Siemens NX 모델링 · Synchronous · Freeform · Class-A

NX · Modeling & Synchronous

개요

Siemens NX의 파트 모델링 축을 구성하는 네 영역 — Direct Sketch, 피처 기반 Modeling(Extrude/Revolve/Sweep/Boolean/Detail Feature/Pattern), 이력 없이 면을 직접 조작하는 Synchronous Modeling, 그리고 Shape Studio·Freeform 기반의 Class-A 서피스 — 을 한 페이지에서 정리한다. 타사 CAD에서 넘어온 STEP 데이터를 빠르게 고쳐야 하는 설계자, 자동차 외판 A급 서피스를 검사해야 하는 스타일리스트 모두를 대상으로 한다.

Direct Sketch(스케쳐) 기본기

NX는 두 가지 스케치 모드를 제공한다.

Sketch on Plane(Task Environment): Datum Plane 또는 Face를 선택 후 별도의 Sketcher 환경으로 진입하고 Ctrl+Q로 빠져나온다. 복잡·대형 스케치에 유리.
Direct Sketch(NX 8.5 이후 기본): 리본에서 Sketch 버튼을 누르고 평면만 클릭하면 Modeling 환경 안에서 바로 스케치할 수 있다. 현재 표준 워크플로.

메뉴 경로: Menu → Insert → Sketch 또는 Menu → Insert → Sketch in Task Environment

Constraint · Dimension

Geometric Constraint: Coincident, Horizontal/Vertical, Parallel/Perpendicular, Tangent, Equal Length/Radius, Concentric, Collinear, Midpoint, Fix/Fully Fix, Symmetric 등.
Rapid Dimension(D)이 가장 다용도로, 두 객체를 선택하면 상황에 맞는 치수 타입이 자동 제안된다.
Driving vs Reference: 참조 치수는 괄호로 표기되며 계산에만 쓰인다.
치수를 Expression으로 연결하면 p12 = p10 * 2 + 5 같은 수식 구동이 가능하다.

> Tip: "기하 구속 → 치수 구속" 순서가 원칙이다. 역순으로 작업하면 이미 넣은 치수가 구속 충돌로 깨지며 기하가 튄다.

Studio Spline과 곡률 품질

Degree 3~7(기본 5 권장), Pole 또는 Through Point 방식.
Continuity: G0(접촉), G1(접선), G2(곡률), G3(곡률변화율).
자동차 A-surface는 G2 최소, 외관 A급은 G3 필수.
View → Visualization → Curvature Comb로 곡률을 빗살로 시각화.

> Tip: Studio Spline은 Pole을 최소 개수로 유지하라. Pole이 많으면 하류 공정(Offset/Sweep)에서 곡률이 울렁거린다. A급 외판은 5~7 pole이 현실적 상한이다.

스케치 실무 팁 핵심

Reference Line(중심선·구축선)을 능동적으로 활용해 대칭·구속 기준을 확보.
복잡 형상은 "바닥 Sketch" + "프로파일 Sketch"로 2단 분리 — 가독성·수정성이 모두 개선된다.
Fully Constrained 상태를 목표로 하고, 미구속은 Preferences → Sketch → Show Degree of Freedom Arrow로 시각화.
대형 스케치에서는 Sketch Preferences의 Continuous Auto Dimensioning을 꺼서 성능 부담을 줄인다.
평면을 잘못 선택했다면 Menu → Edit → Feature → Reattach Sketch로 재작업 없이 평면만 교체.
Project Curve / Intersection Curve로 다른 바디 엣지·곡선을 스케치에 투영할 수 있다.

> 주의: Trim으로 자른 객체는 즉시 사라지지 않고 회색 점선 Reference Curve로 남는다. 쌓이면 스케치가 무거워지므로 주기적으로 정리한다.

피처 기반 Modeling

기본 피처 경로

피처	경로
Extrude	`Menu → Insert → Design Feature → Extrude` (X)
Revolve	`Menu → Insert → Design Feature → Revolve`
Sweep Along Guide	`Menu → Insert → Sweep → Sweep Along Guide`
Swept(Advanced)	`Menu → Insert → Sweep → Swept`
Variational Sweep	`Menu → Insert → Sweep → Variational Sweep`
Tube	`Menu → Insert → Sweep → Tube`
Block/Cylinder/Cone/Sphere	`Menu → Insert → Design Feature → Primitive`

Boolean

Unite, Subtract, Intersect 세 가지는 대부분의 피처 대화상자 안에 내장되어 있고, 독립 실행은 Menu → Insert → Combine에서 호출한다. Subtract 시 Save Target / Save Tool 체크박스로 원본 보존 여부를 선택할 수 있다.

Detail Feature(마감)

Edge Blend(B): Constant, Variable, Corner setback 지원. 큰 블렌드 먼저, 작은 블렌드 나중 순서가 R 간섭을 줄인다.
Face Blend: 두 면 사이 접선 블렌드. 자동차/가전 외관 필수.
Chamfer: Symmetric, Asymmetric, Offset-Angle.
Hole: Simple / Counterbored / Countersunk / Tapped(Thread Data 내장: ISO, ANSI, JIS).
Thread: Symbolic(가볍고 도면 자동 인식) vs Detailed(정밀 해석용).
Draft: From Plane / From Edge / Tangent to Face / Parting Edge.
Shell(Hollow): 두께 + Pierced Face 조합.

Pattern Feature

Menu → Insert → Associative Copy → Pattern Feature에서 Linear, Circular, Polygon, Spiral, Along(곡선), General(조건식), Reference(타 피처 패턴 복제) 레이아웃을 제공한다. Instance Points 기능으로 특정 인스턴스만 Suppress 또는 치수 변동이 가능하다.

Pattern Feature = 피처 트리 재현 → 복원·편집 용이
Pattern Face = 면만 복사 → 가볍지만 편집 취약

Datum · WCS · CSYS · Expression

Datum Plane/Axis/Point/CSYS는 기준 피처로 트리에 영구 존재한다. WCS(Work Coordinate System)는 임시이며 W로 토글한다. 수식 관리는 Menu → Tools → Expression(Ctrl+E)에서 하며, 단위를 명시(p10 = 50 mm)할 수 있고, "other_part::p12" 형식으로 다른 파트의 값을 참조하는 Interpart Expression도 가능하다. 피처의 Suppression 자체를 if(p10>100, 1, 0) 식으로 표현식 제어할 수도 있다.

> Tip: 모든 주요 치수는 의미 있는 이름(L_Shaft, D_Bore, T_Wall)으로 명명하라. p12 같은 자동 생성 이름만 남으면 몇 달 뒤 수정 시 추적이 불가능해진다.

Measure & Analysis

Measure Distance / Angle / Minimum Distance / Area / Volume / Weight
Analysis → Mass Properties로 질량·COG·관성 텐서 산출(재료는 Menu → Tools → Material → Assign Material).
Deviation Gauge: 두 면 사이 편차 컬러맵.
Draft Analysis: 사출 금형 경사 체크(녹색 OK, 빨강 Undercut).
Zebra Analysis: A급 서피스 연속성 검사.

Synchronous Modeling

2008년 NX 6에서 도입된 NX의 차별화 기능이다. 이력이 없는 "dumb geometry"(STEP 임포트, 타사 CAD) 면을 직접 밀고 당겨 편집하며, 피처 기반 모델 위에서도 동작한다. 다음과 같은 상황에서 특히 가치가 크다.

STEP/Parasolid/JT로 받은 타사 CAD 모델을 피처 트리 없이 수정
NX 3 시절에 만든 10년 된 레거시 파트의 치수 변경
다른 팀이 만든 복잡 파트를 간단히 고칠 때(보강 추가, 구멍 키우기)
Feature Suppress 없이 빠른 What-if 편집

핵심 명령

명령	경로	용도
Move Face	`Menu → Insert → Synchronous Modeling → Move Face`	면(또는 집합)을 이동, 인접 면 자동 확장/수축
Pull Face	`Menu → Insert → Synchronous Modeling → Pull Face`	면 형상을 유지한 채 돌출·삭감
Offset Region	`Menu → Insert → Synchronous Modeling → Offset Region`	선택 면 법선 오프셋
Replace Face	Replace Face	면을 다른 면으로 교체(평면→곡면)
Delete Face	Delete Face	면 삭제 + Heal 옵션으로 인접 면 연장
Resize Face	Resize Face	원통·구·원뿔 지름 변경
Resize Blend	Resize Blend	블렌드 반경 조정
Label Chamfer	Label Chamfer	Dumb 챔퍼를 파라메트릭으로 승격
Relate → Make Coplanar/Coaxial/Parallel/…	Relate 하위	관계형 구속
Copy/Cut/Paste Face	동일	면 잘라내기/붙여넣기
Group Face	Group Face	여러 면을 하나의 세트로 그룹화

Move Face 실전

Distance 모드: 화살표 드래그 또는 값 입력.
Direction 모드: Delta XYZ 또는 벡터 지정.
Angle 모드: 축 중심으로 회전 이동.
Point to Point 모드: 두 점을 연결.
Heal 체크: 이동 시 인접 면을 접선 연장으로 자동 복원(기본 체크 권장).
Project onto Plane: Move 결과를 특정 평면으로 투영.

Pull Face 실전

Pull Face는 면 윤곽을 Extrude처럼 돌출시키고, 음수 값을 주면 재료가 제거된다. 주변에 블렌드가 있으면 블렌드가 자동 재생된다.

> Tip: STEP 임포트 모델의 구멍 지름만 바꾸고 싶다면 Resize Face가 가장 빠르다. Edit Feature → Hole 재작업이 필요 없다.

Synchronous Modeling 주의사항

이력은 남지만 원본 피처가 없으므로 롤백이 어렵다. 작업 전 Save As로 백업을 남기는 습관이 필수.
복잡한 조합 면(스플라인·블렌드 교차부)에서는 Heal이 실패할 수 있다. Delete Face 후 Patch(Sheet)로 수동 마감하는 경로가 현실적이다.
NX 버전 차이로 동일 명령의 동작이 미묘하게 다르므로 팀 내 버전 동기화가 중요하다.

Freeform · Shape Studio · Class-A

Freeform 카테고리

명령	용도
Through Curves	단면 곡선 여러 개를 통과하는 Loft 서피스
Through Curve Mesh	가로×세로 격자 곡선 — 자동차 A 서피스 기본형
Swept(Advanced)	1~3 가이드 + 다단면 스윕
Studio Surface	가장 유연한 고급 서피스, G3 연속성
Ruled(N-side)	두 곡선 사이 직선 보간
Styled Blend	Rail·Tangent 제어가 있는 블렌드
Four Point Surface	4점 패치
Law Extension	엣지를 법칙(Law)으로 연장 — 항공 리딩엣지
Bridge Surface	서피스 간 연결(G0~G3)
N-sided Surface	다변(3~9) 채우기
Fill Surface	N-side 대체, 자동 연속성

Law Curve

Menu → Insert → Curve → Law Curve에서 선형·3차·정현파·스플라인 Law로 수식 기반 곡선을 정의한다. 임펠러 블레이드, 스크류, 나선 캠 설계에 주로 활용된다.

A-Surface 품질 분석

Zebra Analysis: 반사 스트라이프. G1에서는 줄이 연속, G2에서는 줄폭이 부드럽게 변한다.
Reflection Analysis: 가상 조명 반사로 금형 번쩍임을 시뮬레이션.
Highlight Line Analysis: 광원 투사 하이라이트.
Curvature Comb / Gaussian Curvature Map: 수치 + 컬러맵.
Deviation Check: 기준 서피스 대비 편차 측정.

Shape Studio(Industrial Design)

Realize Shape는 Sub-D 모델링 도구로, SolidWorks Power Surfacing이나 Rhino T-Splines와 포지션이 유사하다. Cage Mesh 박스를 push/pull로 조각하면 NURBS로 자동 변환된다.

서피스 → 솔리드 전환

Sew(Stitch): Menu → Insert → Combine → Sew. 여러 서피스를 결합, 닫힌 볼륨이면 자동으로 Solid가 된다.
Patch: 솔리드 면 일부를 서피스로 교체 — 금형 수정에서 상시 사용.
Thicken: 서피스에 두께 부여(판금 대안).
Trim and Extend / Trim Sheet: 서피스 잘라내기·연장.

> Tip: 자동차 외판은 "Class-A Studio Surface → Sew → Thicken → Sheet Metal"이 전형적 워크플로다. 2026년 현재 NX의 Class-A 품질은 Alias/ICEM과 비교해도 경쟁력이 있다.

실무 체크리스트

스케치는 기하 구속 먼저 → 치수 구속 나중 순서 유지
주요 치수는 의미 있는 Expression 이름으로 교체
Studio Spline Pole 수 최소화, G2 이상 목표
Edge Blend는 큰 반경 → 작은 반경 순서로 배치
STEP 임포트 수정 시 Resize Face / Move Face 우선 시도
Synchronous 작업 전 Save As 백업
A-Surface는 Zebra + Reflection + Curvature Comb 3종 분석 병행
자동차 외판 Pole 5~7개, G3 연속성 확인

참고 자료

NX Design Blog — https://blogs.sw.siemens.com/nx-design/
Synchronous Modeling Tips (Swoosh Tech) — https://www.swooshtech.com/2020/10/01/most-useful-synchronous-modeling-tools-move-delete-resize-face/
Freeform Modeling Walk-through — https://blogs.sw.siemens.com/nx-design/freeform-modeling-walk-through/
mechanicalengblog.com — https://mechanicalengblog.com/siemens-nx/
engineeringtechnology.org Surface Modeling — https://engineeringtechnology.org/engineering-graphics/cad-siemens-nx/nx-surface-modeling/
learnnx.com Freeform — https://learnnx.com/course/freeform/
Applied CAx Resources — https://www.appliedcax.com/resources/nx-cad/
docs.sw.siemens.com — https://docs.sw.siemens.com/

본 자료는 실무자 학습·참고 목적으로 편집된 요약이며, Siemens Digital Industries Software와 무관합니다. NX®는 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc.의 등록상표입니다.