3 d 프린팅 전문과정(이지영)

3D 프린팅 전문과정 - Autodesk 123D -

2015. 10. 2~4

이 지 영

3D프린팅 강사양성 과정

목차

• 정의

• 역사

• 종류

• 프로세스 –모델링 : 교육과정

–프린팅

–마감

• 모델링 예

• 제언

정 의

• 3차원 인쇄(3D printing) 는 연속적인 계층의 물질을 뿌리면서 3차원 물체를 만들어내는 제조 기술이다.(1984년 개발)

• 3차원 프린터는 밀링 또는 절삭이 아닌, 기존 잉크젯 프린터에서 쓰이는 것과 유사한 적층 방식으로 입체물로 제작하는 장치를 말하며, 컴퓨터로 제어되기 때문에 만들 수 있는 형태가 다양하고 다른 제조 기술에 비해 사용하기 쉽다.

• 단점으로는 현재 기술로는 제작 속도가 매우 느리다는 점과, 적층 구조로 인해 표면이 매끄럽지 못하다는 점 등이 있다.

• 3차원 인쇄 기술은 제3의 산업혁명으로 불리며, 산업 전반에 걸쳐 제조 기술의 큰 변화를 가져올 것으로 예상되고 있다.

위키백과(https://ko.wikipedia.org)

3D 프린팅의 역사 • 1984 : 3D Systems사 Charles Hull이 SLA 방식 3D 프린터 최초 개발

• 1986 : SLA 방식 특허 획득

• 1988 : SLA 방식 첫 상용화, LOM 방식 특허 획득

• 1989 : SLS 방식 특허 획득

• 1990 : FDM 방식 첫 상용화

• 1992 : FDM 방식 특허 획득, SLS 방식 개발, SLA 방식 Layer by

Layer 방법으로 파트 완성

• 1993 : MIT에서 3차원 프린팅 기술(잉크젯 기반) 특허 획득, 3DP 방식

• 1996 : 스타라타시스 "Genisys", 3D Systems "Actua2100", Z

Corporation "Z402" 출시

• 2002 : 3 차원 KIDNEY 동작

• 2005 : 첫 고선명 컬러 3D 프린터인 Z Corporation "Z510" 출시,

RepRap의 오픈소스 기반 3D 프린터 소개

• 2006 : SLS 방식 제조 대량 커스텀화, Objet사에서 다양한 재료를 프

린팅 가능한 제품 출시

• 2008 : RepRap에서 첫 Self-Replicating 프린터 릴리즈, Shapeways의

DIY 서비스

• 2009 : MakerBot 3D 프린터 DIY Kit 시장에 출시

• 2010 : Southampton 대학 기술자들이 세계 최초 3D 프린터로 제작

한 시험용 비행체 비행 성공

• 2011 : 세계 최초 3D 프린터로 제작한 자동차 소개

• 2012 : 네덜란드에서 3차원 프린터로 인공턱 구현, FDM 방식 특허 20

년 기간 만료 대중화 진입 촉진

• 2013 : 줄기세포 기반 3D 프린터 인공장기 소개, 권총 3D CAD 도면

인터넷 업로드(다운로드)

• 2014 : SLS 방식 특허기간 만료로 FDM 방식과 같이 대중화에 많은 기

여 예상 http://domzking.blogspot.kr/2015/03 http://3dprintingindustry.com

종류 Type Technologies Materials

압출 가공 압출 적층 조형(FDM)

열가소성 수지 (e.g. PLA, ABS), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), eutectic

metals(공융 금속), edible materials(식용 물질)

실 EBF3 대부분의 금속 합금

알갱이

직접 금속 레이저 소결 (DMLS) 대부분의 금속 합금

전자빔 용해 (EBM) 티타늄 합금들

선택적 레이저 용해 (SLM) 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금, 스테

인레스강, 알루미늄

선택적 열 소결 (SHS) 열가소성 수지 분말

선택적 레이저 소결 (SLS) 열가소성 수지, 금속 분말, 세라믹 분

말

잉크젯 헤드와 분말 상자기반 3D 프린팅, 석고기반 3D 프린팅 Plaster-ba

sed 3D printing 석고

적층 적층 제조 방식 (LOM) 종이, 금속박, 플라스틱 필름

광 중합 입체석판인쇄 (SLA)

광경화성 수지 디지털 빛 과정 (DLP)

https://ko.wikipedia.org/wiki

종류

광조형(SL) 디지털광처리(DLP)

레이저 소결 압출(FDM)

http://3dprintingindustry.com

종류

잉크젯(바인더분사/재료분사)

선택적 증착 적층(SDL) EMB

http://3dprintingindustry.com

프로세스

• 모델링 : 교육과정

• 프린팅

• 마감

프로세스 : 모델링[대표4종]

1. SketchUp (스케치업)

2. 123D Design (123D 디자인)*

3. Sculptris (스컬프트리스)

4. Blender (블랜더)


개발/배포 • Autodesk

공식사이트 • http://www.123dapp.com/design

가격 • 무료

특징 • 모바일, 태블릿, PC/Mac에서 모두 연동되는 크로스플랫폼 지원!

파일포맷 • Import: SVG

• Export: STL

장점

• 배우기 쉽다. (기능이 간단하고 UI가 직관적)

다양한 기본 오브젝트를 통해 손쉽게 모델링을 시작할 수 있다.

다양한 3D모델 라이브러리를 지원한다.

전세계 유저들과 모델 데이터를 손쉽게 공유할 수 있다.

기본적으로 웹클라우드 기반 응용프로그램이나 데스크탑 설치버전도 지원하고

있다.

단점 • 지원하는 파일포맷이 제한적이다.

학습자료 • http://www.123dapp.com/howto/design

123D Design (123D 디자인)

http://www.3developer.co.kr

http://www.123dapp.com/design

http://www.123dapp.com/howto/design




개발/배포 • Trimble / Google

공식사이트 • http://www.sketchup.com

가격 • 무료 / 유료(Pro버전)

특징 • 구글어스와 연동!

파일포맷 • Import: DWG, DXF, DAE, DEM, DDF, KMZ, STL

• Export: 3DS, DWG, DXF, DAE, FBX, KMZ, OBJ, WRL, XSI, STL(웨어하우스 플러그인)

장점

• 배우기 쉽다. (기능이 간단하고 UI가 직관적)

• 인터페이스, 매뉴얼 모두 한글을 지원한다.

• 콤포넌트 기능을 통해 3D모델을 라이브러리화하여 언제든 꺼내쓸 수 있다.

• 웨어하우스 기능을 통해 다양한 기능확장이 가능하다.

• V-ray 지원으로 실사와 같은 랜더링 가능하다.

• 스케치업 확장자(.skp)를 3Ds Max에서 열어볼 수 있다.

단점 • 상대적으로 빈약한 모델링툴로 곡선/곡면 모델링이 어렵다.

• 각 축에 대한 정밀 이동이 쉽지 않다. 입문은 쉽지만 응용에는 불편함이 좀 있다.

학습자료 • http://www.sketchup.com/ko/learn

SketchUp (스케치업)


http://www.sketchup.com/

http://www.sketchup.com/ko/learn




Sculptris (스컬프트리스)


개발/배포 • Pixologic

공식사이트 • http://pixologic.com/sculptris

가격 • 무료

특징 • 스컬핑 모델링툴인 지브러시의 콤팩트 버전!

파일포맷 • Import: OBJ

• Export: OBJ

장점 • 배우기 쉽다. (기능이 간단하고 UI가 직관적) • 개발사의 GoZ 미들웨어를 통해 지브러시와 완전 호환된다.

단점 • 지원 파일포맷이 제한적이다. • 인터페이스, 매뉴얼 모두 한글지원이 안된다.

학습자료 • http://pixologic.com/sculptris/features

http://pixologic.com/sculptris

http://pixologic.com/sculptris/features




Blender (블랜더)


개발/배포 • Blender Foundation

공식사이트 • http://www.blender.org

가격 • 무료

특징 • 오픈소스 기반의 3D그래픽 토탈 솔루션!

파일포맷 • Import: DAE, BVH, SVG, PLY, STL, 3DS, FBX, OBJ, X3D, WRL • Export: DAE, BVH, PLY, STL, 3DS, FBX, OBJ, X3D

장점

• 3DMax, Maya 등의 상용툴에 뒤지지 않는 파워풀한 모델링, 애니메이션, 랜더링 기능 탑재

• 전세계적으로 거대한 커뮤니티가 형성되어 있으며, 위키백과 형식으로 매뉴얼을 제공하여 학습에 필요한 정보를 쉽게 얻을수 있음.

• 인터페이스, 매뉴얼 모두 한글지원 됨.

단점 • 상대적으로 광범위한 기능으로 인해 배우는데 시간이 걸린다.

학습자료 • http://www.blender.org/support/tutorials

http://www.blender.org/

http://www.blender.org/support/tutorials



모델링 예 : Autodesk 123D


소프트웨어 실행


View 조절


View Orthographic


Top View


타원그리기


면선택


1. 타원그리기

2. 원그리기


원그리기


1. 면선택 2. 속성클릭 3. Extrude 선택


2차원 면3차원 도형


1. 도형선택 2. 윗면선택

1. 속성 Shell 선택


Shell 두께조절


Text 선택


Text 도구창 이용


Text 선택 속성Extrude


두께, 회전 조절


완성된 모습


1. Transform Move 2. 글자선택변환


이동 완료


1. CombineMerge 2. 합칠 도형 선택


질감표현으로 마무리

제언

• Autodesk 123D는 – 무료소프트웨어로 기능이 매우 제한적이나,

– 직관적으로 초보자용 사용에 적당하며,

– Autodesk 제품군 연동 부분 매력적임

http://www.123dapp.com/

제언

• 초등학교/노인교육/Autodesk 입문자 추천

• 시간과 정성을 들이면 복잡한 개체도 표현 가능

• 정밀설계 등에는 적당하지 않음

Thanks!