GD & T의 기본
현대 제조에서 3D 스캐닝 기술은 부품을 설계하고 품질이 제어되는 방식을 빠르게 변형시키고 있습니다.
수년 동안 작동 해 온 장비에서 중요한 구성 요소를 교체 해야하는 시나리오를 상상해 보지만 불행히도 원래 디자인 도면을 더 이상 사용할 수 없습니다.
이 조합을 사용하면 부품의 기능을 재현 할 수있을뿐만 아니라 현대적인 제조 공정을 충족하도록 설계를 최적화 할 수 있습니다. 이 기사는 GD & T의 기본 개념과 정의를 안내하고 GD & T를 업계에서 3D 스캔과 통합하는 이점을 탐색 할 것입니다.
GD & T는 무엇입니까?
기하학적 차원 및 관용 (GD & T)은 상징 및 표준화 된 규칙을 통해 제품 기능의 차원, 모양, 방향 및 위치를 정확하게 정의하는 데 사용되는 전 세계적으로 인식 된 엔지니어링 언어입니다.
기술 도면 또는 3D 모델을 통해 설계, 제조 및 품질 관리 팀을 설계하는 설계 의도를 전달합니다. GD & T는 여전히 기능적 요구를 충족시키면서 더 넓은 공차 요구 사항을 허용함으로써 제조 비용을 줄이는 데 도움이됩니다.
GD & T의 목표는 제조 공정에서 오류를 최소화하고 가장 바람직하지 않은 조건에서도 부품을 올바르게 조립하고 올바르게 작동 할 수 있도록하는 것입니다.
GD & T는 1940 년대 엔지니어 Stanley Parker가 만든 전통적인 공차 시스템의 한계를 해결하기 위해 만들어졌습니다. 현대 제조의 핵심 언어로 빠르게 진화했습니다.
GD & T는 ASME Y14.5 및 ISO 1101과 같은 국제 표준 세트를 통해 정의되며, 이는 현대 공학 관행과 일치하도록 정기적으로 업데이트됩니다.
ASME 표준은 주로 미국에서 사용되지만 ISO 표준은 다른 국가 및 지역에서 널리 적용됩니다.
GD & T의 사용은 제품 설계 및 생산을 최적화 할뿐만 아니라 연구, 프로세스, 제조 및 품질 관리 부서 간의 오해를 줄여 팀과 국경에 걸쳐 효과적인 협업을 보장합니다.
GD & T는 어떻게 작동합니까?
기술 도면이 제조 바닥으로 전송되는 시나리오를 상상해 보지만 부품의 기하학적 특징과 공차와 관련하여 설계자와 작업자 사이에 오해가 있다고 상상해보십시오. 이것은 상당한 폐기물이나 재 작업으로 이어질 수 있습니다.
기하학적 차원 및 공차 (GD & T)는 이러한 통신 장벽을 해결하도록 특별히 설계되었습니다.
GD & T는 표준화 된 언어를 사용하여 부품의 기능과 공차에 대해 명확하고 일관되게 의사 소통 할 수있는 디자이너에서 제조업체에 이르기까지 팀의 모든 사람이 팀의 모든 사람이 할 수있는 상징적 언어입니다.
GD & T는 기하학적 특성 및 공차 범주를 사용하여 부품의 각 제어 된 기능을 정의합니다. 또한 기준 기준 (포인트, 선 및 평면 등)을 참조 지점으로 소개하여 다른 기능을 이러한 데이텀과 연결합니다.
이 접근법은 오해를 줄일뿐만 아니라 추측을 제거하여 제조 프로세스를 더 매끄럽게 만듭니다. 예를 들어, 부품의 높이 공차는 사양을 충족 할 수 있지만 표면이 충분히 평평하지 않으면 실제로 사용할 수 없습니다.
GD & T는 표면 평탄도 내성을 제어하여 설계 의도가 제조 단계로 정확하게 전달되도록합니다.
또한 GD & T는 최대 재료 조건 (MMC) 및 최소 재료 조건 (LMC)과 같은 개념을 사용하여 엔지니어가 극한 공차 조건 하에서 부품이 여전히 조립되고 기능할지 여부를 평가할 수 있도록 도와줍니다.
예를 들어, 체인 링크를 설계 할 때 GD & T는 공차 스택의 영향을 설명하므로 누적 오류로 인한 전체 길이 편차가 방지됩니다.
기존 고정 에지 위치 대신 관련 위치 방법을 사용함으로써 GD & T는 어셈블리의 정밀도를 크게 향상시킵니다.
GD & T 기호의 유형
기하학적 차원 및 공차 (GD & T)는 엔지니어링 도면의 부품 기능을 정확하게 설명하는 데 사용되는 기호 시스템입니다. 이 기호는 기능에 따라 분류되며 다음 유형으로 나뉩니다.
1. 형식 공차
이들은 기능의 형상 정확도를 제어합니다.
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 스트레이트 니스 | 요소의 직선을 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 평탄 | 표면의 평탄도를 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 둥글 원형 | 크로스 섹션의 둥근 성을 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 원통형 | 기능의 원통형 모양을 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
2. 오리엔테이션 공차
이들은 데이텀에 대한 특징의 방향을 제어한다.
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 병행 | 기능이 데이텀과 평행하게 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 수직 | 기능이 데이텀에 수직으로 보장합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 모남 | 피처가 기준에 지정된 각도인지 확인 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
3. 위치 공차
이들은 기능의 위치 정확도를 제어합니다.
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 위치 | 기능이 지정된 위치에 있는지 확인합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 동심성 | 기능의 축이 Datum Axis와 정렬되도록합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 대칭 | 기능이 데이텀에 비해 대칭인지 확인합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
4. 프로파일 공차
이들은 복잡한 곡선이나 표면의 형상 정확도를 제어합니다.
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 라인의 프로필 | 2D 크로스 - 섹션의 모양을 제어합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 표면의 프로파일 | 3D 표면의 모양을 제어합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
5. 런아웃 공차
이들은 회전 기능의 오류를 제어합니다.
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 라인의 프로필 | 2D 크로스 - 섹션의 모양을 제어합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
 | 표면의 프로파일 | 3D 표면의 모양을 제어합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
6. 데이텀 기호
데이텀 포인트, 선 또는 평면을 나타내는 데 사용됩니다
| 상징 | 공차 유형 | 설명 | 기준 |
 | 데이텀 참조 | 기준 위치를 표시합니다 | ASME Y14.5 / ISO 1101 |
7. 기능 제어 프레임
기능 제어 프레임 (FCF)은 도면에서 기하학적 공차를 지정합니다. 가장 왼쪽 상자는 제어 된 특성 (예 : 위치)을 나타냅니다.
두 번째 상자는 공차 영역 모양 (예 : 직경) 및 수치 공차를 보여줍니다. 인접 상자는 Datum 참조를 나열합니다 (예 : 예에서 B 및 C).
선택적 기능 수정자는 다음과 같습니다.
● m: 최대 재료 조건 (MMC)
● l: 최소 재료 상태 (LMC)
● u: 불평등 한 양측 내성 (예 : - 0.20mm/+0.80mm)
● p: 투영 된 공차 영역
GD & T가 왜 그렇게 중요한가요?
개선 된 조립 품질
전통적인 공차 방법은 정확한 개별 부품을 설계 할 수 있지만 어셈블리 중에 부품 간의 적절한 상호 작용을 보장하지는 않습니다. GD & T는 더 큰 어셈블리 내에서 부품을 정확하게 맞추기 위해보다 효율적인 접근 방식을 제공합니다.
예를 들어, 커넥팅로드는 피스톤 및 크랭크 샤프트와 올바르게 통합 될 때 선형 움직임을 회전 운동으로 변환하는 기능 만 기능합니다. 열악한 어셈블리는 전체 구성 요소의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. GD & T는 부품 통합 및 적합을 보장하여 어셈블리 품질을 향상시킵니다.
단순화 된 의사 소통
GD & T의 기하학적 공차 기호는 명확하고 간단한 규칙, 정의 및 용어로 보편적으로 이해됩니다. 이 표준화를 통해 엔지니어와 디자이너는 설계 의도를보다 효과적으로 전달하여 통신 오류를 줄일 수 있습니다.
시간과 비용 절감
디자인이 의도 된 기능을 충족하지 않으면 자원과 시간을 낭비하여 여러 개정판이 필요할 수 있습니다. GD & T는 적절한 공차를 설정하고 스크랩 속도를 줄임으로써 제조 복잡성을 최적화하여 설계 비용 - 효율성 및 효율성을 증가시킵니다.
이 기호는 다른 엔지니어가 품질 보증을 이해하는 직관적 인 방법을 제공하여 팀이 치수와 공차 사양을 빠르게 파악하여 협업을 향상시킬 수 있습니다.
최대 수익률 및 비용 효율성
GD & T는 더 넓은 공차 범위를 허용하여 제조 및 검사 복잡성을 줄임으로써 비용을 절약 할 수 있도록 도와줍니다. 많은 프로젝트의 경우 추가 허용 수당을 제공하여 경제적 이점을 더욱 향상시킵니다.
- GD & T 및 3D 스캔에 대한 깊이 논의
3D 스캐닝 기술과 GD & T (GD & T)의 조합은 측정 효율성과 정확성을 향상시킬뿐만 아니라 제조업의 설계 및 품질 관리에 대한 전통적인 접근 방식을 변화 시켰습니다.
이 통합은 복잡한 부품 설계, 생산 및 검사 단계에서 이점을 제공합니다.
1. 정밀 제조의 피할 수없는 조합
As product complexity increases, traditional measurement methods often fail to meet high precision requirements. For example, in industries like 항공 우주 and medical devices, parts may require tolerances as fine as micrometers.
GD & T는 치수와 공차에 대한 통일 된 정의를 제공하는 반면 3D 스캔은 부품의 전체 기하학적 데이터를 빠르게 캡처 할 수 있으므로 측정 결과가 실제 세계 제조 시나리오를 반영 할 수 있습니다.
실제 응용 프로그램 :
● Aerospace Engine Turbine Blades: 터빈 블레이드전통적인 측정 기기가 완전히 커버하기 위해 노력하는 복잡한 모양을 가지고 있습니다. GD & T와 3D 스캔을 결합하면 표면 모양, 프로파일 및 대칭을 신속하게 검증 할 수 있습니다.
● 자동차 산업: Parts such as 기어 박스 하우징 및 엔진 블록 have strict fit requirements. With 3D scanning, it becomes easier to verify whether parts meet the GD&T specifications.
2.보다 효율적인 내성 평가
전통적인 수동 측정 방법은 고정 고정구 및 검사 장비에 의존하며 복잡한 공차 (예 : 위치 및 형태 공차)는 평가하는 데 상당한 시간이 걸립니다.
매우 복잡한 부품은 여러 장치를 함께 측정해야하며 프로세스 복잡성과 비용을 추가해야 할 수 있습니다.
GD & T 및 3D 스캔 솔루션 :
● 전체 자동화 :By using 3D scanners like KSCAN - 마법 to capture point cloud data, combined with specialized software (such as PolyWorks, Geomagic Control X, etc.), GD&T features can be automatically recognized, generating complete inspection reports.
● 빠른 분석 :Tolerance evaluation results are displayed visually on 3D 모델, 편차 영역과 실제 값을 강조하여 엔지니어가 문제를 신속하게 식별 할 수 있도록 도와줍니다.
3. 역 엔지니어링 및 디지털 제조 지원
● Capturing Existing Part Data: CAD 모델 또는 디자인 도면을 사용할 수없는 경우 3D 스캔은 부품의 기하학적 데이터를 빠르게 생성 할 수 있습니다. 이를 GD & T와 결합하여 주요 설계 매개 변수 및 공차 요구 사항을 도출 할 수 있습니다.
● 설계 최적화 :GD & T 표준은 재 설계 프로세스를 최적화하기 위해 적용하여 새로운 설계가 제조 요구 사항에 더 잘 맞도록 할 수 있습니다.
디지털 제조 확장
● 디지털 트윈 :3D 스캔 및 GD & T 표준을 사용하면 제조 공정에서 실제 시간 모니터링 및 피드백을 지원하기 위해 부품의 디지털 트윈을 만들 수 있습니다.
●Smart Factories: 스캔 데이터를 스마트 제조 시스템과 통합함으로써 온라인 검사를 달성하여 인적 오류를 줄이고 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
4. 비용 절감 및 효율성 증가
GD & T 및 3D 스캐닝 기술을 사용하면 측정 및 검사에 필요한 시간을 크게 줄여서 특수 검사 장비에 대한 의존성을 줄일 수 있습니다.
검사 프로세스의 자동화는 인간 오류를 줄이고 스크랩 속도와 재 작업을 효과적으로 낮추는 것입니다. 신제품 시험 단계에서 3D 스캔은 검사 보고서를 신속하게 생성하여 설계 문제를 식별하고 공차를 즉시 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
대량 생산에서 스캐닝 장비를 GD & T 분석 소프트웨어와 통합하면 각 부품의 실제 시간 모니터링이 가능하여 생산의 일관성과 품질을 보장합니다.
5. 데이터 - 구동 품질 관리
데이터 및 GD & T 검사 결과는 디지털 파일로 저장되어 향후 분석 및 추적 성을 촉진 할 수 있습니다. 빅 데이터 분석 도구를 통합하여 회사는 제조 프로세스에서 장기 품질 문제를 식별하고 워크 플로우를 더욱 최적화 할 수 있습니다.
또한 검사 데이터는 곰팡이 마모 또는 프로세스 편차와 같은 생산 공정에서 체계적인 오류를 나타내므로 생산 라인을 개선하기위한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
요약
GD & T 및 3D 스캐닝 기술의 통합은 부품 품질을 개선하고 제조 공정 최적화 및 비용과 폐기물을 줄이는 강력한 도구 세트를 제공합니다.
이 조합은 전통적인 제조의 효율성을 향상시킬뿐만 아니라 스마트 제조 및 디지털 혁신을위한 기초이기도합니다.
미래에는 고급 제조 및 정밀 엔지니어링 분야에서 필수 불가결 한 핵심 기술이 될 것입니다.
