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2D에서 3D로의 발전 올바른 기술로 3D로의 전환을 촉진하고 설계 팀이 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 하십시오. 이 백서에서는 기존 2D 도면 및 설계 방법을 3D 설계 프로세스에서 활용하는 가장 좋은 방법을 보여 줍니다. Velocity Series www.siemens.com/solidedge 백서 PLM Software Answers for industry.

Thriving in a 2D to 3D to 2D world (Korean)€¦ · 사용자는시스템 ... 목록개발및어셈블리정의에서2D를활용할수있는시스템을찾기란쉽지않습니다

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2D에서 3D로의발전

올바른기술로 3D로의전환을촉진하고설계팀이잠재력을최대한발휘할수있도록하십시오. 이백서에서는기존 2D도면및설계방법을 3D 설계프로세스에서활용하는가장좋은방법을보여줍니다.

Velocity Series

www.siemens.com/solidedge

백서

PLM SoftwareAnswers for industry.

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2D에서 3D로의발전

목차

개요 1

소개 1

필요한곳에 2D 사용 2

3D 설계에서 2D 활용 3

2D의간편성을갖춘 3D 6

3D에서 2D 사용 8

결론 10

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개요

2D CAD를사용하는회사들이 3D로전환하는절차는비슷합니다. 3D를배우는동안2D를사용하고, 2D를 3D에통합하고, 2D가가장적합한작업(예: 설계도, 레이아웃, 2D도면작성)을제외하고는 2D를제거합니다. 문제는 3D 설계프로세스에 2D를채택하고통합하는것입니다. 3D로설계하면생산성이크게향상되지만, 히스토리기반의설계를사전계획하기위해서는특별한재교육이필요하기때문에이점이종종진입장벽이

됩니다.

이백서에서는동기식기술이적용된 Solid Edge®소프트웨어의기능과이소프트웨어가2D 도면및설계방식을활용함으로써어떻게도입을촉진할수있는지에대해설명합니다. 사용자는 2D에서레이아웃을만들어최적화하고나중에 3D에서사용할수있습니다. 3D 설계및편집모두비슷한 2D 개념을활용할수있고 3D 모델에서 2D도면을생성할수있기때문에종합적인설계기능이제공됩니다. 이설계기술은형상기반으로히스토리가없기때문에 2D 시스템이 2D에서 3D로의전환을촉진하는방식과비슷하게작동합니다.

소개

대부분의회사는 3D로전환해야한다고느끼고있지만 2D 기술과도면을포기하고싶어하지는않습니다. 3D에서 2D와 3D를모두활용할수없으면사용자가어려운상황에처하게됩니다.

3D CAD의장점은잘알려져있지만 2D를가장효과적으로채택하고활용할수있는방법은확실하지않습니다. 2D는아직설계도및레이아웃작성에매우효과적이고도면생성에는필수적이기때문에 2D를완전히포기하는것은현실에맞지않습니다. 따라서3D로전환하는동시에계속해서 2D를사용할수있도록해주는단일시스템이필요합니다.

Aberdeen Group의조사결과에따르면대부분의조직이전환과정에서 2D와 3D를혼용하고있습니다. 본백서에서는엔지니어가 2D를가장효과적으로사용하고, 3D로전환하는동안의변경사항을최소화하고, 전환한이후에사용할수있는기능과지식을활용하는방법을살펴봅니다.

100%

50%

0%2D CAD 2D 3D 3D

Lagards)

2D 3D CAD

그림 1: 대부분의기업들은 3D로전환하는과정에서 2D 및 3D CAD 시스템을모두사용하고있습니다. 이전략덕분에생산을멈추지않고도새로운개념을배우고 3D에서 2D를활용할수있습니다. 최고수준의 3D 사용자들은자동화된제조및분석을통해프로세스를한단계발전시키고있습니다.

출처: Aberdeen Group, 2008년 5월

이백서에서는 3D 설계환경에서의주요 2D 사용사례, 3D에서 2D 도면및설계개념을가장잘활용하는방법, 3D가 2D 도면을위한가장빠른방법인이유를설명합니다.핵심적인내용은 2D에서 3D로완전히전환하고다시 2D로전환하는방법에대한설명입니다.

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3D가제품설계에가장효과적인기술이기는하지만 2D도여전히유용하게사용될수있습니다. 기계장비또는공장레이아웃개발과같은일부설계작업은 2D에서더욱적합합니다. 하지만 2D에서이루어진모든작업이 3D 설계에서바로사용가능해야합니다. 이러한요구사항을지원하는 3D 시스템을찾는것은쉽지않은일입니다.

동기식기술이적용된 Solid Edge는앞에서언급한조건을단일시스템에서충족시키도록설계되었습니다. 기존 2D 도면을열고, 편집하고, 최적화하고, 나중에3D에서사용할수있으며새로운 2D 레이아웃스케치도쉽게생성할수있습니다.

2D 레이아웃생성

대개의경우레이아웃은공장또는기계에자주사용될자재의윤곽을그리는초기

단계입니다. 이단계에서 2D를사용하면개념을일찍정립할수있고쉽고빠르게변경할수있습니다. 따라서향후 3D 부품설계에서중요한역할을합니다. 설계자는레이아웃을사용하여맞춤및배치를보장하면서 3D 컴포넌트를신속히모델링할수있습니다. 따라서 3D에서 2D를사용할수있는능력이필수적입니다.

동기식기술이적용된 Solid Edge는서로연동되는 2D 및 3D 설계시스템을모두제공합니다. 2D에서작성한도면(또는다양한 2D 형식을통해다른시스템에서가져온도면)을 3D 설계프로세스에서바로편집하거나사용할수있습니다. 마법사를통해글꼴및선스타일과같은도면항목을매핑하고흑백배경컬러변환을처리함으로써

보다효과적으로가져올수있습니다. 모델공간/용지공간과같은개념과다른도면에대한참조도지원됩니다. 가져온이후에는변경사항이있을때정보및예측가능성을추가하는구속조건을도면에자동으로적용할수있습니다. 언제든지컴포넌트배치및설계를위해지오메트리, 치수및레이어로구성된레이아웃을 3D로가져갈수있습니다.

2D 도면최적화

부품위치를최적화하기위해구조적강도를결정하는계산등여러가지계산이거의

모든설계에필요합니다. 복잡한계산을해결하기위한일반적인방법으로많은설계자들이자유물체도(free-body diagrams)를사용하고있습니다. 2D 스케치를그리고해결할수있으면이프로세스가크게단순화됩니다. 그리고그결과를 3D에서사용할수있으면보다효율적인설계가가능합니다.

Solid Edge에서는목표검색기능을사용하여자유물체도(free-body diagrams)를해결할수있습니다. 이기능은다른파라미터를조정함으로써알수없는파라미터를해결하는내장형유틸리티입니다. 사용자는시스템동작을시뮬레이트하는스케치에구속조건을적용하고, 목표값과유동항목만표시하면됩니다. 그러면목표검색이대상값이목표와일치할때까지변수파라미터를해결합니다. 일반적으로목표검색기능은그림 2에나온것처럼특정하중에맞는올바른빔크기를결정하거나고정된벨트길이에도르래

구성을최적화하는데사용됩니다. 목표검색의또다른이점은최적화된 2D 스케치덕분에컴포넌트배치가쉽다는것입니다.

필요한곳에 2D 사용

살펴보기: Sparkonix India Pvt. Ltd.

Sparkonix India의주력사업은 EDM(방전가공)기계, CNC 와이어커팅기계, 메탈아크분쇄기를제조하는것입니다. 이회사에서는더이상 2D로설계하지않았지만, 생산현장문서에서는 2D가여전히필수적이었습니다.

Sparkonix는 Solid Edge를사용함으로써움직임을시각화하고충돌을감지할수있었을뿐만

아니라자동으로도면을작성하고, CAD렌더링을통해보다효과적으로고객의승인을

얻었습니다. 이는설계시간 30% 단축과설계,캐스팅및시제품제작비용 40% 절감으로이어졌습니다.

“3D 모델의기계를보는것은흐뭇한일이었습니다.기계의레이아웃을간단하게준비하여어셈블리를명확하게

볼수있었습니다.이는그이전에는불가능했던것입니다. BOM을준비하는것도쉬웠습니다.보기만선택하면‘짠’하고 BOM이바로준비되더군요.” Anand Atole, 주임설계자Sparkonix India Pvt. Ltd.

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2D인지 3D인지는중요하지않습니다. 설계가있으면무조건사용할수있어야합니다.문제는 3D에서 2D를가장효과적으로재사용하는방법입니다. 부품도면을 3D로전환하는것은비교적간단하지만어셈블리레이아웃은좀더복잡합니다. 엔벨로프,부품목록, 컴포넌트세부사항을포함하고있을수있기때문입니다. 3D 부품생성, 부품목록개발및어셈블리정의에서 2D를활용할수있는시스템을찾기란쉽지않습니다.

동기식기술이적용된 Solid Edge의도구를사용하면부품생성, 부품목록개발및어셈블리설계에서 2D 도면을쉽게재사용할수있습니다.

2D 도면으로부터 3D 부품생성

2D 부품도면을 3D 모델로변환하고자하는회사들이많습니다. Create 3D가이프로세스를지원합니다. Create 3D는 2D 도면뷰를복사하여 3D 부품에맞추는도구입니다. 스케치를만든후에간단한드래그동작을통해 2D 지오메트리를 3D로변환할수있습니다. 그러면 2D 치수가편집가능한 3D 제어치수가됩니다. 그림 3은도면, 생성된 3D 도구, 완성된 3D 부품등이프로세스의주요부분을보여줍니다.일반적인 3D CAD 시스템과달리 Solid Edge에서생성되는 3D 지오메트리는서로간에종속되지않습니다. 따라서사용자가모델링단계를계획할필요가없습니다. 이내용에대해서는백서의뒷부분에서자세히설명할예정입니다. 지금은이러한설계단계를없애는것이대부분의회사에서 3D를보다쉽고빠르게채택하는데도움이된다는정도만알고있으면됩니다.

그림 2: 목표검색은기계메커니즘을시뮬레이트하는 2D 스케치를최적화하여설계자들이3D 설계를시작하기전에여러 “가상”시나리오를실행해볼수있도록합니다. 스케치가 3D컴포넌트의맞춤및배치를진행할수있기때문에목표검색은복잡한어셈블리설계를

간단하게최적화해줍니다.

필요한곳에는 2D를사용하되도면을 3D에서반드시사용할수있어야합니다.설계자들이 2D 레이아웃의최적화를쉽게시작할수있도록 Siemens 웹사이트에서Solid Edge 2D Drafting에대한무료다운로드를제공하고있습니다. Solid Edge를통해사용자는 2D 도면을만들고열고, 목표검색으로최적화하고, 그결과를 3D로제공할수있습니다.

3D 설계에서 2D 활용

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그림 3: Create 3D는 2D 도면을편집가능한 3D 부품으로변환합니다. 사용자가히스토리기반설계방식을배우거나관리할필요가없습니다.

3D 이전에부품목록정의

프로세스의초기단계에서새제품의부품목록을정의하는회사는실제설계작업에

시간을투자하지않고도설계비용을예상할수있습니다. 2D에서주요컴포넌트를알아보는것은널리알려진방법이지만일반 3D에서그렇게하려면실제부품이필요합니다. 하지만 Solid Edge의독자적인방식을이용하면설계자들이 “가상컴포넌트”로전체어셈블리구조를정의할수있습니다. 그림 4는사용자가이러한컴포넌트를사용하여어셈블리구조를정의하는방법을보여줍니다. 제조, 구매및관리팀에서이기능을활용하여새제품의규모를신속하게파악할수있습니다. 부품스케치를각가상컴포넌트에연결하고나중에각 3D 부품에적용하여모델링프로세스에도움을줄수도있습니다.

4

그림 4: 실제컴포넌트없이도완전한어셈블리를

만들수있습니다. 가상컴포넌트로어셈블리

구조를정의하면개념개발

단계에서보다빨리변경

사항을적용할수있습니다.

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2D 레이아웃을사용하여 3D 어셈블리촉진

회사는어셈블리설계에서레이아웃이중요한역할을한다는것을잘알고있습니다.업계에관계없이 3D 부품과전체기계의맞춤및배치를 2D에서정의하는것이일반적입니다. Solid Edge의하이브리드방식은사용자가 2D 레이아웃을 3D 컴포넌트와함께사용할수있도록해줍니다. 다른시스템에서레이아웃을만들거나가져오고, 목표검색으로최적화하고, 가이드부품배치로사용한후에실제 3D 컴포넌트를만드는데사용할수있습니다. 그림 5는기계장비의위치를정의하는공장현장레이아웃을보여줍니다. 기계의위치를이동해야하는경우 2D 스케치를간단하게편집하면됩니다.

3D 설계프로세스에 2D 도면을활용함으로써회사는기존데이터를보다효과적으로재사용할수있습니다. Solid Edge는부품및어셈블리도면을모두사용하여 3D모델링에도움을주는방법을제공합니다.

그림 5: Solid Edge는2D 레이아웃과3D 컴포넌트를연결하는하이브리드 2D/3D 설계프로세스를사용합니다.레이아웃에상세하게

기술된흐름이

변경되어야하는경우, 새설계를반영하기위해

기계위치를업데이트할

수있습니다.

살펴보기: Triumph 사무용가구

Triumph는영국에서철제사무용가구및보관함을설계하고제조하는대표적인

기업입니다. 이기업에서도고객의요구에맞추기위해 3D 설계도구가필요해졌습니다.

Triumph은 Solid Edge를사용할경우기존2D 도면을계속사용하고나중에 3D 모델에활용할수있다는것을알게되었습니다. 이하이브리드 2D/3D 설계방식덕분에새로운철제사무용보관함제품라인을개발하는데

필요한시간을 50% 단축할수있었습니다.

“소프트웨어를선택하고, 복사본을받은후1주일이내에구축이완료되었습니다.다른어떤시스템도그보다더빨리

가동될수는없었을것이기때문에

우리로서도결정하기가쉬웠습니다.” Nick Wilding, 수석설계자, Triumph.

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2D의간편성을갖춘 3D

2D를사용하는엔지니어에게는설계및편집방법에익숙하겠지만 2D 시스템은3D만큼강력하지가않습니다. 설계의기본적인특성상그럴수밖에없습니다. 히스토리기반의시스템은구속조건을활용하여편집도중모델에서이루어지는변경사항을

제어합니다. 따라서만들때신중한계획또는 “프로그래밍”이필요합니다. 그리고사용자들은가져온데이터를설계하고편집하고처리하는전혀다른방법을익히느라

중간에시간을낭비하게됩니다.

동기식기술이적용된 Solid Edge는명시적모델링시스템(2D 포함)의속도및유연성과파라메트릭 3D CAD의정밀제어기능을결합하는혁신적인새방식입니다. 그림 6은어떻게두기술의단점을버리고장점만가져와서단일시스템에구현했는지를보여

줍니다.

그림 6: 동기식기술이적용된 Solid Edge는명시적모델링시스템(2D 포함)의속도및유연성과형상기반파라메트릭시스템의정밀제어기능을결합합니다. 각각의단점은버리고장점만결합되어있습니다.

3D 모델생성

동기식기술에는히스토리프리기반 Solid Edge의 3D 형상은어떻게상호작용할것인지에대한계획을따로세우지않고만들수있습니다. 마치 2D에서선, 호, 원을순서없이만들때와마찬가지입니다. 특정한모델링명령없이스케치를바로 3D 형태로드래그할수있습니다. 그러면특별한동작을정의하지않아도동심면, 가로접평면, 세로접평면등의지오메트리조건이그대로유지됩니다. 설계도중언제든지그리고모델의거의모든부품에관계및 3D 제어치수를추가할수있습니다. 이러한방식덕분에사용자는명령을조작하고어떤순서로사용할것인지를결정하는데시간을덜

소비하면서부품을더빨리만들수있습니다.

3D

...

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3D 편집

동기식기술을사용하여만든모델은자동설계변경을지원합니다. 따라서일반적인시스템처럼관련되지않은형상을다시생성하지않고도한형상을수정하면다른

형상에영향을줄수있습니다. 형상이서로간에독립적이기때문에펜스늘이기를사용하거나 2D 단면도를원하는대로편집함으로써보다유연하게변경할수있습니다.그림 7은파란색으로강조된장착구멍이이동하고이에맞춰동심및접평면모델조건을유지하기위해전체부품이변경된편집결과가표시되어있는부품을보여

줍니다. 실시간규칙이라고하는독특한개념이동심, 접평면, 세로및가로면을자동으로유지함으로써모델을유지합니다.

그림 7: 명시적으로정의된구속조건이없어도

동기식기술의독특한

개념인실시간규칙이

접평면, 공면, 동심조건과같은지오메트리조건을

찾아서유지합니다.덕분에예상치못한

변경이발생할경우마치

2D를편집하는것과마찬가지로매우

유연하게편집할수

있습니다.

가져온 3D 모델처리

변환해야할설계히스토리가없기때문에대부분의도면은서로다른 2D 시스템간에사용될수있습니다. 하지만히스토리기반 3D의경우는그렇지못합니다. 모델단계가이식되지않기때문에가져온데이터또는공급업체데이터의편집기능은사용할수

없습니다. 동기식기술이적용된 Solid Edge의편집작업은가져온데이터에서도똑같이작동하도록되어있습니다. 추가된 3D 제어치수를사용하거나, 기능에서인식하는면또는면그룹을드래그하여편집할수있습니다. 변경하는동안실시간규칙이강력한지오메트리모델조건을유지합니다. 그림 7의부품은기본설계일수도있고공급업체에서가져온설계일수도있습니다. 하지만어떤경우이건변경하면똑같은결과가나타납니다.

살펴보기: Razor USA LLC

Razor USA LLC는단일제품(인기있는 Razor 킥스쿠터)을판매하던기업에서 30여가지의수동및전동완구를판매하는기업으로빠르게

성장했습니다.

지속적인혁신은어려운일이며수백가지의

아이디어를몇개로추리는것이매우

중요합니다. 따라서보다빠르게설계를반복할수있도록하면서도 2D 사용자가쉽게채택할수있는시스템을찾는것이최우선

과제였습니다. 그런의미에서 Razor에게는동기식기술이적용된 Solid Edge가가장적합했습니다.

“저희회사에있던마지막AutoCAD사용자에게동기식기술이포함된 SolidEdge를소개했는데복잡한히스토리규칙이나모델링전략을배울필요가없어

금방 Solid Edge 사용방법을익히더군요.몇주밖에지나지않았지만이직원은

벌써다양한설계를쉽게만들고

있습니다. 드디어 3D 세상에발을들여놓게되어기뻐하는모습을보니

좋습니다!” Bob Hadley, Razor USA LLC 제품개발관리자

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3D에서 2D 사용

대부분의회사에서는 2D 도면이가장많이사용됩니다. 2D 도면은치수, 오차및부품목록과같은중요한설계세부사항에대한정보를주고받을때사용됩니다. 부서간에서로잘못해석하는일이발생하지않도록도면은정확하고이해하기쉬워야합니다.대부분의 3D CAD 시스템은 3D 모델에서 2D 도면을만들수있지만, 가장어려운문제는 3D 설계를만들고조작하는것입니다.

정확한도면이중요하기때문에동기식기술이제공하는기능은 2D 사용자에게더욱필요합니다. 보다빠른 3D 모델개발덕분에설계자들은설계프로세스에서보다일찍도면을만들기시작할수있습니다. 마찬가지로, 사용자가시스템전문가가아니어도되므로도면변경사항도보다빨리적용될수있습니다.

간단한사용방법

2D 도면을자동으로만들려면 3D 모델이필요한데, 2D 사용자들이어려워하는점은모델개발입니다. 스케치를만들고돌출시키는것은배우기쉽지만, 대부분의시스템에서는각작업에별도의명령이필요합니다. 여러명령을사용하고서로가어떻게연동되는지를파악하려면모델개발과정이느려질수밖에없습니다. 그리고이로인해도면작성도지연됩니다.

Solid Edge의동기식기술에는스케치와모델면을형상에넣고빼는보다직접적인3D 모델생성방법이통합되어있습니다. 편집가능한 3D 치수를완성된모델에추가할수도있습니다. 그러면도면을검색할때보다유용합니다. 히스토리기반시스템에서사용되는형상치수는대개최종결과를캡처하지않으므로도면에서

유용하지않습니다. 동기식기술은회사가설계프로세스에서보다일찍도면을만들수있도록해줍니다.

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도면구체화

3D 모델에서파생된도면의경우에는도면변경이원래 3D로이루어집니다. 대부분의3D CAD 시스템과마찬가지로변경이이루어진후에 2D 도면뷰가그에맞게업데이트되고적용된치수가새크기를

반영합니다. 이프로세스는자동으로진행되지만선을옮기고늘여서편집하는

데익숙한 2D 사용자들은특정결과를얻기위해히스토리기반모델을어떻게

조작해야하는지를잘모릅니다.

동기식기술이적용된 Solid Edge의편집기능은히스토리의제한을받지않습니다.따라서보다직관적으로유연하게변경할

수있습니다. 예를들어, 그림 8은편집중인 3D 컴포넌트를보여줍니다.여기에서사용자는간단히펜스를그리고

지오메트리를형상에늘여놓았습니다.2D에서사용하는방식과비슷합니다. 변경사항이관련된형상에만영향을주기

때문에잘못그린다고해서원치않는

부작용이발생할가능성이낮습니다.

2D 도면을만들때는 3D 모델을만들고구체화하는데걸리는시간을고려하는

것이중요합니다. 3D의자동화와정확성을제공하면서도 2D에서사용되는간단한방식을활용하는시스템이있으면전체

도면프로세스가빨라집니다. 그림 8: 동기식기술이적용된 Solid Edge의편집기능은펜스늘이기를사용하여빠르고

유연합니다. 1단계: 부품또는어셈블리를엽니다. 2단계: 3D 부품및형상세트주위에2D 펜스를그립니다. 3단계: 형상을주요지점으로드래그하거나정밀치수를통해

이동합니다.

살펴보기: L.S. Starrett Company

L.S. Starrett Company는높은품질의정밀도구,게이지, 측정장비및산업용/전문가용/일반용톱날을제조하는것으로전세계에서유명한

기업입니다.

Starrett에서는 2D 도면을많이사용하기때문에 3D로전환하는동안그리고그이후에도 2D 도면을사용할수있어야했습니다. Solid Edge를통해이회사는 2D 설계프로세스에방해를받지않으면서 3D로전환할수있었습니다. 2D를유지하고 3D에서활용할수있기때문에보다짧은시간안에

보다많은도면을작성할수있게되었습니다.

“저희는기존의 2D 파일을 Solid Edge로가져와서도면의곡선과선을몇번의

클릭만으로 3D 모델로변환합니다.” Jim Woessner, 설계/드래프팅책임자L. S. Starrett.

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결론

2D에서 3D로전환하는것은어려운제안이아닙니다. 매일수많은회사들이 3D로전환하고있습니다. 3D의이점은잘알려져있지만 3D로전환하는가장효과적인방법은그만큼잘알려져있지않습니다. 본백서에서는회사가기존 2D 도면을가장잘활용할수있는몇몇영역을보여주고 3D 설계프로세스에서 2D 도면을활용하는방법을설명합니다. 사용가능한여러유형의 3D 설계도구들이있으나히스토리기반기술은간신히요건을만족시키는결과만산출할수있습니다. 동기식기술이적용된Solid Edge가제공하는 2D 도면및기술을활용하면기업은보다빨리 3D로전환하여잠재력을최대한발휘하여 2D에서 3D로발전할수있습니다.

추가자료

목표검색: 2D 자유물체도를자동으로해결하는방식

하이브리드 2D/3D 설계: 3D 어셈블리설계프로세스에서 2D를가장잘활용하는방법

Solid Edge에서의다이어그램제작 :전용방식과부품라이브러리에대해설명

공장장비설계및레이아웃: 2D 레이아웃에서 3D 공장을설계하는방법

제품데모: 동기식기술이적용된 Solid Edge의실사용사례보기

L. S. Starrett Co: 3D에서 2D를활용한사례

Triumph Office Furniture: 하이브리드 2D/3D 설계의사용사례

Razor Scooter :보다빨리 3D를채택한사용사례

Sparkonix: 빠르고정확한 2D를위한 3D 설계의사용사례­­

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