기계설계를 처음 접한 분들이 가장 궁금해하는 것 중 하나는 바로 “2D 도면을 3D 모델로 어떻게 바꾸나요?”라는 질문입니다. 2D는 평면에서의 설계이고, 3D는 입체로 된 형상이기 때문에 접근 방법도 다릅니다. 특히 종이에 있는 기존 도면을 3D CAD에서 재현해야 하는 상황은 실무에서도 빈번하게 발생합니다. 본 글에서는 2D 도면을 3D 형상으로 전환하는 원리와 방법, 그리고 주의해야 할 실무 팁까지 상세히 소개하겠습니다.
1. 2D 도면에서 3D 모델로 바꾸는 기본 개념
투상도의 이해가 핵심
2D 도면은 보통 정면도, 평면도, 우측면도 세 가지 투상도를 기준으로 구성됩니다. 이 세 가지를 입체적으로 조합해야 3D 형상을 유추할 수 있습니다.
스케치 기반 3D 모델링
대부분의 CAD 툴은 2D 스케치를 기반으로 돌출(Extrude), 회전(Revolve), 로프트(Loft) 등을 통해 입체 모델을 생성합니다. 즉, 2D 스케치가 3D의 출발점입니다.
2. 대표 CAD에서의 2D→3D 전환 방식
1) SolidWorks에서의 방법
- 기존 2D 도면을 불러온 후, ‘2D to 3D 툴바’ 기능을 사용 - 정면도, 평면도, 측면도를 지정하면 자동으로 3D 프로파일을 생성 - 이후 Sketch Convert 및 Extrude 등을 사용해 모델링 완성 - 주의: 도면에 누락된 선이나 치수는 보완 필요
2) AutoCAD에서의 방법
- AutoCAD Mechanical 또는 AutoCAD 3D 기능 활용 - UCS(사용자 좌표계)를 통해 각 투상면을 기준으로 선을 배치 - REGION → EXTRUDE 순으로 3D 형상화 가능 - 다만 3D 전용 CAD보다는 한계가 있어 단순 형상에 적합
3) Fusion 360에서의 방법
- 2D DWG 또는 DXF 파일을 가져오기 - Sketch로 변환 후, 각 면을 기준으로 돌출/회전 - Fusion은 CAD와 CAM이 통합되어 있어 가공용 모델링까지 연계 가능
3. 수작업 도면을 3D로 변환할 때
1) 도면 스캔 → DXF 변환
- 종이 도면을 스캔 → 도면 캘리브레이션 → 벡터화 - PDF → DXF 변환 후 CAD에 삽입 가능 (단, 정확도 보정 필요)
2) 치수 누락 시 유추 모델링
- 도면에 치수가 없는 경우, 비례 추정이나 현장 실측을 병행해야 함 - 도면 검토 경험이 많을수록 실물과의 유사성을 높일 수 있음
4. 전환 시 주의할 점
치수 누락 및 기하공차 확인
2D 도면은 시각적 표현만 되어 있는 경우가 많아 치수 공차나 표면 정보를 생략하는 경우가 많습니다. 반드시 실제 가공과 조립을 고려해 보완해야 합니다.
좌표계와 방향 기준 통일
모든 투상도에서 방향 기준이 일치하지 않으면 3D 변환 후 왜곡이 발생할 수 있습니다. CAD에서 사용하는 기준 평면(Front, Top, Right)을 먼저 정리하세요.
스케치 닫힘 상태 확인
스케치가 열린 경우(닫히지 않은 선)에는 돌출/회전 등의 피처가 적용되지 않습니다. 변환 전 반드시 스케치 상태를 점검해야 합니다.
5. 실무 팁 및 활용 사례
사내 도면 DB 3D화 프로젝트
제조업체에서는 과거 2D 설계 자료를 3D화하는 프로젝트를 진행하기도 합니다. 이는 시뮬레이션, 가공 자동화, 조립 시뮬레이션 등에 활용되며, 설계 재사용성도 높일 수 있습니다.
모델링 템플릿 활용
자주 사용하는 구조는 템플릿화하여 2D 스케치만 불러와 빠르게 3D 변환할 수 있습니다. 부품 설계 시간이 대폭 줄어드는 장점이 있습니다.
마무리하며
2D 도면을 3D로 전환하는 작업은 단순히 CAD 명령어를 사용하는 기술이 아니라, 설계자의 해석력과 공간 감각이 요구되는 작업입니다. 정확한 투상도 해석과 CAD 숙련도를 함께 갖춰야 실수 없이 모델링할 수 있으며, 점차 반복을 통해 실력을 키워나갈 수 있습니다. 처음에는 단순한 부품부터 시작해 점차 복잡한 형상으로 확장해 보세요.
자주 묻는 질문(FAQ)
1. 모든 2D 도면을 3D로 바꿔야 하나요?
필수는 아니지만, 시뮬레이션, 렌더링, CAM(가공) 등 후속 작업이 필요한 경우 3D 모델이 매우 유용합니다.
2. DXF 파일을 3D로 바로 변환할 수 있나요?
일부 CAD 툴에서는 DXF/DWG 파일을 Sketch로 불러와 바로 피처 적용이 가능합니다. 단, 선이 닫혀 있어야 3D 피처로 변환이 됩니다.
3. 2D 도면만 보고 3D 모델을 만들려면 무엇이 필요하나요?
투상도 해석 능력, CAD 스케치 및 피처 명령어 숙련도, 조립 구조 이해 등이 필요하며, 반복 실습이 실력을 키우는 가장 좋은 방법입니다.