3D CAD 시스템을 이용한 적층식 카누 선형 제작에 관한 연구

This paper examines new approaches to canoe construction for stacking laminated wood panels. Drawings from the system are used to make laminated wood panels for the ship's hull.

Table 1 Density of woods ............................................................................................11 Table 2 Material properties of wood............................................................................33 Table 3 Comparison cha

연구 배경

여가에 대한 사회의 인식이 변화한다면 해양레저산업의 부활도 기대할 수 있다. 또한, 최근 많은 지자체들이 해양레저 부문에 경쟁적 투자를 시도하고 있다.

연구 목적

본 논문에서는 시간 활동 무료배송의 국내 인구 증가에 대응하여 해양레저용품을 직접 생산하고자 하는 기업이나 개인을 위해 기존 보트 제작 방식의 어려움을 해결하는 효율적인 선형 제작 방식에 대해 연구하였다. . 계층형 키트를 사용하여 카누 제작 기술을 학습하기 위한 OpenGL 기반 3D입니다.

카누의 설계 구조와 제작 조건

카누의 구성 요소

카누의 폭을 가로지르는 단면의 모양은 대부분 수직이고 경사지고 확장되어 있습니다. 본 논문에서 제작할 카누는 해양레저에서 일반적으로 사용되는 슈트 형태를 기반으로 하였다.

Fig. 1 Length and waterline of a canoe

카누의 선형 요소

선체의 뱃머리 부분의 모양은 카누의 미적 측면을 강조할 뿐만 아니라 성능에도 큰 영향을 미칩니다. 물가의 모양은 카누가 직진할 때 물과 만나는 부분의 납작한 뱃머리 모양을 표현한 것입니다.

Fig. 4 The central section shape of a canoe in wave

카누의 재료

목제 카누의 가장 큰 장점은 생산 기술, 장비, 생산 환경 구축 비용이 상대적으로 저렴하고 디자이너의 다양한 의도를 표현하기 쉽다는 점이다. 빌트인 폴 카누의 경우 가볍고 작업이 용이한 삼나무, 전나무 등의 침엽수종을 사용하는 경우가 많으며, 우물, 슬레이트, 대들보 등의 구조용 골재는 굽힘성이 좋은 견고한 재료로 제작된다. 참나무, 체리, 재 등.

졸대 전개식 공정 분석

그러나 말뚝의 정밀한 가공이 필요하기 때문에 가장 비용이 많이 드는 방법이다. 카누 전개식에서는 견고한 베이스를 사용하여 카누의 메인 프레임을 고정합니다. 단면의 모양을 보여주는 그림을 사용하십시오.

내부 스템에는 일반적으로 폭 20mm, 깊이 약 3mm의 스템이 사용됩니다. 굴곡이 크기 때문에 바깥쪽 스템보다 높이가 낮은 스템을 사용하여 부드러운 벤딩을 보장합니다. 파일의 설치는 빌지 중앙에서 측면으로 작업하는 업다운 방식으로 수행됩니다. 펜싱 작업은 용골 라인이 한 방향으로 휘어져 선체 형상이 휘어지는 것을 방지하기 위해 양쪽을 동시에 작업해야 합니다.

이러한 현상은 특히 선박 바닥의 이음새에 부착할 때 자주 발생합니다.

Fig. 8 The drawing for building a canoe

적층식 카누 설계 공정

단면은 스윕을 사용하여 3D 모델을 생성합니다. 모델링은 키트별 솔리드 모델과 도면 정보를 활용하여 분석 및 RP(Rapid Prototyping) 모델 제작을 수행합니다. 생성할 조립 패턴으로 나누어 생성합니다.

솔리드 모델은 전체 모양의 스케치된 곡선을 사용하여 생성된 시트입니다. 모델에 두께를 추가하여 완성하며, 생성된 솔리드 형상을 일정한 간격으로 기준면으로 분할한 후 각 Body에 부품 정보를 부여하여 어셈블리 모델을 조립하는 것으로, Top-Down to Model 변환 방식을 사용하여 수행된다. . 외부적 편견이나 내부적 편견이 있을 수 있습니다.

분할 세트는 한 겹씩 쌓아서 선수와 선미에 하중이 가해졌을 때 중앙이 찢어지는 것을 방지하기 위해 엇갈리게 배치되어 있습니다.

Fig. 21 Modeling the piling of the laminated plates from the surface model #1

형상 해석

선수측 충돌에 대비한 시뮬레이션도 진행했습니다. 그림과 같이 각 부품의 접착면적은 충격에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가지고 있다고 가정한다. 충격시 변형이 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었습니다.

다만, 변형은 건웰 상부에 집중되는 것으로 확인되었으며, 더 큰 충격이 가해지는 경우를 고려하면 스왓 등 보강재를 적절한 위치에 설치하면 충격에 대한 충분한 안정성을 확보할 수 있다.

Fig. 37 Analyzing for the displacement by loading the weights #2

적층식 키트형 카누 제작

본 논문에서 제안한 카누 제조기술을 향후 대량생산을 위한 공정 개선에 활용하기 위해서는 다음과 같은 문제점이 개선되어야 한다. a) 접이식 키트 카누는 금형 없이 제작되기 때문에 제작 과정에서 측면 보강이 필요할 수 있습니다. 따라서 CNC 장비의 활용은 부드러운 선체 형상을 얻는 것뿐만 아니라 대량 생산에도 효과적임을 알 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 적층형 키트형 카누 개발방법을 제안하고, 이를 적용한 카누 형상을 설계 및 제작하는 과정을 거쳐 다음과 같은 결론을 얻었다. 즉, 단순한 구현 방식은 CAD/CAM/CAE 환경에서 작업을 가정하여 자동화가 어렵지만, 적층 방식은 CAD 시스템에 적용하기 쉽고, 동일 제품의 대량생산과 다양화에 효율적으로 대응할 수 있다. 제품의. 같은 제품. 있습니다. 값비싼 목재 대신 일반 합판부터 적삼나무까지 다양한 재료를 사용함으로써 카누를 비교적 쉽게 제작할 수 있음이 확인되었다. 이를 바탕으로 일반 사용자들은 쉽게 카누를 제작하여 운동이나 여가용으로 활용할 수 있게 되었다.

일체형 방식에 비해 적층식 카누 생산 공정은 선체 고정 시간과 추가 장비 사용을 크게 줄일 수 있습니다.