Sketcher와 Part Design 실무 가이드

CATIA · Part Design

개요

파트 모델링은 Sketcher에서 시작해 Part Design으로 마감된다. 본 페이지는 스케치 진입부터 Pad·Pocket·Shaft·Rib 같은 스케치 기반 피처, Dress-Up(필렛/모따기/드래프트/쉘), Boolean, Reference Element, Body/Feature 트리 관리까지를 일관된 흐름으로 정리한다. 자동차 부품·금형·구조물 엔지니어가 Design Intent를 유지하면서 빠르게 모델링하기 위한 기본기다.

1. Sketcher 진입과 기본 개념

Sketch는 반드시 평면(Plane) 혹은 평면형 면(Planar Face) 위에만 그려진다. 평면을 선택한 뒤 Sketcher 아이콘을 클릭하거나, 평면을 더블클릭하는 방식으로 진입한다.

Sketch vs Positioned Sketch — 기본 Sketch는 원점이 고정이지만, Positioned Sketch는 H/V 축과 원점을 사용자가 직접 지정한다. 재사용성과 Design Intent 측면에서 Positioned Sketch를 기본으로 삼는 편이 안전하다.
H축(Horizontal) — 가로축, 빨강 화살표.
V축(Vertical) — 세로축, 녹색 화살표.
Origin — H/V 교차점. 첫 Constraint의 기준점.

Tip Tools → Options → Mechanical Design → Sketcher → Grid에서 스냅과 간격을 손볼 수 있다. 다만 실무에서는 Grid를 끄고 Constraint로 도형을 잡는 쪽이 유지보수에 유리하다.

2. Sketcher 툴바 개요

2.1 Profile·Shape 도구

Profile — 라인·아크·스플라인을 연속으로 만드는 주력 도구
Rectangle, Oriented Rectangle, Parallelogram
Elongated Hole, Keyhole, Cylindrical Elongated Hole
Circle, Three Point Circle, Tri-tangent Circle, Arc
Spline, Conic — GSD 스타일의 곡선
Line (Bi-tangent, Angle/Normal, Bisecting)
Axis — 회전축. Shaft/Groove에서 필수
Point (Coordinates, Equidistant, Intersection, Projection)
Ellipse, Parabola by Focus, Hyperbola by Focus
Connect — 두 요소를 커브로 이어 붙임

2.2 Operation 도구

Corner / Chamfer — 필렛·모따기
Trim / Break / Quick Trim — 자르기
Close Arc / Complement Arc — 호 닫기·보완
Mirror, Symmetry
Translate, Rotate, Scale, Offset — 이동/회전/스케일/오프셋(복사본 생성 옵션)
Project 3D Elements — 3D 엣지를 평면에 투영(노란색)
Intersect 3D Elements — 3D 요소와 스케치 평면의 교차(노란색)
Project 3D Silhouette Edges — 실루엣 투영(구·원통 경계 자동)

Tip Project/Intersect로 생긴 노란색 요소는 3D 소스에 연동되어 자동 갱신된다. 연결을 끊으려면 우클릭 → Isolate.

주의 Project를 남발하면 Tree가 복잡해지고 Update 시간이 급증한다. 꼭 필요한 지점에만, 가능하면 Reference Element로 우회한다.

3. Constraint 전략

현장 원칙은 단순하다. 기하구속 먼저, 치수구속은 마지막에. 치수부터 먹이면 치수 변경 시 도형이 의도와 다르게 찌그러진다.

적용 순서:

Horizontal / Vertical
Parallel / Perpendicular / Coincident / Tangent / Concentric
Symmetry / Equal Radius / Equal Length
Dimensional(Length, Radius, Angle, Distance)

3.1 색상 코드

흰색 — Under-constrained(부족구속, 드래그 가능)
녹색 — Iso-constrained(완전구속, 이상적)
보라 — Over-constrained(과구속, 제거 필요)
빨강 — Inconsistent(모순, 충돌)
노랑 — External Reference(외부 참조)
갈색 — Not changed(업데이트 안 됨)

Tip 일상 작업은 녹색(Iso-constrained)을 목표로 하되, Design Table과 엮는 모델에서는 일부러 Under-constraint를 남겨 치수 드라이브를 편하게 두는 경우도 있다.

주의 Over-constraint 경고가 떴을 때 엔지니어링상 허용되는 경우라면 다이얼로그에서 "Deactivate"를 눌러 하나만 비활성화해 임시 해결할 수 있다.

3.2 자주 쓰는 구속 조합

목표	Constraint 조합
대칭 도형	Symmetry(중심선 기준)
동심원 2개	Concentric
기어 2쌍	Equal Radius
슬롯 양끝	Tangent + Concentric
평행봉	Parallel + Distance
라운드 모서리	Tangent + Equal Radius

4. Sketch Analysis와 Sketch 실전 팁

Tools → Sketch Analysis(Sketcher 내부)는 세 탭으로 구성된다.

Geometry — 열린 프로파일·자기교차·닫힘 여부
Use-Edges — 외부 참조 상태(깨진 링크 여부)
Diagnostic — 과구속·부족구속·모순 진단

Tip Pad/Pocket 생성 전 반드시 Sketch Analysis를 돌려 "Closed Profile" 여부부터 확인하면 "The profile is not closed" 오류에서 벗어날 수 있다.

실전에서 굳어진 습관 몇 가지.

1 Sketch = 1 Design Intent — 한 스케치에 모든 디테일을 넣지 말고 Pad → Pocket → Chamfer로 피처를 분리한다.
Construction Geometry 활용 — 원의 중심끼리 정렬하는 보조선 등은 Construction Line으로 남긴다(아이콘 토글).
원점 근처 배치 — 프로파일 한 점을 Origin에 Coincidence로 묶으면 Dangling을 막을 수 있다.
Sub-elements 활용 — 사각형을 그린 뒤 한 변만 드래그해 필요 부분만 수정.
Animate Constraint — 치수를 우클릭 → Animate Constraint로 범위 슬라이더를 돌려 메커니즘 움직임을 미리 본다.
Change Sketch Support — 스케치 평면을 다른 평면으로 옮겨 스케치 자체를 재활용.

5. Part Design — Sketch-Based Features

메뉴 경로는 공통으로 Insert → Sketch-Based Features → {피처}이다.

Pad(돌출) — Type: Dimension / Up to Next / Up to Last / Up to Plane / Up to Surface. Thick(얇은 벽), Mirrored Extent(대칭), More로 Second Limit.
Pocket — Pad의 빼기.
Shaft(회전체) — Sketch + 회전축(Sketch 내 Axis 또는 외부 Line). Angle 0~360°.
Groove — Shaft의 빼기.
Rib — Profile을 Center Curve 따라 Sweep. Profile Control은 Keep Angle / Pulling Direction / Reference Surface. Spine 지정 가능.
Slot — Rib의 빼기.
Stiffener(보강재) — 선 하나로 리브 생성.
Multi-Sections Solid(Loft) — 복수 Section + Guide Curve + Spine.
Removed Multi-Sections Solid — Loft의 빼기.
Solid Combine — 2개 Profile 외삽 볼륨의 교집합. 캠/기어 형상에 유용.

6. Dress-Up Features

Edge Fillet — Constant/Variable Radius, Chordal 모드, Conic Parameter
Variable Radius Fillet — 점마다 다른 R
Face-Face Fillet — 엣지가 없어도 면-면으로 라운드
Tritangent Fillet — 세 면 접선 라운드
Chamfer — Length/Length 또는 Length/Angle
Draft Angle — 드래프트. Neutral Element 필수. 금형 설계 필수
Draft Reflect Line — 실루엣선 기준 드래프트(반영선)
Shell — 솔리드 비우기. Outer Face + Inner/Outer Thickness
Thickness — 면 두께 변경
Thread/Tap — 가상 나사산(기하는 생성되지 않고 주석 정보만 부여)
Remove Face / Replace Face — 면 삭제·교체

7. Boolean Operations

Part 내 여러 Body를 합치는 연산.

Assemble — 더하기/빼기 부호 유지
Add — 합집합
Remove — 차집합
Intersect — 교집합
Union Trim — 병합 후 일부 제거
Remove Lump — 불필요한 덩어리 제거

Tip Body를 여러 개 만들어 Boolean으로 합치는 방식이 단순한 Pad → Pocket 연쇄보다 Tree가 깔끔하고 Edit 충돌이 적다. 자동차 부품에서 강력 권장한다.

주의 Boolean은 순서에 민감하다. Assemble 순서가 바뀌면 최종 지오메트리가 달라질 수 있다.

8. Reference Elements

Part 설계의 뼈대가 되는 "Point / Line / Plane" 모음이다.

Point — Coordinates, On Curve, On Plane, On Surface, Circle Center, Tangent on Curve, Between
Line — Point-Point, Point-Direction, Angle/Normal, Tangent to Curve, Normal to Surface, Bisecting
Plane — Offset, Parallel through Point, Angle/Normal, Through 3 Points, Through 2 Lines, Through Point and Line, Through Planar Curve, Normal to Curve, Tangent to Surface, Equation, Mean through Points

Tip Reference Element는 Tree 상단에 모아 두고 이후 모든 피처가 이를 참조하도록 만든다. 이것이 Skeleton 방식이다. 설계 변경 시 영향이 최소화된다.

→ Skeleton 기반 Top-down 설계 상세는 /cad-tips/catia/03-assembly-dmu.md에서 이어 다룬다.

9. Transformation Features

Body/Feature 자체를 이동·패턴화한다.

Translation / Rotation / Symmetry — 전체 Body 이동·회전·대칭
AxisToAxis — 좌표계 이동
Mirror — Body 또는 Feature 거울 복사
Rectangular Pattern — 직사각 배열. Instance(s) & Length / Instance(s) & Spacing
Circular Pattern — 원형 배열. 기준 축 지정
User Pattern — Sketch 포인트 기반(비정형 배열)
Scaling / Affinity — 스케일링

Tip Pattern의 "Keep specifications"를 켜면 개별 인스턴스 길이가 "Up to Next"처럼 동적으로 따라온다. 끄면 고정 길이로 복제된다.

10. Hole Feature 제대로 쓰기

경로 Insert → Sketch-Based Features → Hole. 실무에서 가장 자주 쓰는 도구 중 하나다.

Type — Simple / Tapered / Counterbored / Countersunk / Counterdrilled
Thread — Metric, UNC, UNF, Gas 혹은 No Thread
Extension — Blind / Up To Next / Up To Last / Up To Plane / Up To Surface
Positioning Sketch — Hole 중심 치수
Bottom Type — Flat / V-bottom(118°·120°)

Tip Hole 생성 시 Positioning Sketch가 자동으로 함께 만들어진다. 이 Sketch를 더블클릭해서 치수를 줘야 Hole 위치가 확정된다. 구속을 안 걸면 원점 기준으로 배치돼 버린다.

11. Body / Feature 트리 관리

PartBody — 기본 메인 Body(삭제 불가)
Body.2, Body.3 … — 추가 Body, Insert → Body로 생성
Define in Work Object — 특정 Body를 활성화(녹색 밑줄). 활성 Body에만 피처가 추가됨
Change Body — 특정 Feature를 다른 Body로 이동

Tip 대칭 부품은 한쪽만 Body.2에 모델링한 뒤 PartBody에 Mirror + Assemble 하면 한쪽만 수정해도 반대쪽이 따라온다. Design Change 비용이 절반으로 줄어든다.

11.1 이름 짓기 규약

의미 있는 이름으로 바꿀 것: Pad.1 → Pad_BaseHousing
기능별 Body 분리: Main / Mounts / Cutouts
Reference Element는 Tree 상단에 모으고 이름에 접두사(Ref_) 부여
Ordered Geometrical Set을 우선(빌드 순서 보장)

실무 체크리스트

Sketch는 Positioned Sketch로 시작
기하구속 → 치수구속 순서 준수
Sketch Analysis로 Closed Profile 확인 후 Pad/Pocket
Feature 이름을 의미 있게 변경(Pad.1 → Pad_Housing 등)
기능별 Body 분리 및 Boolean으로 결합
Reference Element를 Tree 상단에 배치(Skeleton 방식)
Pattern은 Keep specifications 옵션을 상황에 맞게 설정
Hole Positioning Sketch에 반드시 치수 부여
대칭 부품은 Mirror + Assemble로 한쪽만 유지보수

참고 자료

CATIA Part Design 공식 Help — https://help.3ds.com/
CATIA V5 Online Doc (archive) — http://catiadoc.free.fr/
CATIA V5 V6 Tutorials — https://catiav5v6tutorials.com/
LearnVern CATIA Course — https://www.learnvern.com/catia-course/
GoEngineer CATIA Blog — https://www.goengineer.com/blog
CATI Blog — https://www.cati.com/blog/
Eng-Tips CATIA Forum — https://www.eng-tips.com/viewforum.cfm?forum=560
Sham Tickoo, CATIA V5R20 for Designers — CADCIM Technologies
Wichita State NIAR CATIA Training — https://www.wichita.edu/industry_and_defense/NIAR/

본 자료는 실무자 학습·참고 목적으로 편집된 요약이며, Dassault Systèmes와 무관합니다. CATIA®는 Dassault Systèmes의 등록상표입니다.