3D 모델링을 실제로 출력하기 위한 과정(Modeling-Slicing-Printing) 및 Cura 를 통해 실제 출력시 사용하는 설정 및 환경에 대해 살펴봅니다.

1. Startup 3D Modeling
10. 3D 프린팅
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2. 3D 프린터
THINKER TO MAKER
3D프린팅을 위한 모델링 툴
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3. 3D 프린터
평면 프린터에 높이(Z축) 이 추가되어, 형상을 출력하는 기기
밀링/절삭이 아닌 일반 프린터와 유사한 적층 방식으로 입체물을 제작
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4. 3D 프린터 방식
일반인에게 대중화된 방식은 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식임
특허 문제로 FFF(Fused Fillament Fabrication) 이라 불리기도 함
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분류 재료 방식 특징
액체
광 경화 성
수지
SLA 액체 수지를 하나의 광원으로 굳히면서 조형
DLP 광원을 액체 수지에 조사하여 굳히면서 조형
POLYJET
광 경화 성 수지를 미세한 노즐로 분사 후, 자외선 등을
투사하여 굳히면서 조형
고체
시트 LOM
종이 등을 이용하여 조형물의 각 층의 모양으로 가공한
뒤 접합 하여 조형
분말
3DP
파우더 형태의 재료를 한층 씩 깔고, 그 위에 바인더를
분사하여 굳혀가며 조형
SLS 파우더 형태의 재료를 한층 씩 가열하여 굳히면서 조형
DMT
파우더형태의 재료를 분사와 동시에 레이저로 굳혀가며
조형
필라멘트 FDM 재료를 녹여서 한층 씩 쌓아가면서 조형

5. FDM 3D프린터 방식
Cartesian 와 Delta 방식으로 구분
Delta 는 상층부로 올라갈 수록 빨라지며, 원형의 조형을 만드는 데 유리
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6. 3D 프린터 구조 (FDM)
필라멘트가 노즐을 통해 녹아 나오면서 빌드 플랫폼 위에 적층.
한층 한층 쌓이는 것을 레이어(Layer) 라고 함
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출력물
빌드 플랫폼
보조 출력물
노즐
익스트루더
필라멘트
부위 기능
필라멘트 FDM 방식의 3D프린터의 재료
익스트루더 재료를 노즐로 공급해 주는 장치
노즐 재료를 녹여 토출하여 출력물 조형
출력물
노즐에서 녹아 나온 재료가 굳어 한
층씩 쌓여가면서 나온 출력물
보조출력물
출력물의 품질을 높이기 위한 서포트,
라프트 등을 뜻함
빌드플랫폼 출력물과 보조 출력물이 조형되는 판

7. 3D 프린팅 과정
3D 모델링 -> Slicing -> 3D 프린팅의 3단계의 출력 과정을 거침
직접 3D모델링을 하거나 기존 물체를 스캐닝 할 수 있음
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3D로 출력할 조형물 만들기
3D Modeling Slicing 3D Printing
3D프린터가 인식할 수 있는
명령어 형성(G-Code)
3D프린터 출력

8. 3D 스캐너
3D 모델을 만들기 위해 기존의 모델링 프로그램으로 구현하거나,
3D 스캐너로 실존하는 사물을 스캐닝 하여 형상을 모델링 할 수 있음
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9. 슬라이싱
3D모델링된 결과물을 3D프린팅에 적합한 형식으로 전환하는 단계
츨력 위치, 속도, 온도등을 포함하는 G-Code 형식으로 생성 됨
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크기, 위치, 회전
3D 모델 설정
온도, 속도, 서포트
3D 출력 설정
Slicing Engine
모델 쪼개기 (Slicing)
X, Y, Z
G-Code 생성

10. Slicing with Cura
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3D Printing Software
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11. Cura
가장 많이 사용되는 3D 프린터 운용 프로그램 (Ultimater 및 기타 기종 용)
이 밖에, Slicer, Skeinforge, Replicator 등의 다양한 프로그램이 있음
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12. Cura
다운로드 후 설치, 초기 설정 시 Ultimaker 2 로 선택.
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13. Cura 로 Slicing
123D Design 에서 모델링 결과물을 STL 파일로 저장.
Cura 의 File open 으로 열면, Slicing 되고 출력 시간 및 재료 량 표시 됨
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14. View Mode
View Mode 는 기본 설정으로 Solid 로 지정되어 있음
그 밖에 X-ray 로 투시하거나, 쌓이는 Layer 를 확인하는 Layers View 제공
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Solid X-ray Layers

15. 기본 설정
기본 설정에는 품질을 결정하는 적층 높이, 채우기, 보조 파트 3가지로 결정
채우기로 가득 채우면 튼튼해 지나, 출력 시간과 필라멘트 사용량 급증
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낮을수록 품질향상, 출력시간 증대
적층 높이
내부를 얼마나 채울지 결정
채우기
0, 20, 50, 100%로 설정 가능
접착도, 완성도 향상을 위한 부속
보조 파트
Raft, Supporter 와 같은 부속 출력

16. 고급 설정 1
기본 설정에는 품질을 결정하는 적층 높이, 채우기, 보조 파트 3가지로 결정
채우기로 가득 채우면 튼튼해 지나, 출력 시간과 필라멘트 사용량 급증
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낮을수록 품질향상, 출력시간 증대
적층 높이
내부를 얼마나 채울지 결정
채우기
벽의 두께 지정
벽 두께
상단, 하단 두께 지정
최소 15% 이상 권장
0.2 < 완성품, 0.3 > 프로토타입
비 인쇄 영역 시 필라멘트 수축
필라멘트 수축

17. 고급 설정 2
기본 설정에는 품질을 결정하는 적층 높이, 채우기, 보조 파트 3가지로 결정
채우기로 가득 채우면 튼튼해 지나, 출력 시간과 필라멘트 사용량 급증
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프린팅 영역의 인쇄 속도
인쇄 속도
프린팅 시 쿨러 동작
노즐 쿨러 동작
완성도 향상을 위한 서포터 출력
서포터 출력
여러 물체 출력 시 출력 방식 구분
비 프린팅 영역의 이동 속도
동시 출력접착력 향상을 위한 주변 출력물
동시 출력
Skirt, Brim, Raft 지원

18. 고급 설정 3
Skirt 는 주변 영역 표시, Brim 은 주변으로 선 형태 반복.
Raft 는 출력물의 바닥에 받침대를 형성하여 접착 성을 향상 시킴
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Raft Skirt Brim
출력물 바닥 생성 출력물 주변에 선 출력 출력물 주변을 선으로 채움
접착도 향상에 가장 좋음
필라멘트 낭비가 많음
필라멘트 안정화 용도
접착면 향상에 기여 적음
접착도 향상에 기여
필라멘트 낭비가 있음

19. 3D Printing
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3D 모델링 출력
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20. 3D 프린팅 과정
Filament Load -> Leveling -> Printing 의 단계로 진행
근래는 대부분 Auto Leveling 이 가능하나, 수동 레벨링 시 명함 두께 조정
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사용할 재질, 색상을 선택하
여 3D 프린터에 필라멘트 장
착 및 Load 작업 수행
Filament Load Leveling Printing
노즐과 플랫폼과의 출력 높
이를 조정. 일반적으로 명함
두께 사이즈로 조정 함
USB에 슬라이싱 파일 넣어
장착하거나, 케이블을
연결하여 프린팅 수행

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