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ThreeApples/IT&Tech

[IT] 3D 모델링

잘생긴 이미남 2020. 4. 24. 20:34
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3D 모델링

3D 프린터와 재료가 준비되었다면, 잉크 프린터를 사용할 때 인쇄할 문서 파일이 필요한 것처럼 3D 프린터에서 출력을 실행할 파일이 필요하다. 우선 3D 프린터로 출력할 3D 모델링 파일이 필요하다. 3D 모델링 파일은 사용자가 직접 CAD(Computer-aided design) 프로그램을 이용하여 만드는 방법과 인터넷의 공유 사이트를 통하여 얻는 방법이 있다.

3D 모델링 공유 사이트

인터넷에 3D 모델링을 공유하는 국내, 해외의 대표적이 사이트 다음과 같다.

해외 국내
www.thingiverse.com pinshape.com www.makersn.com
www.myminifactory.com cults3d.com/en www.paprika3d.com
www.youmagine.com sketchfab.com www.3dupndown.com
www.turbosquid.com 3dwarehouse.sketchup.com www.yourmoment.co.kr
grabcad.com www.gambody.com  

3D 모델링 파일은 사이트마다 무료 또는 유료로 공유되고 있다. 국내에도 운영 중인 사이트는 있지만, 해외에 3D 프린터 사용자가 더 많기 때문에 해외 사이트에서 많은 모델링 자료를 접할 수 있다. 하지만 공유된 모델링 파일이 FDM 3D 프린터로 잘 출력된다는 보장은 없다. FDM 3D 프린터의 사용을 고려하지 않고 모양만 만들어 공유되고 있는 모델링 파일도 있을 수 있고, SLS, DLP 프린터로 만들어야 출력이 잘되는 모델링도 있다. 출력을 시작하기 전에 다운로드 받은 모델링의 모양을 FDM에서 잘 나올지 확인한다. 3D 모델링 파일을 내려받아 사용할 때는 원작자가 표시해둔 라이센스를 꼭 확인하고 사용하도록 주의해야 한다.

3D 모델링 프로그램

3D 모델링은 입체적인 3차원 형상의 데이터를 컴퓨터를 활용하여 만드는 과정을 말한다. 원하는 형상의 3D 모델 파일을 만들기 위해서는 CAD 프로그램을 사용할 줄 알아야 한다. CAD는 컴퓨터를 이용하여 설계하는 것을 부르는 말로 Auto CAD, 스케치업, CATIA, Solidworks, 인벤터 등 다양한 CAD 프로그램이 있다. 3D 모델링 프로그램은 오래전부터 건축, 제품, 자동차, 게임, 영화 산업 등에서 사용되어 왔고 전문가들만 사용하는 비싼 유료 프로그램이 대부분이었다. 근래에 들어와 인터넷의 발전과 오픈소스의 확장으로 무료료 공개되어 사용할 수 있는 CAD 프로그램들이 생겨났다. 더하여 이전에 복잡했던 프로그램의 사용성도 직관적이고 쉬워지고 있다. 다양한 3D 모델링 프로그램 중에서 무료 오픈소스로 사용 가능한 대표 3D 모델링 프로그램을 몇가지 소개한다.

  • Tinkercad - Autodesk 사에서 배포 중인 프로그램으로 컴퓨터에 프로그램 설치 없이 웹에서 모델링 작업이 가능한 프로그램이다. 직관적으로 모델링을 할 수 있으므로 초보자나 어린이가 배우기 쉬운 프로그램이다.
  • SketchUp - 구글에서 배포 중인 프로그램으로 단면에 스케치 도면을 그려 모델링 작업을 할 수 있다. 건축 분야에서 많이 활용된다.
  • OpeNSCAS - 마우스가 아니라 만들고 싶은 모양의 스크립트를 작성하며 모델링을 만드는 프로그램이다. 수학적인 계산식을 넣어 기하학적인 모양을 만들 때 유리하다.
  • Blender - 무료 오픈 3D 모델링 프로그램 중에서는 가장 다양한 기능을 제공하고 있는 프로그램이다. 다만 기능이 너무 많아 초기에 배울 때는 어려울 수 있다.
  • Sculptris - 찰흙을 주물러 만들듯이 모델링을 하는 프로그램으로 정확한 치수를 입력하기 보다는 비율로 모델링 작업이 이루어진다. 사람, 동물, 캐릭터 등 만들 때 유용한 모델링 프로그램이다.

처음 모델링을 배우는 사람이라면 가장 먼저 Tinkercad를 추천한다. 컴퓨터의 그림판 프로그램처럼 직관적으로 모델링 작업을 할 수 있고 사용이 쉬워 처음 모델링을 배우는 사람들이 금방 배울 수 있다. 또한 프로그램 설치 없이 웹에 접속하여 작업하는 모델링 프로그램으로 컴퓨터의 사양에 크게 신경 쓰지 않고 사용할 수 있다. 

FDM 3D 모델링을 위한 모양의 중요성

중력이 작용하는 지구에서 사용하는 저가형 FDM 3D 프린터는 모든 모양을 완벽하게 출력할 수 없다. 3D 프린팅 실패의 원인을 살펴보면 우선 베드에 붙는 바닥 면적이 매우 좁다. 또한, 위로 올라갈수록 모양이 크고 무거워지고 있다. 그래서 실제로 출력해 보면 다리까지는 잘 나오다가 몸통부터 모양이 제대로 출력되지 않는다. 게다가 베드의 접착력이 아무리 좋다고 하더라도 위로 올라갈수록 크고 무거워지는 모양은 출력 중간에 떨어지면서 알 수 없는 모양을 만들게 된다. 

 

모델링 형상을 직접적으로 바꿀 수 없다면 슬라이서 프로그램의 도움을 받아 출력할 수도 있다. 하지만 그렇다고 브림과 서포트를 사용하는 것이 항상 오른 방법은 아니다. 출력 시간도 더 오래 걸리고 버려지는 재료들도 늘어난다. 좋은 품질의 FDM 3D 프린터 출력물을 얻고 싶다면 모델링을 만들 때 출력의 모양을 다시 한 번 생각해 본다.

YHT 룰

FDM 3D 프린팅을 위한 모델링을 할 때 YHT 룰을 떠올리면 좋다.

 

Y자의 양팔은 모양이 완만하게 위로 올라간다. 45도 이상의 높은 각도의 팔은 FDM 3D 프린터에서 층층층 쌓아 올라가면서 모양을 만들 수 있다. 각도가 너무 낮거나 팔의 길이가 길어지면 모양이 무너져 흘러내릴 수 있다.

 

H자의 양쪽 기둥을 이어준 가운데를 "브리지"라고 부른다. H의 양쪽 기둥의 거리가 가까울수록 가운데를 이어주는 브리지 모양이 잘 만들어진다. 기둥의 거리가 멀면 공중에 뜬 브리지 모양이 아래로 흘러내릴 수 있다. 또한, 재료의 온도가 너무 높아도 브리지의 처짐 현상이 심해질 수 있다.

 

T자의 수직의 각도로 공중에 뻗고 있는 T자의 양팔은 재료가 제대로 붙지 못하고 아래로 흘러내리면서 지저분한 모양을 만든다. 팔이 길고 커질수록 공중에 떠 있는 모양은 3D 프린팅할 때 모양이 더 지저분해진다. 공중에 떠 있는 수직 팔을 지탱하기 위해서는 서포트가 필요하다. 

 

 

 


메이커 다은쌤의 FDM 3D PRINTING 에 나오는 내용입니다.

3D 프린트 공부를 위한 자료입니다. 

 

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