[기고] SOLIDWORKS를 활용한 야구공 Modeling 노드데이타 조수연 대리 최교식 기자입력 2019-04-12 09:00:45

들어가며
우리나라에는 다양한 스포츠 리그가 있는데, 여러분들은 어떤 스포츠를 가장 좋아할까? 구기 종목 중에서는 아마 관객을 가장 많이 동원하는 야구가 가장 인기있는 종목이라고 생각한다. 혹시 SOLIDWORKS를 활용해서 야구공을 모델링해 볼 생각을 한 적이 있나? SOLIDWORKS의 다양한 기능을 활용해서 야구공을 같이 모델링 해보자.

 

첫 번째 l 야구공! 어떻게 생겼나? 
야구를 보러 다니는 것은 좋아하지만, 야구공을 만져본 적은 많지 않다. 그래서 야구공을 제대로 모델링 해보기 위해 야구공은 어떻게 생겼는지 찾아보았다. 겉으로 보기에는 매우 단순해 보였다. 하지만 야구공은 한 개의 재질로 된 것이 아니라, 여러 겹으로 만들어져 있다는 사실을 알았다. 그래서 각 레이어별로 모델링을 하고, 어셈블리를 해 보았다. 야구공은 내핵의 위치에 코르크가 있고 그 외부를 고무, 섬유 등으로 감싼 다음, 소가죽으로 마무리 한 제품이다.

 

이제 SOLIDWORKS의 기능을 활용하여 야구공의 바깥 가죽 부분을 표현해 보도록 하자.

 

두 번째 l SOLIDWORKS의 기능을 활용한 야구공 Modeling
먼저 야구공의 껍질을 보자. 야구공의 외벽은 두 장의 소가죽으로 연결되어 있다. 먼저 둥글게 만들어둔 형상을 분할 시켜 보자. 분할하는 형태를 쉽게 그리기 위해 기준 스케치를 그려준다. 각 기준면에서 구와 연결되는 직선을 그어주고, 윗면에는 정 사각형을 그려준다.


다음으로 각 선분의 꼭지점을 연결하는 곡선을 그려서 표현하고자 한다. 다양한 곡선의 기능 중 곡면 위에서 바로 작업이 가능한 ‘곡면 위 자유 곡선’ 기능을 활용했다. 스케치 > 자유곡선 > 곡면 위 자유곡선은 디자인 작업 시 많이 사용되는 곡선 기능 중 하나다. 2D 스케치의 작업 방식처럼 특정한 면을 선택하여 선을 그리는 것이 아니라, 3D 상에서 구의 형태의 겉 면에 바로 자유곡선을 표현 해 주면 된다. 미리 그려둔 스케치의 끝 점을 연결하여서 곡선을 그려주고, 길이와 방향은 각 축에 평행한 방향으로 구속을 표현했다.

 

야구공 내부 모습(사진. SOLIDWORKS)

 

이제 이렇게 그린 자유곡선을 기준으로 외부의 면을 분리했다. 기능은 ‘분할선’ 기능을 활용했다. 분할선을 선택한 후 자유곡선으로 그린 3D 스케치와 공의 구 면을 선택해 주면 선을 기준으로 면이 나눠서 작성이 된다.

 

곡면 위 자유곡선 기능을 활용하여 야구공의 구간 형성(사진. SOLIDWORKS)

 

다음으로 서로 연결 되는 부분에 실로 스티치를 표현 해보자. 이 실은 ‘시옷’ 모양으로 나타나 있다. 분할선 위치에 맞게 보조선을 그려, 기울어진 평면을 만들고 그 위에 스케치를 그렸다.  ‘투영곡선’의 기능을 활용해 만들어진 스케치를 구의 표면에 투영시켰다. 곡선>투영곡선 기능은 스케치와 면을 선택하면 면 위에 선택한 스케치가 투영되어 나타난다.

 

면과 스케치를 활용한 투영곡선(사진. SOLIDWORKS)

 

다음으로 이 투영곡선을 따라 실의 두께를 표현 해보자. 여기서는 ‘스윕’ 의 기능을 활용하면 된다. ‘스윕’이란 경로를 따라 일정한 단면의 형상이 유지되어 표현되는 피처 기능이다. 이때 단면의 형상이 ‘원형’인 경우 스윕 옵션에서 ‘원형 프로파일’로 선택하여 간단히 반경만 입력 해 주면 된다. 실의 두께를 입력해주면 시옷의 형상이 화면에 나타난다.

 

투영곡선을 스윕의 ‘원형 프로파일 옵션을 활용하여 실 표현(사진. SOLIDWORKS)


여기서 실이 빠져 나오고 들어가는 위치에 대해 연결되는 라인은 어떻게 표현할까 고민했었다. 여기서 ‘돔’ 기능을 활용해 보았다.  삽입 > 피처 > 돔 기능은 선택한 면에서 중심점을 기준으로 높이만큼 면이 연장되어 나타나는 기능이다. 단순하게 구의 형태로만 표현 되는 것이 아니라 연장하여 표현이 가능하다. 스윕의 끝 면을 선택하여 돔으로 연장하면 실이 나오는 선처럼 끝이 뾰족하게 표현 된다. 양 쪽을 같이 표현 해주면 실로 꿴 듯한 표현이 나타나게 된다.

 

돔 기능으로 스티치의 끝부분 표현(사진. SOLIDWORKS)

 

이제 한 개만 만들어둔 실 스티치 부분을 여러 개로 표현해 보도록 하자. SOLIDWORKS에는 다양한 패턴의 기능이 있다. 그 중 곡선을 따라 피처가 표현되게 하는 ‘곡선 이용 패턴’을 사용해 보고자 한다. 삽입 > 패턴/대칭 복사 > 곡선 이용 패턴을 실행한다. 앞에서 만들었던 ‘분할선’을 모서리 선으로 지정해 주고 ‘곡선에 접합’ 옵션을 체크해 준다. 연속된 실의 스티치 표현을 위해 ‘스윕’ 피처와 양쪽 ‘돔’ 피처를 추가 한다. 야구공의 실밥의 개수는 108개로 정해져 있으니, 패턴의 인스턴스 수를 108개로 추가하여 작성해 주면 이젠 그럴싸한 야구공의 외형이 만들어 진다. 곡선 이용패턴을 잘 활용하면 다양한 디자인의 제품을 표현 할 수 있다.

 

곡선 이용 패턴을 활용하여 야구공의 스티치 중복 표현(사진. SOLIDWORKS)

 

마지막으로 야구공을 보면 구단의 로고가 그려져 있는 것을 볼 수 있다. 만든 야구공 모델링에 음각으로 글자를 넣어보자. 간단히 정면에 ‘글자 스케치’를 활용하여 글자를 표현한다. 글자 스케치는 기준 선을 어떻게 그리느냐에 따라 글 배치를 다양하게 보여줄 수 있다. 먼저 호를 그려준 후 기준을 따라 글자를 배치하여 둥그런 모양으로 글씨를 배치해 보았다. 

 

문자 스케치로 로고 스케치 작성(사진. SOLIDWORKS)


‘곡면 포장’ 기능을 활용하면 글자나 로고 등을 면에 표현 할 수 있다. 삽입 > 피처 > 곡면 포장을 실행하여 원하는 포장 유형을 선택해 준다. 양각, 음각 또는 경계선만 표현 할 수 있다. 다음으로 포장 방법을 선택한다. 면은 원통 면뿐만 아니라, 다양한 곡면에 표현이 가능하다. 글자가 표현되어야 하는 면을 선택해 주고, 음각의 깊이를 입력 하면 완성된다.

 

음각으로 야구공 바깥 면에 글자 표현(사진. SOLIDWORKS)


마무리

 

완성된 야구공 형상(사진. SOLIDWORKS)


여기까지 다양한 SOLIDWORKS의 기능을 활용하여 인기 구기 종목의 야구공을 Modeling 해 보았다. SOLIDWORKS를 활용하면 단순히 설계를 하는 것뿐만 아니라, 소소하지만 재미난 기능들로 다양한 표현을 해 볼 수 있다. 여러분이 만들고 싶은 다양한 디자인을 SOLIDWORKS를 활용해 보면 좋겠다. 조금 더 자세한 내용은 네이버 티비의 ‘노드데이타 ND TV’에서 확인할 수 있다.

최교식 기자
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