요할 경우, 하나 또는 그 이상의 guide

curve 선택

3

• Curve들은 point에서 끊기지 않고 이어져(continuous)

있어야 한다.

•시작 section curve와 마지막 section curve에 대하여

tangent surface를 지정할 수 있다. 이 tangent surface는

section curve와 평행하지 않아야 한다.

• Closed curve에서는 closing point를 선택할 수 있다.

Preview 클릭

Open

Model

4

OK. 5

Creating Multi-sections Surface – Orientation

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 51

각 section의 방향을 일치시키지

않으면 뒤틀린 surface가 되어

multi-section surface를 생성할

수 없다..

Orientation 화살표를 클릭하여

orientation 을 반전시켜 원하는

multi-section surface를 생성할

수 있다.

두 개 혹은 그 이상의 section curve를 자동으로 계산되거나

사용자가 지정한 spine을 따라 sweeping하여 multi-section

surface를 생성할 수 있다. 이 surface는 한 개 이상의 guide

curve와 관련되어 생성된다.

Open

Model

Creating Multi-sections Surface – Tangent Option

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 52

아무런 접평면 조건을 주지 않은

상태에서의 multi-section

surface surface와 두 개의

extrude surfaces.

양쪽 끝의 두 section에

각각 extrude surface와의

접평면 조건을 준 multi-

section surface.

Section 3

Section 1

Extrude.1

Extrude.2

Creating Multi-sections Surface – Tangent Option

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 53

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 54

Creating a Lofted Surface - Closing Points (1/5)

각 section의 default closing

point와 orientation을 유지한 경우 :

생성되는 surface가 뒤틀려 self

intersection이 발생되어 surface를

생성할 수 없다.

Closed section들로부터 생성할 때에는 각 section에 대하여 closing point를 정의할 수 있다.

Closing point들은 loft orientation을 정의하기 위하여 서로 연결된다. 또한 하나 또는 그 이상의

section의 closing point를 변경하여 loft orientation을 수정할 수 있다.

Open

Model

section2의 default orientation을

변경하여도 생성되는 surface가

뒤틀려 self intersection이 발생되어

surface를 생성할 수 없다.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 55

Creating a Lofted Surface - Closing Points (2/5)

원하는 surface를 생성하기 위하여 각 section의 closing

point와 orientation을 수정할 수 있다.

To define a closing point on a section, select

the section then click on the adequate point.

The point is mentioned in the Closing Point

list in front of the corresponding section.

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 56

Creating a Lofted Surface - Closing Points (3/5)

Closing point 변경

1 Geometry에서 section 을 오른쪽 버튼으로

클릭하여 Replace Closing Point 선택.

각 section에 대하여 closing point를

변경하고 orientation 확인 후, OK 2

대체된

Closing

point

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 57

Creating a Lofted Surface - Closing Points (3/5)

Closing point 변경

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 58

Creating a Lofted Surface – Guide Curve

Guide curve 1

With Two Guide Curves Without Guide Curve

두 개의 연속되는 section 사이에 multi-section surface의 전개를

정의하기 위하여 한 개 또는 그 이상의 guide curve를 선택할 수 있다.

Guide curve들은 모든 section들과 교차하여야 한다.

Section 1

Section 2

각 guide curve 에 접하는 surface를

정의할 수 있으며, 그 surface에 접하는

multi-section surface가 생성된다.

Section 3

Guide curve 2

Open

Model

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 59

Creating a Lofted Surface – Spine

Section 2 Spine

With a User-Defined Spine With a Computed Spine

Spine은 section orientation을 안내한다. 선택한 section들에

대하여 시스템이 자동으로 계산한 기본 spine을 이용하거나

사용자 지정 spine를 선택할 수 있다.

Section 1 Section 3

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 60

Creating a Lofted Surface - Coupling (1/6)

Coupling은 곡률이 불연속인 점들, 접선이 불연속인 점들 혹은 section들의 꼭지점 사이에

section의 총 길이를 이용하여 loft를 계산하는 데 사용한다.

Coupling에는 4가지 형태가 있다.

• Ratio

• Tangency

• Tangency then curvature

• Verteices

Vertices,

Curvature

Discontinuity,

Tangency

Discontinuity

Vertices,

Curvature

Discontinuity

Vertex

Ratio option

Coupling 없이 Ratio 옵션

만으로 생성된 Surface.

Surface의 수가 많다.

Vertices(Manual) 옵션으로

coupling을 사용하여

생성된 Surface.

Example

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Open

Model

WFS_Manifold.pdf

Open

Model

Example

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Example

1. Surface를 사용하지 않고 Part Design에서 모델링

2. Generative Shape Design 에서 surface를 모델링

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공 63