솔리드웍스 전문가가 알려주는 스프링 모델링 – 나선형 곡선과 스윕 피처 완벽 가이드

 

스프링(Spring)은 기계 설계에서 필수적인 부품 중 하나로, 완충 작용과 탄성 복원을 위한 다양한 기계 시스템에서 사용됩니다.

솔리드웍스(SOLIDWORKS)를 활용하면 나선형 곡선과 스윕 피처를 조합하여 정확한 형상의 스프링을 쉽고 빠르게 모델링할 수 있습니다.

이번 글에서는 스프링 모델링의 개념부터 실전 제작 방법까지 모델링 파악하기, 나선형 곡선 작성하기, 스윕 피처 적용하기의 순서로 설명해 드리겠습니다.

 

 

 

1. 모델링 파악하기

1.1 스프링 모델링의 개념

스프링은 기본적으로 코일(Helix) 형태의 곡선을 따라 원형 단면이 연속적으로 연결된 구조입니다.

스프링 모델링을 위해 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다.

코일 직경: 스프링 전체의 외경

와이어 직경: 스프링을 구성하는 금속선(철사)의 두께

피치(Pitch): 한 바퀴 회전할 때 높이 증가량

스프링 길이: 전체 길이

 

1.2 솔리드웍스에서 스프링을 만드는 과정

나선형 곡선(Helix Curve) 작성

스윕 피처(Sweep Feature)로 와이어 형상 생성

필렛 및 모따기 적용하여 마무리

이제 단계별로 실전 적용 방법을 알아보겠습니다.

 

 

 

2. 나선형 곡선 작성하기

2.1 나선형 곡선(Helix and Spiral) 개념

스프링의 형태를 정의하는 가장 중요한 요소는 나선형 곡선(Helix)입니다.

이 곡선은 베이스 원을 따라 회전하면서 특정 높이만큼 상승하는 형태로, 스프링의 피치와 직경을 설정하는 역할을 합니다.

 

2.2 실전 활용 방법

스케치 평면 선택

Front Plane(정면 평면) 또는 Top Plane(상단 평면)을 선택합니다.

기준 원(Base Circle) 스케치

Circle(원) 도구를 사용하여 스프링의 바깥지름을 설정합니다.

예를 들어, 직경 50mm로 설정하고 스케치를 종료합니다.

 

나선형 곡선 생성

Features(피처) → Curves(곡선) → Helix and Spiral(나선형 및 나선곡선) 메뉴를 클릭합니다.

피치(Pitch)와 회전 수(Turns)를 설정하여 원하는 형태의 스프링을 생성합니다.

피치: 10mm

회전 수: 10

시작 각도: 0°

 

곡선 생성 확인

생성된 나선형 곡선(Helix)이 스프링 형상에 맞는지 확인합니다.

 

 

 

3. 스윕 피처 작성하기

3.1 스윕 피처(Sweep Feature)란?

스윕 피처는 하나의 단면(Profile)이 특정 경로(Path)를 따라 이동하며 형상을 생성하는 기능입니다.

스프링 모델링에서는 나선형 곡선을 경로(Path)로, 원형 단면을 프로파일(Profile)로 사용하여 스프링 형상을 만듭니다.

 

3.2 실전 활용 방법

스프링 와이어의 단면(프로파일) 스케치

나선형 곡선의 시작점(Helix의 Base Point)에 평면을 추가합니다.

이 평면에서 Circle(원)을 그려 와이어의 직경(예: 5mm)을 설정합니다.

스케치를 종료합니다.

 

스윕(Sweep) 적용

Features(피처) → Sweep Boss/Base(스윕 돌출)을 선택합니다.

프로파일(Profile)로 원형 단면을, 경로(Path)로 나선형 곡선을 선택합니다.

확인을 눌러 스프링 형상을 생성합니다.

 

완성된 스프링 모델 확인

와이어 직경, 스프링 직경, 피치 등이 원하는 형태로 적용되었는지 확인합니다.

필요하면 스프링의 회전 수를 조정하여 최적의 형태로 수정합니다.

 

 

 

4. 마무리 및 최적화

4.1 스프링의 끝부분 정리

스프링의 양쪽 끝을 평평하게 만들기 위해 단차 추가 또는 컷 피처 적용

필요하면 Fillet(필렛) 또는 Chamfer(모따기) 적용하여 부드러운 마감 처리

 

4.2 재질(Material) 적용

스프링의 강도와 외관을 설정하기 위해 재질을 추가

탄소강(Carbon Steel), 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 등 실제 사용하는 스프링 재질 적용 가능

 

 

 

5. 결론

이번 가이드를 따라 하면 솔리드웍스에서 정밀한 스프링 모델링을 쉽게 수행할 수 있습니다.

나선형 곡선을 활용하여 스프링의 기본 형상을 설정하고, 

스윕 피처를 통해 와이어 형상을 생성하면,

실제 기계 설계에 적용 가능한 완벽한 3D 스프링 모델이 완성됩니다.

스프링은 자동차 서스펜션, 기계 장치, 전자 부품 등 다양한 분야에서 활용되므로, 연습을 통해 모델링 실력을 높여 보세요!

 

2025.02.27 - [솔리드웍스] - 솔리드웍스 전문가가 알려주는 축(shaft) 부품 작성법 – 기본부터 완성까지

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