3D Printing Process

3D프린팅을 위해서는 디자인과 기획단계가 가장 먼저입니다.

제가 어쩌다 이것을 후반부에 올리게 되어 버렸네요

그래도 참고하여 보시면 좋겠습니다.

 

출처 : 김천환, 실전 3D프린팅 활요가이드, 비제이리퍼블릭

 

▶ 이미지를 생성하거나 시뮬레이션하기 위해 3D로 모델을 생성하는 것이다.

▶ 기계 설계, 시제품 제작, 엔지니어링, 건축 디자인, 캐릭터 등 다양한 산업에서 활용되고 성장하고 있다.

▶ 모델링 : 가상공간상에서 실물과 같은 현실성을 표현하기 위해 시각적인 형상을 구성해 나가는 과정.

▶ 3D 모델 데이터는 절삭가공기계인 CNC, 신속 조형 기계인 RP에 의해 실물 가공된다.

 

1.1 CAD 소프트웨어(직접 모델링)

▶ 3D 프린터로 원하는 출력물을 제작하기 위해서는 반드시 3차원 모델링 데이터가 필요하다.

▶ 컴퓨터를 이용한 설계인 CAD, 3차원 모델링 소프트웨어를 이용하여 3차원 데이터를 모델링한다.

 

▶ 모델링 과정 : CAD와 같은 컴퓨터 그래픽 설계 소프트웨어들 주로 사용.

출력을 위해 STL 파일 포맷으로 변환해 준다.

 

1.2 모델링의 필요성

■ 모델

작품을 만들기 전에 미리 만든 물건 또는 완성 된 작품의 미리보기를 말한다.

 

◆ 모델링

▶3차원 모델링(3D modeling)은 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 데이터로 저장된다.

▶3차원 모델은 일반적으로 렌더링 과정을 통해 실제 물체와 비슷한 모양과 질감을 가질 수 있다.

▶컴퓨터 그래픽스 분야에서는 특히 이러한 3차원 모델을 표현하고자 하며 가상공간의 3차원 모델을 통해 실세계의 물체를 묘사하거나 혹은 물리적 환경을 모델링하여 가상환경 속에서 물체의 모습을 만들어낼 수도 있다.

▶최근 3차원 모델링은 영화, 애니메이션, 광고 등의 엔터테인먼트 분야와 물리적 실험, 시뮬레이션, 건축, 디자인 등의 설계 및 예술의 표현 수단으로 각광받고 있다.

 

■ 3차원 모델링 소프트웨어

    3차원 모델러(3D modeler)는 삼차원 도안을 만들 때 사용되는 소프트웨어이다.

 

1.2.1 3D 모델링 일반

♠ 컴퓨터 그래픽은 컴퓨터를 이용하여 3차원 공간에 가상의 오브젝트를 만드는 것부터 시작된다.

♠ 이 가상의 오브젝트를 지오메트리라 하고 지오메트리 구현 방식은 넙스, 폴리곤으로 나눠진다.

♠ 넙스(NURBS) : 비정형화된 함수의 곡선으로 곡선과 표면의 표현을 정확히 수학적으로 정의한다.

- 곡선 : B-Spline, 원추곡선을 표현할 수 있다.

- 4개의 좌표 조정점을 사용하여 곡선의 변형 자유롭다.

♠ 폴리곤 모델링 : 컴퓨터 그래픽스에서 사용하는 일반적인 표현법

 

2. 3D 모델링 방식

1) 폴리곤 방식(Polygon Modeling)

•폴리곤 방식은 삼각형을 기본 단위로 하여 모델링을 할 수 있는 방식이다.

•삼각형의 꼭지 점을 연결해 3D 객체를 생성한다.

•기본 삼각형은 평면, 삼각형의 개수가 많을수록 형상이 부드럽게 표현

•폴리곤(Polygon, 다각형)은 정점(vertex)과 모서리 부분(edge), 면(face)으로 구성

•STL 파일도 표면 데이터를 이용한 폴리곤 표현 방식이다.

2) 넙스 방식(Non-Uniform Rational Basic Spline Modeling)

•넙스 방식은 수학 함수를 이용, 곡면의 형태를 만든다.

•폴리곤 방식에 비해 많은 계산이 필요, 부드러운 곡선을 이용한 모델링에 많이 사용

•폴리곤 방식보다 정확한 모델링이 가능하다.

자동차나 비행기의 표면과 같은 부드러운 곡면을 설계할 때 효과적이다.

 

3. 솔리드 방식(SOLID Modeling)

•면이 모여 입체가 만들어지는 상태로 속이 꽉 찬 물체를 이용해 모델링하는 방식

•솔리드 방식으로 모델링할 경우 재질의 비중을 계산해 무게 등을 측정할 수 있다.

 

2.1 3D 모델링 일반

- 지오메트리 구현방식

•넙스 방식(Non-Uniform Rational Basic Spline Modeling)

•폴리곤 방식(Polygon Modeling)

메쉬 모델을 구성하는 폴리곤의 숫자가 많을 수록 더 디테일한 3D 물체의 표현이 가능,

렌더링 시간이 오래 걸림,  컴퓨터의 사양 좋아야 함

 

이후 부분은 내일 다시 올리겠습니다....