ZW3D 2024 : 구조해석 및 다양한 설계 모듈이 추가된 CAD/CAE/CAM 솔루션
개발 : ZWSOFT
주요 특징 : 기계/제조 분야에서 설계, 해석 그리고 가공까지 범용적으로 활용할 수 있는 소프트웨어, IGES/STEP 등 다양한 이기종 데이터 포맷 지원 업데이트, 대용량 데이터의 불러오기 및 디스플레이 처리 속도 향상, 구조해석 전용 시뮬레이션 툴 추가, 2축 선반과 3축 밀링 가공을 위한 CAM 기능 개선 등
공급 : 지더블유캐드코리아
지더블유캐드코리아가 기계/제조 분야에서 다방면으로 활용할 수 있는 3D CAD/CAE/CAM 소프트웨어인 ZW3D 2024(지더블유쓰리디 2024)를 출시한다. ZW3D는 지더블유소프트에서 지속적으로 개발하고 있는 제품으로 국내 공급/지원을 담당하고 있는 지더블유캐드코리아는 3D 데이터 호환성을 바탕으로 3D CAD/CAM 소프트웨어군을 지난 5년간 국내에서 꾸준히 성장시키고 있다.
ZW3D 2024는 기계, 설비 및 제품 등 설계 과정에서 다양한 제조 엔지니어링 분야에서 활용할 수 있는 유한요소법(Finite Elements Method) 기반의 구조해석 소프트웨어인 지더블유쓰리디 스트럭처럴(ZW3D Structural) 제품군을 애드온(Addon) 형태로 첫 선을 보인다. 이로써 단일 소프트웨어로 설계, 가공 분야뿐 아니라 구조해석 소프트웨어를 추가하면서 전체적인 올인원 CAD/CAE/CAM 솔루션 제품군으로 거듭날 예정이다.
현재 국내 론칭할 CAE 해석 소프트웨어로 개발되고 있는 제품 브랜드는 ‘지더블유심(ZWSIM)’이 있다. ZWSIM에는 고정밀 기술을 활용한 지오메트리 기반의 효율적인 메싱 처리 및 전처리/후처리 그리고 개발형 플랫폼을 지닌 메시웍스(ZWMeshWorks), FDTD(Finite-Different-Time-Domain) 알고리즘을 기반으로 개발된 EIT를 통한 고주파 전자기장 시뮬레이터 일렉트로마그네틱(ZWSIM ElectroMagnetic), 그리고 위에서 언급한 기계/제조 엔지니어링 분야에서 널리 활용될 구조해석 전용 제품인 스트럭처럴(ZWSIM Structural) 제품 등이 속해 있다.
이번 2024 버전에서는 기존 CAD 모듈인 Lite, Standard, Professional 그리고 CAM 모듈인 2X, 3X, 5X 외에 추가적인 Advanced 모듈이 추가되어 파이프(pipe), 튜브(tube), 하네스(harness) 설계와 같이 MCAD를 위한 라우팅 설계에 특화된 기능들이 대거 포함된다. 이처럼 다양한 개발 방향을 통해 2D CAD 소프트웨어인 ZWCAD(지더블유캐드)와의 연계성 및 포트폴리오를 더욱 확장하여 국내에 공급 및 개발할 계획이다.
▲ ZW3D 2024에서 추가된 구조해석 시뮬레이션
CAD 기능 개선
ZW3D는 설계 기능에 대해 지속적으로 사용자 경험과 필요사항들을 추가 및 개선하고 있다. 기존에 사용하던 다른 3D CAD 소프트웨어와 ZW3D를 함께 활용할 수 있도록 공용 확장자인 IGES, STEP을 포함한 다양한 이기종의 데이터 포맷에 대한 업데이트가 2024 버전에서 완료되었다. 이와 더불어 약 3만 개 이상의 컴포넌트가 포함된 대용량 데이터의 불러오기 및 디스플레이 처리 속도를 크게 향상시켰다. 이외에도 지더블유쓰리디 2024에서 포함된 주요 업데이트 사항은 다음과 같다.
▲ 대용량 데이터를 위해 향상된 디스플레이 엔진
파트/어셈블리
부품과 같은 파트 설계 기능에서는 스퍼(spur), 베벨(bevel), 웜(worm)과 같은 기본 기어 형상에 대한 자동 설계 기능이 기본 적으로 지원되어, 사용자는 입력 값으로 쉽게 설계할 수 있다. 그리고 사용자 정의 변수의 최적화로 파라메트릭 기반의 자동화 설계를 위한 설정이 개선된다. 제품 설계 측면으로는 자유 표면 곡률을 고려한 서피스 필렛 기능과 고차함수의 와이어프레임(wireframe), 래핑(wrapping) 및 패턴 피처 등의 효율성이 개선된다.
한편 어셈블리 트리의 내부 알고리즘 로직에 대한 최적화를 통해 대용량의 어셈블리에서 2023 버전 대비 평균 77%까지 향상시킬 수 있다. 또한 하향식(top-down) 설계의 편의성을 위해 사용자가 레이아웃 모델을 활용하여 설계 목적 혹은 전체 제품에 대한 아키텍처 정보를 정의할 수 있도록 마스터 레이아웃(Master Layout) 기능을 추가한다. 이와 동시에 레이아웃에 필요한 설계 정보를 일반 어셈블리에서 각 하위 어셈블리 또는 하위 부품으로 전송하여, 레이아웃이 수정되면 연계된 하위 형상으로 반영되어 설계 변경에 대한 빠른 처리가 가능하다.
▲ 하향식 설계 최적화를 위한 마스터 레이아웃
시트메탈(SheetMetal)
플랜지(flange), 딤플(dimple), 립(rip) 등 시트메탈 설계를 위한 기능이 전반적으로 개선되었다. 특히 여러 교차되는 구간이 있는 판금 모델에서 다중 플랜지를 통해 옵셋과 갭의 값을 조정하여 마이터(Miter) 컷이 가능하고, 복잡한 스케치 형상을 가진 딤플 형상과 2D 스케치의 단면 곡선으로 자유롭게 리핑도 가능하다.
용접(Weldments)
용접물 설계 과정에서 V, U, Bevel, J, Flared Bevel 총 5가지의 새로운 용접 유형을 생성하고, 표면/라이트/솔리드 용접 및 PMI 치수를 생성하여 설계자의 처리 요구사항을 명확하게 전달할 수 있도록 한다. 또한 스폿(spot) 용접에서 패턴이 추가되어 패턴 피처가 생성될 수 있고, 동시에 PMI 치수가 자동 생성되어 다중 스폿 용접을 빠르게 생성하도록 지원한다.
▲ 추가된 그루브 용접의 5가지 유형
라우팅-파이프, 튜브, 하네스 설계
이번 버전에서는 기계/설비/중장비와 같은 기계류 설계에 필요한 파이프/튜브, 하네스 모듈이 새롭게 추가되었다.
파이프/튜브 설계는 ASME 규격이 포함되어 있고, 지속적으로 국가별 라이브러리를 별도 제공할 계획이다. 각 레이아웃 위치에 배치된 모델을 기준으로 시작/종료 위치를 설정하고, 이를 토대로 배관 설계를 진행한다. 설계 과정에서 배관 사이에 피팅, 밸브, 엘보 등 여러 부품을 삽입할 수 있고, 스풀(spool) 단위의 2D 도면 시트와 더불어 각 부분에 해당하는 개별 도면이 추출된다.
하네스 설계는 각 파트에 해당하는 유형에 따라 커넥터의 연결 포트, 와이어/케이블에 따른 코어(core) 및 색상을 포함한 상세 옵션 설정, 그리고 그 외 레퍼런스 옵션을 설정하여 필요한 전기 배선 을 생성하고, 생성된 와이어/케이블 모델을 관리할 수 있다.
▲ ZW3D를 활용한 파이프 설계
▲ ZW3D를 활용한 하네스 설계
금형(Mold)
제품 모델을 통해 파팅(parting) 서피스를 전개하고 코어/캐비티 생성이 완료된 이후, 모델이 수정될 경우에도 이전에 생성된 코어/캐비티 형상에 자동 반영될 수 있도록 개선된다. 또한 금형 설계 프로세스에서 자주 발생하는 설계 수정사항에 대해 대응되도록 설계 수정에 대한 전체적인 개선사항이 반영된다. 금형 프로젝트 관리자(Mold Project Manager)를 통한 저장 경로를 설정하 면, 통합 데이터가 파트/어셈블리 단위로 자동 저장된다.
이 외에도 MBSE에서 활용되는 제품관리정보(PMI), 2D 도면 시트(drawing sheet), 전극(electrode) 등 약 150개 이상의 개선 및 추가기능이 포함되어 지속적으로 유입되는 국내 신규 및 기존 사용자들을 위해 업데이트된다.
CAE 기능 개선
▲ NAFEMS에서 제공하는 결과값의 비교 데이터
지더블유쓰리디 스트럭처럴(ZW3D Structural)은 새롭게 추가된 구조해석 전용 시뮬레이션으로 선형(linear), 비선형(nonlinear), 주파수(frequency), 피로(fatigue), 열(thermal) 해석 및 그에 따른 정적(static), 동적(dynamic) 유형을 포함한 13가지의 해석 유형을 지원한다. 작업 프로세스는 ZW3D 내에서 설계된 데이터 혹은 외부 데이터를 불러오고, 해석 유형(analysis type), 재질(material), 경계 조건, 메시(mesh) 등을 설정하고 연산하는 방식이다. 하이브리드 어드밴싱 방식을 접목한 메싱 기법은 고품질과 고효율 처리를 위해 자동 분할 유형으로 삼각/사면체(Triangle/Tetrahedron), 사각/육면체(Quad/ Hexahedron) 등 2가지 유형을 기본적으로 지원하고 있다. 아울러 VX Overdrive Kernel을 활용하여 자체 개발된 지더블유 솔버(ZW Solver)를 통해 최종적인 결과값을 산출한다. 결과값에 대한 신뢰성은 NAFEMS에서 제공하고 있는 유한요소법 결과범 위에 대한 데이터를 제공한다.
CAM 기능 개선
지더블유쓰리디의 CAM 가공 모듈은 2축 선반(turning)과 3축 밀링(milling) 가공을 위해 다양한 개선사항이 포함되었다. 선반의 경우, ISO 규격의 다양한 공구 데이터베이스를 지원하기 위해 인서트 팁과 홀더 종류 및 공구인선 보정을 위한 추적점(tracking point) 옵션 등이 새롭게 변경되었다. 이를 통해 선반 가공을 위해 다양한 방법을 응용할 수 있도록 현장 상황에 맞춰 사용자의 작업 프로세스의 자율성을 보다 향상시킬 수 있다. 3축 밀링의 경우, 금형가공에서 필수적인 코너 잔삭, 펜슬 영역에 대한 전반적인 효율 개선이 이루어졌다. 또한 디스플레이 엔진 변경을 통해 3축 툴패스 연산, QM 배치 연산 등 계산시간이 추가적으로 향상되었다.
앞으로 ZW3D CAM은 3축 밀링 가공을 위한 특화된 기능들을 대거 개발할 예정이다. 또한 현재 국내에서 활발하게 공급·지원 중인 2축 밀링 분야에서는 ZW3D 전용 솔루션인 캠포커스(CAM Focus)를 2024에서도 업데이트하여, 부품 가공 시장에서 필수적인 2D 도면 및 3D 모델링을 활용한 특화된 CAM 데이터 생성 기능을 지속적으로 확대할 예정이다. 이를 통해 국내 가공분야에서 필요한 CAM 소프트웨어로 발돋움하기 위해 다양한 활동과 협업을 기획하고 있다.
▲ ZW3D 2024의 코너 잔삭 연산영역 개선 향상
■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2023-06-01