SolidWorks 판금(Sheet Metal)·용접 구조물(Weldments)·Surface·Toolbox

SolidWorks · Sheet Metal · Weldments · Surface

개요

솔리드 모델링과는 별도로 판금·용접·서피스는 각각 독자적 워크플로와 사고방식을 갖는다. 판금은 굽힘과 전개도, 용접 구조물은 프레임 경로와 Cut List, 서피스는 자유곡면과 임포트 파일 수리에 특화되어 있다. 공통점은 "처음부터 해당 모드로 시작해야 한다"는 것이다. 솔리드로 적당히 만든 뒤 나중에 판금으로 변환하거나 서피스를 솔리드에 덧대는 접근은 결국 전개도·용접 비드·Knit 오류로 되돌아온다. 본 문서는 Base Flange/Edge Flange/Miter/Hem/Jog/Forming Tool/Flat Pattern, Structural Member/Gusset/End Cap/Weld Bead/Cut List, Boundary/Filled/Knit/Trim/Thicken, 그리고 Toolbox·Hole Wizard의 실무 운영을 정리한다. 파트 모델링 기초는 02-part-modeling.md를 참고.

1. Sheet Metal — 판금 설계

1.1 판금 설계 원칙

판금 파트의 핵심은 두께·굽힘반경·K-Factor가 자동 연동되어 최종적으로 Flat Pattern(전개도)이 정확히 뽑혀야 한다는 점이다.

재료 두께: 첫 Base Flange에서 결정되면 파트 전체에 동일 두께가 적용된다. 하나의 파트에 서로 다른 두께를 섞는 Multi-Thickness는 복잡도가 급증하므로 가능한 피한다.
굽힘 내반경: 재료·두께별 최소값을 준수해야 한다. 예로 3mm 이하 냉연강판에서 내반경 0.76mm(0.030인치)가 업계 관행이다. 이보다 작으면 크랙이 생기거나 금형 프레스 수명이 짧아진다.
K-Factor: 중립면 위치 비율로 전개 길이를 결정한다. 한국 현장에서는 0.33~0.50 범위에서 재료별로 시트를 보정한다. 기본값은 0.5를 쓰되, 정밀 판금은 공장 실측 테스트 후 값을 고정.

주의 솔리드로 만들어놓고 Insert → Sheet Metal → Convert to Sheet Metal로 넘기는 방식은 형상이 단순할 때만 통한다. 복잡한 플랜지 구조는 Base Flange부터 시작하는 것이 안전하다.

1.2 주요 Sheet Metal 피처

피처	역할
Base Flange / Tab	판금의 출발. 2D 닫힌 스케치에 두께를 부여하면 `Sheet-Metal`과 `Flat-Pattern` 히스토리가 자동 추가된다.
Edge Flange	기존 모서리에 수직 플랜지 추가. End Condition, Position(Material Inside/Outside 등) 지정.
Miter Flange	여러 모서리에 한 번에 연속 플랜지. 상자형 판금·케이스 제작에 유용.
Hem	모서리를 접어 이중화. Open / Closed / Tear Drop / Rolled. 안전·강성 목적.
Jog	한 피처로 두 번 굽힘해 계단식 오프셋 플랜지를 만든다.
Sketched Bend	평면 스케치의 직선을 따라 굽힘.
Corner/Bend Relief	굽힘 모서리의 응력 집중을 방지하는 릴리프. Rectangular / Tear / Obround.
Forming Tool	루버·엠보스·립 같은 스탬핑 피처. Design Library에서 드래그 앤 드롭.
Unfold / Fold	특정 굽힘만 일시 펼쳐 플랫 상태에서 Cut-Extrude 적용 → 다시 Fold.
Flat Pattern	전체 전개도. `Flatten` 토글로 즉시 확인, 도면에 Bend Line·Bend Note 포함 가능.

메뉴 경로 예: Insert → Sheet Metal → Edge Flange.

Tip Cut-Extrude를 판금 파트에 적용할 때는 PropertyManager의 Normal Cut을 체크한다. 굽힘면을 가로지르는 절단이 플랫 상태에서 재료 두께 방향에 수직으로 표현되어 레이저 가공 기준과 일치한다.

1.3 Gauge Table

공장이 실제로 사용하는 두께·굽힘반경·K-Factor를 Excel에 정리해 .xlsx 게이지 테이블로 SolidWorks에 등록한다.

경로 지정: Tools → Options → System Options → File Locations → Sheet Metal Gauge Table Folder.
Base Flange 생성 시 드롭다운에서 게이지 항목을 고르면 두께·반경·K-Factor가 일괄 반영된다.

Tip 공장별·재료별 게이지 테이블을 나누어 관리하면, 동일 부품을 다른 외주 업체에 발주할 때 테이블 전환만으로 전개 길이가 재계산된다.

1.4 판금 베스트프랙티스

하나의 파트 = 하나의 두께가 기본. Multi-Thickness는 예외적 상황에만.
가장자리·구멍 거리 ≥ 2.5 × 두께.
구멍-구멍 거리 ≥ 2 × 두께.
굽힘선-구멍 거리 ≥ 2.5 × 두께 + 굽힘반경. 이보다 가까우면 굽힘 시 구멍이 찌그러진다.
Flat Pattern 뷰를 도면에 반드시 하나 배치. 조립도용 입체뷰와 별도로 전개도를 준비해야 레이저 컷에 쓰인다.
Cut List로 재료·두께·전개 면적을 자동 수집해 BOM에 연결.

2. Weldments — 용접 구조물

2.1 기본 흐름

3D Sketch 또는 여러 2D Sketch를 조합해 프레임 경로를 그린다.
Structural Member 피처로 프로파일(각관·환봉·H-빔 등)을 경로에 적용한다.
Trim/Extend로 교차부를 정리한다.
필요한 위치에 Gusset(보강판), End Cap(마감판), Weld Bead(용접 비드)를 넣는다.
Cut List가 자동 생성되어 BOM·도면 자동화 근거가 된다.

메뉴 경로: Insert → Weldments → Structural Member.

2.2 Structural Member 사용 팁

지원 표준: ANSI, ISO, KS, JIS, GB, DIN.
타입: Square Tube, Rectangular Tube, Pipe, C-Channel, Angle(L), I-Beam 등.
Apply Corner Treatment 옵션: 교차부 자동 정리. End Miter, End Butt1, End Butt2 중 선택.
한 번의 Structural Member 피처에는 같은 프로파일만 적용한다. 프로파일이 섞이면 별도 피처로 분리.

Tip 프로파일 라이브러리는 <설치경로>\lang\<언어>\weldment profiles에 보관된다. 알루미늄 프로파일(Bosch Rexroth, Item, Misumi 등) 규격을 추가해두면 프레임 설계 속도가 크게 빨라진다.

Tip KS D 3530 같은 국내 규격 프로파일은 3DContentCentral, Misumi, Bosch Rexroth 사이트에서 .sldlfp 직접 다운로드 가능.

2.3 Trim/Extend·Gusset·End Cap·Weld Bead

Trim/Extend: Structural Member 교차부 정리. Trimming Boundary를 Face/Plane/Body 중 선택. Weld Gap 옵션으로 용접 간격 확보.
Gusset: 두 부재 사이 V형 보강판. Polygonal / Triangular 형상, 두께 지정.
End Cap: 개방 프로파일 끝에 평면 마감판. 두께와 오프셋 지정.
Weld Bead: 면-면 사이 용접 비드. Fillet Weld / Butt Weld. 2011 이후의 Cosmetic Weld Bead는 실제 솔리드 대신 그래픽으로만 표기되면서 Cut List에는 길이가 집계된다(파일 용량 절약).

2.4 Cut List — BOM 자동화

각 Structural Member 바디는 자동으로 Cut List Item으로 묶인다. Cut List 속성에는 Length, Angle1, Angle2, Total Length, Description, Material, Quantity가 기본 포함되고, 도장 코드나 표면처리 같은 커스텀 속성을 추가할 수 있다.

도면에 삽입: Insert → Tables → Weldment Cut List → 드라이브 뷰 선택 → 위치 지정.

Tip Cut List 서식은 .sldwldtbt로 저장해 신규 도면에서 재사용한다.

Tip 여러 Structural Member를 묶어 우클릭 → Create Sub-weldment. 조립 단위로 Cut List가 분리되어 용접 공정 순서를 정리하기 쉽다.

3. Surface 모델링

3.1 왜 서피스인가

자유곡면(자동차 외장, 가전 외관, 물병, 핸드피스 등)은 솔리드 피처만으로 표현하기 어렵다. 또 협력사에서 받은 STEP/IGES가 결실 면이나 자기 교차 때문에 솔리드 변환이 실패할 때, 서피스 툴로 파일을 수리해야 한다. 서피스 바디는 두께가 0이므로 최종적으로는 Knit(꿰매기) → Solid화 혹은 Thicken(두께 부여) 으로 마감한다.

3.2 주요 서피스 명령

명령	용도
Extruded/Revolved/Swept/Lofted Surface	솔리드 대응 피처의 서피스판.
Boundary Surface	4변 곡선망으로 면 생성. 양방향 연속성(Tangent/Curvature) 제어.
Filled Surface	닫힌 경계 내부를 패치로 채움.
Planar Surface	닫힌 2D 스케치 → 평면 면.
Offset Surface	기존 면에서 일정 거리 오프셋. 거리 0으로 면 추출에도 사용.
Ruled Surface	모서리에서 일정 방향/각도로 확장.
Knit Surface	여러 면을 하나의 Surface Body로 꿰맴.
Trim / Untrim Surface	도구 면으로 자름 / 트림 되돌리기.
Delete Face	면 삭제. Delete and Patch / Delete and Fill 옵션으로 자동 패치.
Extend Surface	면을 연장.
Thicken	면에 두께 부여해 솔리드화.

3.3 서피스 베스트프랙티스

Knit는 점진적으로. 한 번에 모든 면을 꿰매면 오류 원인을 찾기 어려우므로 2~3개씩 쌓아 올린다.
Check Entity(Tools → Check): 오픈 엣지, 최소 곡률반경, 짧은 엣지, 자기교차를 진단한다.
Construction Surface를 참조용으로만 두고 최종 바디와 섞지 않는다.
Filled Surface의 Boundary Condition을 Tangent 이상으로 설정하면 매끄러운 블렌드가 나온다.
Boundary Surface는 4변 곡선망을 요구해 Loft보다 결과가 깔끔하다. 단순 프로파일 연결은 Loft, 양방향 연속성이 필요한 블렌드는 Boundary.

3.4 Surface ↔ Solid 상호변환

솔리드 → 서피스: Offset Surface 거리 0, 또는 Delete Face에서 Delete and Patch 해제.
서피스 → 솔리드:

모든 면을 Knit해 닫힌 볼륨이 되면 자동 솔리드화.
Thicken으로 한쪽 또는 양쪽에 두께 부여.
Knit 피처의 Try to form solid 옵션 체크.

3.5 임포트 파일 수리

STEP/IGES 임포트 후 솔리드 변환이 실패하면 다음 순서로 대응한다.

Import Diagnostics 자동 실행 — Face Problems / Gap Problems 자동 수정 시도.
수동 수리: Fill Surface로 결실 면을 패치 → Knit → Thicken.
FeatureWorks 애드인으로 피처 인식 시도 — 수정 가능한 히스토리 트리가 재구성된다(복잡 형상은 성공률이 낮다).

주의 임포트 파일은 단위 오차(mm vs inch), 좌표 원점 차이, Tolerance가 현지 표준과 다르다. 변환 후 측정(주요 치수)으로 검증부터 할 것.

4. Toolbox — 표준 부품 라이브러리

4.1 Toolbox 기본 동작

Toolbox는 ANSI/ISO/KS/JIS/DIN/GB 표준에 맞춘 볼트·너트·와셔·베어링·키·기어를 드래그 앤 드롭으로 삽입하는 라이브러리다. SolidWorks Professional 이상에 포함된다.

4.2 Toolbox 부품 관리 옵션

옵션	설명	적합 환경
Create Parts	사용할 때마다 새 파일 생성	PDM 환경(개별 파일로 Revision 관리 가능)
Create Configurations	하나의 파일에 여러 Configuration	소규모 팀, 개인 작업

주의 PDM이 있는데 Create Configurations로 운용하면, 여러 사용자가 동일 파일의 Configuration을 동시 편집하며 Version 충돌이 자주 발생한다. PDM 환경에서는 Create Parts를 권장한다.

4.3 Toolbox 커스터마이징 베스트프랙티스

네트워크 경로에 Toolbox를 설치해 전 엔지니어가 동일 라이브러리를 참조.
초기 설치 직후 폴더 통째로 백업. 잘못 편집하면 되돌리기 어렵다.
Custom Standard 생성: 원본 ANSI/ISO를 복사해 Company_Standard로 분기한다. 원본은 절대 건드리지 않는다.
자주 쓰는 사이즈만 남겨 UI 단순화 → 선택 실수 감소.
Password 보호로 회사 표준 변조 방지. 단, 비밀번호 분실 시 복구 불가.
설치 폴더명에 연도 표기(SOLIDWORKS Data 2024). 버전 업그레이드 시 충돌 방지.

4.4 Toolbox 파일 오류 복구

Toolbox Settings → Database Upgrade로 자동 복구.
swBrowser.sldedb 손상 시 백업에서 복원.
최신 Toolbox 설치가 기존 파일 경로와 충돌하면 제거 후 재설치.

5. Hole Wizard

5.1 개요

메뉴 경로: Features → Hole Wizard. 표준 구멍을 규격대로 생성하고 Hole Callout과 자동 연동된다.

지원 타입: Counterbore, Countersink, Hole, Straight Tap, Tapered Tap, Legacy Hole, Counterbore Slot, Counterbore Countersink Slot, Slot.

5.2 베스트프랙티스

구멍 위치는 2D Sketch 점으로 지정하는 것이 가장 편집성이 높다. Center Mark 배치 → Smart Dimension.
Advanced Hole: 한 구멍이 층별로 다른 직경·깊이를 가질 때 사용(예: 상부 카운터보어 + 하부 탭).
커스텀 표준이 필요하면 Hole Wizard Standard를 회사 기준으로 수정해 Toolbox와 함께 네트워크 배포.

Tip Hole Wizard 구멍은 도면 Hole Callout과 1:1 연결되므로, 가능한 모든 구멍을 Hole Wizard로 만드는 것이 장기적으로 도면 품질을 높인다. Legacy Hole이나 일반 Cut-Extrude 구멍은 Hole Callout 정확도가 떨어진다.

실무 체크리스트

판금 파트는 Base Flange로 시작했는가
재료 두께·굽힘반경·K-Factor가 공장 실측값과 일치하는가
Gauge Table이 공장별로 등록되어 있는가
굽힘선-구멍 거리가 최소 규칙을 충족하는가
Flat Pattern 도면 뷰가 포함되어 있는가
Cut-Extrude에 Normal Cut 옵션이 적용되었는가
용접 구조물 경로 스케치가 가능한 2D로 분리되어 있는가
Structural Member Corner Treatment가 생성 시 지정되었는가
Cut List 속성(Length/Angle/Material)이 채워져 있는가
서피스 Knit 후 오픈 엣지를 Check Entity로 확인했는가
임포트 파일은 Import Diagnostics 통과 후 주요 치수를 재검증했는가
Toolbox는 네트워크 경로에 있고 백업이 있는가
Hole Wizard로 만든 구멍과 Legacy Hole이 섞이지 않았는가

참고 자료

SOLIDWORKS Help — Sheet Metal
SOLIDWORKS Help — Weldments
SOLIDWORKS Help — Surface Modeling
SOLIDWORKS Help — Toolbox
SOLIDWORKS Help — Hole Wizard
3DContentCentral — 제조사 제공 라이브러리 다운로드
Misumi Technical Library — 프로파일·체결 부품
Bosch Rexroth MGE Configurator — 알루미늄 프로파일
SOLIDWORKS Help — Sheet Metal Gauge Table

본 자료는 실무자 학습·참고 목적으로 편집된 요약이며, Dassault Systèmes SolidWorks Corporation과 무관합니다. SOLIDWORKS®는 Dassault Systèmes의 등록상표입니다.