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Tinkercad를 이용하여 컵을 만들어 보았습니다. shell처럼 안쪽은 파는 과정과 글씨를 컵 면의 굴곡과 같게 자르는 과정을 볼 수 있습니다.
#틴커캐드 #메이커다은쌤
다은쌤의 틴커캐드 기초: https://goo.gl/44UV48
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주제에 대한 기사 평가 3d 프린터 컵
- Author: 메이커 다은쌤
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- Date Published: 2016. 2. 18.
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3D프린터 제조혁명(단순한 공정으로 컵, 피규어, 우주선 부품, 인공 장기, 단백질 대체식품까지 만들어 낸다)
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목차
도입
1. 프린터도 아니면서 왜 3D프린터라고 부르는가
2. 3D프린터의 짝 3D스캐너
3. 실제 응용예 · 가능성의 예와 장단점
마무리
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도입
컵, 화병, 피규어, 총, 비행기 부품, 우주선 부품, 집, 의수, 인공 장기, 심지어 식물성 연어 등을 3D 프린터로 만들 수 있다. 개인 취미로, 학교 수업용으로도, 산업용으로 활용할 수 있다.
2014년 7월 17일 KBS1 다큐 파노라마 ‘디지털 미래 경제 1편 – 3D 프린팅, 새로운 제조 혁명’을 보면 3D프린터라는 최신기술이 무엇인지와 앞으로의 전망까지 폭넓은 것을 알 수 있다.
1. 프린터도 아니면서 왜 3D프린터라고 부르는가
3D 프린터는 ‘인쇄’를 하는 것은 아니므로 여느 프린터와는 정의가 다르지만, 작동 메커니즘이 유사하고 컴퓨터의 데이터를 현실의 매체로 내보낸다는 기본 원리가 비슷해서 프린터의 범주에 들어간다.
3D프린터는 ‘두께’나 ‘높이’의 개념으로 같은 위치에 모양을 조금씩 바꿔가며 계속 적층하는 방식이다. 3D 프린터는 마치 등고선을 입체화하는 작업처럼 미세한 높이의 매질을 층층이 쌓아 올려 구현화하는 방식이다.
3D프린터에 넣는 매질은 제품마다 다르나 아직은 일반적으로 플라스틱 가루이다. 프린팅 과정에서 발생하는 가스와 분진, 소재의 안전성 문제도 남아있다.
2. 3D프린터의 짝 3D 스캐너
실과 바늘처럼 3D프린터의 짝인 3D 스캐너도 존재한다. 모델링한 파일을 바탕으로 실제 형상을 만들어내는 3D 프린터와는 반대로 이미 존재하는 사물의 굴곡에 대한 깊이 정보를 가져온다.
그리고 3D 형태의 데이터를 만들어내는 역할을 한다. 접촉식과 비접촉식으로 나뉜다. 대표적으로 인텔 리얼센스 , 키넥트가 있다.
3. 실제 응용예 · 가능성의 예와 장단점
금속을 3D 프린팅 하는 기업용 제품도 있고, 이 금속 프린터로 M1911(권총)을 복제해서 600발 이상 발사 가능한 내구성 있는 총을 만드는 것을 시연해 보인 예가 있다.
이것은 개인의 프린팅 용도도 아니고, 상업품의 대량 양산을 위한 용도도 아니다. 프로토타입 Proto Type 설계 부품을 소량 제조해주는 회사에서 3D 프린트 제품의 시연 능력을 검증하기 위해 만든 것으로, 100만 달러가 넘는 고가의 공업용 3D 프린터이다.
금속 프린터는 고온의 레이저를 사용하는데 전력 소모가 어마어마해서 따로 전기공사를 요한다. 한국에는 들여오는데 수입신고, 설치신고 까지 해야 한다.
아무리 기술이 좋아진다 해도, 이런 급의 제품을 개인용으로 쓰기는 어렵다. 티타늄 파우더로 프린팅이 가능한 제품도 있다. 하지만 우주선 부품을 만드는 용도이다.
현재까지의 3D 프린터는 장단점이 명확하며 한계 역시 분명하다. 가장 큰 문제는 그 내구성으로, 3D 프린터로 제작한 플라스틱 권총의 시험 발사를 해보니 약하디 약한 380탄을 간신히 한 번 발사하고 산산조각 났다.
그나마 저렴하게 사용 가능한 금속 프린팅 방식은 FDM용 필라멘트에 금속분말을 첨가한 수준의 물건 정도인데 개인의 프린팅 용도도 아니고, 상업품의 대량 양산을 위한 용도도 아니다.
프로토타입(시제품) 설계 부품을 소량 제조해주는 회사에서 3D 프린트 제품의 시연 능력을 검증하기 위해 만든 것으로, 시가 최소 40만 달러에서 시작해서 보통 100만 달러가 넘는 공업용 3D 프린터였다.
왼쪽 파란색 가느다란 끈이 필라멘트이다
*FDM 프린터: FDM은 Fused deposition modeling, Fused filament fabrication의 약자로, 가는 실 같은 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 노즐 안에서 녹여 얇은 필름 형태로 출력하여 한층 한층 적층해나가면서 3D 프린팅하는 방법.
노즐은 고열로 플라스틱 필라멘트를 녹이고 뽑아져 나온 필라멘트는 상온에서 경화된다( 굳는다). 노즐(nozzle)은 기체나 액체 같은 유체의 흐름 방향을 결정하기 위하여 사용되는 파이프 모양의 기계 부품이다.
금속 프린터는 고온의 레이저를 사용하는데 전력 소모가 엄청나서 따로 전기공사도 해야 되고, 한국 같은 경우엔 들여오는데 수입신고, 설치신고 까지 해야 한다.
티타늄 파우더로 프린팅이 가능한 제품도 있긴 하지만 이 역시 우주선 부품 만드는 용도이다.
여러 가지 단점투성이인 3D 프린터가 기존의 제작방식에 비해서 확실히 이점이 있다. 부품 수가 줄어든다. 3D프린터는 부품의 가공 자유도가 대단히 높다. 아주 적은 수의 부품만으로, 제품에 따라서는 단 하나의 부품만으로 완성할 수 있다.
제작 공정이 줄어든다. 부품 수가 줄어들어서 발생하는 필연적 효과. 조립 중 발생할 수 있는 여러 불량 요인도 같이 사라져 완제품의 불량률을 획기적으로 낮출 수도 있다. 이뿐만 아니라 제품 완성에 들어가는 공정 자체가 짧아진다
무게와 부피를 줄일 수 있다. 무게에 특히 민감한 항공기용 부품의 경우 이 장점이 매우 크게 작용해서 기존에는 불가능했던 여러 가지를 가능하게 만들어준다.
로켓 등 우주발사체의 경우 3단짜리를 2단으로 줄일 수도 있고 같은 단수에 더 무거운 페이로드를 올릴 수도 있다.
기존의 작업으로는 제작이 불가능한 제품이 제작 가능하다. 공작기계로는 절대로 만들 수 없는 형상의 물건을 제조할 수 있다. 예를 들어 공 속의 공 같은 것이다
작업 시간과 비용이 줄어든다. 부품의 제작시간이 오래 걸리는 것은 3D 프린터의 단점이 분명하지만, 부품이 아닌 제품의 경우에는 얘기가 달라질 수도 있다.
시간이 많이 걸려서 그렇지 절삭 작업이 없기 때문에 절단 사고가 날 일이 전혀 없다. 다른 공작 방법 대비 상대적으로 안전하다는 말이지 가전제품 수준으로 안전한 것은 아니다.
물론 대형 부품을 프린팅하는 중에 부품이 자기 하중에 의해 붕괴하거나 레이저 소결식 프린터에서 레이저 산란광에 의한 사고가 발생할 수 있다.
특히 3D프린터는 장시간 쉬지 않고 동작하는 특성이 있어서 열팽창이나 표면경화 등의 문제가 생겨도 중간에 임의로 작동을 멈출 수 없다.
3D 프린터는 미세한 높이의 매질을 층층이 쌓아 올려 구현화하는 방식이기 때문에 물건 하나를 출력하는데 시간이 매우 오래 걸린다.1개의 제품을 구현하기 위해서는 제품의 크기에 따라 다르지 FDM(FFF)는 약 손바닥만한 크기가 4-6시간 이상이다.
3D 프린터 자체가 몇 억대를 오가는 고가 장비이며 프린팅하는 재료 자체도 특수한 것을 쓰기 때문에 비용이 만만하지 않다.
다만 FDM과 광경화방식의 경우 현재는 중국산의 범람과 상향평준화로 가격대가 다양해져 프린터는 싼 것은 몇십만원이다. PVC 이하의 내구성을 가진다. 하지만 의외로 구현가능한 정밀성은 높다.
물론 정밀성은 3D 프린터의 가격에 비례한다. 가정용이나 저가품, DIY 제품은 정밀성이 떨어질 수 밖에 없다. 저가형 3D 프린터로는 정밀 부품은 무리이다.
가장 문제가 되는 것은 매질이 층층이 쌓이면서 생긴 단차와 가공오차인데 저가형으로 갈수록 심해지기 때문이다.
FFF(FDM) 방식의 프린터에서 대중적으로 사용되는 ABS는 말할 것도 없고, 옥수수에서 추출하여 비교적 안전하다고 하는 PLA도 필라멘트로 가공하는 과정에서 첨가되는 첨가물이 문제가 된다.
* ABS: Acrylonitrile-Butadiene-Styrene의 약자로서 성형성이 우수. 유독가스를 제거한 친환경 고분자 석유추출물 재료를 이용. 레고와 같은 성분과 성질
* PLA: PLA는 Poly Lactic Acid 의 약자로서 옥수수전분에서 추출한 원료로 만든 친환경수지로서 폐기시 생분해되는 물질
그러니, 프린팅을 할 때는 독립된 공간에 두고 창문을 열어서 환기를 하도록 하고 마스크를 착용하도록 하자. 밀폐 챔버가 있는 일부 3D 프린터 제품엔 이러한 문제점을 개선하기 위해 공기필터가 달린 제품들도 있다.
하지만 그렇다고 플라스틱 냄새나 유해한 성분을 완전히 차단해 준다고 보장할 수 없다. 환기가 용이한 독립된 공간에 설치할 것을 권장한다.
또한 소프트웨어를 불법 복제하듯 공개되지 않은 3D 모델링 파일도 저작권문제를 정리해야 한다. 무단 복제해 자신의 것처럼 쓸 수 있지만 이런 행위는 당연히 엄연한 저작권 침해 행위이다.
다만 이 단점들은 시간이 가면 대부분 해결될 것이다. 이미 몇가지는 계속 해서 발전해왔고, 이제 제작대상에 따라 문제될 것이 없는 수준까지 해결되어가고 있다.
3D금속프린터의 단점을 상쇄하기 위해 하이브리드 방식이 이미 쓰이고 있다. 일단 빠르게 금속재료를 소결시켜 완성형태에 가장 가까운 적당한 형태를 만든다.
3D프린터의 단점 중 하나인 적층 때문에 표면에 단차가 생기는 것은 CNC 머시닝으로 후가공 한다. 현재로서는 가장 정밀도가 높으면서 제작속도를 보장할 수 있는 방식이다.
3D 프린터를 통해 인류에 공헌하고자 하는 사람들도 있다. “Not Impossible” 사의 과학자들과 공학자들이 남수단 내전으로 인해 팔이나 다리를 잃은 사람들에게 의수, 의족을 만들어 준다.
기존의 방식과는 달리 3D 프린터를 사용하면 단 몇 시간 만에 쓸만한 의수가 나온다고 한다. 게다가 3D 프린터로 만드는 의수는 경제적으로도 기존의 의수에 비해 1/3 ~ 1/8 수준까지 저렴하다고.
다만 내구성 자체는 아무래도 떨어진다. 이를 위해 해당 회사에서는 재료수급을 위한 모금운동이 진행 중이다.
3D 프린터를 이용해서 집을 만드는 회사가 등장했다. 6m 높이의 집을 짓는 프로젝트를 시작했다. 집주인이 원하는 어떤 형태로든 제작이 가능하다는 점을 장점으로 내세운다. 제작까지 3년이 걸리는데 기다릴 수 있어야 말이다.
플라스틱뿐만 아니라 재료공학적 기초 원소들을 배합한 nanopaste를 원료로 해서 금속, 생체조직 뿐만 아니라 아예 기계장치까지 “인쇄”할 수 있는 장비가 등장한다.
이러한 장비가 실제로 개발된다면 진짜로 ‘지적 재산권이 물리적 재산권과 같은 의미가 되는’ 일이 실현될듯.
3D 프린터의 비싼 가격이 부담된다면 출력 대행업체를 이용하는 것도 가능하다. 3D 모델링 프로그램으로 만든 모델 파일이나 설계 도면을 업체측에 보내주면 출력 작업을 하여 결과물을 택배로 배송하는 방식이다.
마무리
새로운 문물에 유연하되 뭐든 새로운 것은 인체에 안전한지 환경에 역행하는 건 아닌지 짚어야할 것이다. 공동체에 해악보다는 이익이 크면 문제가 있더라도 어떻게 해결할 집단지성의 힘을 결집할 필요가 있다. 3D프린터 기술도 그중 하나이다.
3D기술을 넘어 4D기술도 이미 개발되어 있다. 다음에 4D프린터 기술을 다루고자 한다.
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ender 3로 나만의 컵받침 제작하기~, DIY Coaster by ender 3
Ender 3 가 있고, 모델링 프로그램을 다룰 줄 안다면
자신이 만들고 싶은 것은 거의 다 만들 수 있다.
오늘은 Ender 3를 통해서 컵받침을 만들어 보았다.
Thingiverse 에도 컵받침이 많긴 하지만
뭔가 나만의 컵받침을 만들고 싶었다.
모델링 프로그램을 이용해서
우리 회사 로고를 입혀봤다. (DIYVER 와 LABIS는 주인이 같아요)
Ender 3를 통해서 PLA로 출력하였다.
어디 하나 들뜬곳 없이 잘 나왔다.
표면은 다림질 안해서 결이 살짝 보인다.
그런데 다림질 했으면 중앙에 로고 때문에 더 이상하게 되었을 수 있다.
아무튼 다행인 것은
로고 글자가 0.3mm 도 안되는 너비였는데
음각으로 제대로 표현되었다.
컵받침은 이렇게 컵 아래에 놓고 쓰는 것인데
일반적인 공대생들은 이런거 쓸 생각도 못하겠지~~
여름에 컵받침이 없으면
종이에 컵 올려놀경우 종이가 다 젖는 대참사가 발생한다.
그런경우를 막기 위해서 컵받침이 필요하다 ㅎㅎ
여름에는 시원한 음료를 마신다하면 금세 컵 표면에 이슬이 맺히고
아래로 흐른다.
10분도 안 되어서 벌써 저렇게 컵받침이 젖어있다…
컵받침이 있으면 종이위에다
컵을 올려놔도 끄떡없다 ㅎㅎ
PLA로 뽑아서 후가공은 생각안했었다.
다음에는 로고 부분만 도색을 해보던가
출력 방식을 다르게해서 색을 입히는 시도를 해봐야겠다.
키워드에 대한 정보 3d 프린터 컵
다음은 Bing에서 3d 프린터 컵 주제에 대한 검색 결과입니다. 필요한 경우 더 읽을 수 있습니다.
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