CAD/Computer Aided Design

Course Information 교과목

Course ID 학수번호Course Title 교과목명Classification 과목구분학점-강의-실습선수과목수업학기
INE3028CAD전공핵심3-2-2없음1학기

Lecturer 교강사

Affilication 소속Name 성명Contact 연락처E-MAIL
Department of Automotive Engineering
미래자동차공학과		Seungjae Min
민승재		(02) 2220-0457seungjae@hanyang.ac.kr

Course Description 교과목 개요

This course introduces you to interact with CAD/CAM/CAE systems and have a knowledge of their fundamental principles. It provides concepts and tools for producing solid models, generation of the corresponding drawings, evaluation of the design by a finite element analysis and production of the corresponding prototype by a machine for rapid prototyping. This course features use of the Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application (CATIA) software, which is an integral part of large-scale engineering projects in the automotive industries.

실무에서 활용하고 있는 CAD/CAM/CAE 시스템을 소개하고 기본 원리를 학습한다. 설계에서 주요 의사소통 언어인 솔리드 모델을 작성하는 방법을 훈련하고 이와 연관된 도면생성, 해석에 의한 평가, 기능 시뮬레이션, 시작품 제작 등 다양한 설계프로세스를 경험한다. 전 과정은 자동차 업계에서 널리 사용하고 있는 소프트웨어인 CATIA를 이용하여 실습한다.

Course Objective 수업 목표

The objective of this course is to present the fundamental principles and concepts underlyig CAD/CAM/CAE systems and enhance design experience by individual assignments and group projects.

실무에서 활용하고 있는 CAD/CAM/CAE 시스템의 기본 원리와 개념을 이해하고 다양한 실습을 통하여 기하모델 생성 및 그 응용에 관한 설계 능력을 배양한다.

Textbook 교재

강의 및 실습자료

References 부교재

  • Principles of CAD/CAM/CAE Systems by K. Lee, Addison Wesley, 1999
  • 김종원, 기계공학제도 (창의적 신제품 설계의 기초), 문운당, 2009
  • CATIA CORE TOOLS: Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application by M. Michaud, McGrawHill, 2012

Evaluation 평가방법

Midterm
중간		Final
기말		Attendance
출석		Homework
과제		Participation
수업참여도		Project
프로젝트		Total
총
3030010010 + 20100

강의계획

Week 주Lecture Topics 강의주제Lab Topics 실습주제
1OverviewCATIA/Workbench, Basic settings, view, Sketcher: basic
2Introduction to CADSketcher: operation, practice
3Geometry: 2DPart Design: sketch based
4Geometric ModelingPart Design: dress up/ transformation
5Drawing: basics, projectionPart Design: Boolean operation
6Drawing: dimensionDrafting: view, dimension, annotation
73D Printing (Rapid Prototyping)Previous Exams
8Midterm ExamMidterm Exam
9Data Structure: CSG/B-RepGenerative Shape Design: wireframe, surface
10Curves and SurfacesGenerative Shape Design: operation
11Curves and SurfacesGenerative Shape Design: advanced features
12Assembly Structure, KinematicsAssembly, DMU Kinematics
13Kinematics, Structure AnalysisGenerative Structure Analysis
14Design Optimization Product Engineering Optimize
15Project PresentationProject Presentation
16 Final Exam Final Exam
WeekDateLectureDateLabModel FilesHomework
(제출) ftp://cdl.hanyang.ac.kr (공지 후 다음 수업시간 전까지 due)
13/7Introduction to CAD
다쏘 CEO 버나 샬레 인터뷰 기사
2020 Dassuault Systems "3D Experience World" 기사		3/7CATIA/Workbench : Basic settings, view
CATIA 설치 가이드 CATIA 설치 가이드
Sketcher: basic		Stairs, View, IBeam, Wheel
construction, connecting rod
23/14CAD/CAM/CAE systems
2D Geometry
2023 Tesla Innvestor Day
3/14Sketcher: constraints
Sketcher: operation		EditMulti_Constraints, Offset,
3DGeometry_project, Silhouette_Edge		[LAB-HW1] p.69 실습과제1, p.85 실습과제1 , p.86 실습과제2 HW1 폴더 제출
33/21Computer Graphics3/21Part Design: reference elements
Part Design: sketch based design		Part Design1[LAB-HW2] p.123 실습예제 HW2 폴더 제출
43/28Computer Graphics (cont'd)
Drawing: basics, projection		3/28Part Design: sketch based design
Part Design: dress up		Part Design2
Part Design3
[LEC-HW1] 등각도/투상도 hand draft (pp.56~57) (가능하면 모눈종이에 자를 이용하여 작성) solutions
[LAB-HW3] p.142, 실습과제 HW3 폴더 제출
54/4Drawing: dimension4/4Part Design: transformation
Part Design: boolean operation		Part Design4
ConnetingRod
[LEC-HW2] pp.71~72 연습문제, solutions
[LAB-HW4]
p.169 실습과제
p.180 실습과제: Boolean Operation 사용할 것
64/11Geometric modeling4/11Drafting: view, dimension, annotation
Drafting[LAB-HW5] p.212 실습과제 (모델, 도면 모두 제출)
74/18Geometric modeling (cont'd)4/18Exercise / Modeling Tips
84/25Midterm Exam4/25Midterm Exam
95/2Assembly modeling
Additive Manufacturing(3D Printing)
세계 최초 3D프린팅 로켓 발사 ‘미완의 성공’		5/2Assembly
Assembly
[LAB-HW6] p.104 실습과제 (*.CATProduct, *.CATPart 파일 모두 압축하여 제출)
105/9Kinematics
AM in Automotive
5/9DMU Kinematics
DMU_Kinematics_01
HW_Model
[LAB-HW7] p.35 실습과제
115/165/16 실습
Kinematics		5/165/23 실습
DMU Kinematics2
DMU_Kinematics_02
example_Model
HW_Model
125/235/16 이론
Kinematics (cont'd)
Curves and Surfaces		5/235/23 이론
Generative Shape Design: wireframe, surface
Wireframe


Surface
[LAB-HW8] p.41 실습예제
135/30Curves and Surfaces (cont'd)
Supplements		5/30Generative Shape Design: operationOperation(1)
Operation(2)		Individual Project (AM) due
146/6Memorial Day6/6Memorial Day
exercise
156/13Final Exam6/13Final Examparts

red_parts
166/20Team Project Presentation
평가표		6/20

Individual Project (3D Printing)
과거 Project>

설계과제: 자유 주제

Additive Manufacturing (3D Printing)으로 제작해야 효과적인 사물(조립체, 부품 등)을 모델링하고 직접 출력하여 제출한다.

Timeliness (2)3DP needs (4)Completeness (3)Result(1)Total (10)
제출 기한 엄수제작 동기/목적
3D프린팅 사용시 장점 등		제작시간 8시간 이내 확인 (slicer 프로그램 활용):
레포트에 예상시간 캡쳐하여 첨부,
CATIA기능의 다양성/독창성 등		결과물 405호 연구실에서 확인

Download : Project Template 

출력장소: Industry 4.0 센터 FABLAB, 3D Printer 사용신청서

3D Printing 참고자료 / 3D Printing Slicer 사용법

Team Project
과거 Project>

설계과제 : 자유 주제

학습한 Part Design, Drawing, Shape Design, Assembly, DMU Kinematics를 모두 적용할 수 있는 사물을 찾아서 모델링한다.

  1. 제원은 참고문헌, 카탈로그, 인터넷 등에서 검색하거나 실물을 측정한다.
  2. 설계(모델링) 사항: 식별 가능한 사물, 디테일 수준은 각 팀에서 결정
  3. 사물의 작동원리를 이해할 수 있는 Kinematics포함
  4. 제출자료: 발표자료, 모델링 파일, 제작할 수 있는 도면, 근거자료, YouTube 링크 동영상

팀구성

구성원(2~ 3인), 팀명(작명의 중요성: 프로젝트 내용과 연관시킴)

발표

1회 이상 연습, 시간엄수(슬라이드 쇼/예행 연습)

발표요령

  • 팀명, 발표주제를 명확히 소개하여 청중이 기억하도록 한다.
  • 모든 조원이 각자 맡은 역할에 대해 발표해야 한다.
  • 슬라이드 1장에 너무 많은 시간을 할애하지 않는다.
  • 모든 정보 및 데이터에는 근거를 제시한다. (참고문헌, 인터넷 등)
  • 발표자료 작성 소프트웨어(MS PowerPoint)의 기능을 최대한 사용한다.

평가

팀별 (조원은 동일하게 평가)

3단계 평가(A, B, C)

※ 아주 우수한 경우 A+

평가지표점수(20)평가자 관점
주제의 타당성, 독창성3모델링 근거, 계획의 치밀성
해석의 난이도, 복잡도8기하형상의 복잡성보다는 다양한 해석 시도에 주안
해석 결과의 타당성 제시4객관성 확보를 위한 노력
발표자료(가시화 노력), 의사전달, 발표시간 (7+3분)5내용이해 못하고 있음, 속도, 발음, 자세, 주의산만, 오타, 이해하기 쉬운 그림, 동영상 활용
ContentsFunctionsVideo
Basic sketcherEntities, common constraintsvideo2Basic_Sketcher
Advanced sketcherConstruction lines, profile, spline, chamfer/fillet, mirroringvideo2Advanced_Sketcher
Pads and PocketsUsing pads. Using pockets, Chamfer/Fillet, Viewpoint manipulationvideo2Pads and Pockets
Shaft, Groove, Circular PatternsApplying patterns to a feature, Grooving out a solid, Making a shaft from a sketchvideo2Shafts, Grooves, and Circular Patterns
Multi-selection Solid and SweepAdding planes, Sweeping a profile, Connecting sketches with multi-selection solidvideo2Multi-Selection Solid and Sweep
Drafting BasicsTemplates, Page layouts, Adding/deleting views, Line propertiesvideo2Drafting basics
Dimensioning DrawingsPage layouts, Dimension tool, Tolerancing, Datums, Calloutsvideo2Dimensioning_Drawings
Assembly ViewsExploded view, Bill of materials, Identify partsvideo2Assembly_Views
Assembly BasicsAssembly workbench, Design tree, Using Constraints, Insert and manipulate parts, Exploded viewvideo2Assembly_Basics
Assembly w/ConstraintsAssembling a Product, Using Constraintsvideo2Assembly_with_Constraints
Rotational AnimationUse of joints, Degrees of freedom, Driving a joint, Animating a simulationvideo2Rotational_Animation
Wireframe Lesson 1Points, Lines, Geodesic Shapes, Multi-lines, Reference Geometry, Simple 3D Surfacesvideo2Wireframe_Lesson_1
Wireframe Lesson 2Revolve, Extrude, Multi-Selection, Fill, Offset, Blendvideo2Wireframe_Lesson_2
Generative Shape DesignCombine, Passing Point, Fill Surface, Multi Selection, Surface, Project, Bumpvideo2Generative_Shape_Design
FEA SetupMaterial, Restraints, Forces, Meshvideo2FEA_Setup
FEA SolutionVon Mises Stress, Principle Stresses, Deflection, Closed From Solution Comparisonvideo2FEA_Solution
Using Design TablesCreating and updating Design Tables, Converting Design Tables to Catalogs