3D 프린팅 모델링

▣ 출판사서평

오마바 대통령이 3D 프린팅을 언급한 후 전 세계적으로 3D 프린팅에 대한 관심이 높아지고 있으며, 3D 프린터로 총기를 제작하여 실험한 영상 및 국내 3D 프린터 산업 지원 발표로 국내에도 나날이 관심이 커지고 있습니다.
3D 프린팅을 진행하기 위해서는 먼저 아이디어를 3D 캐드를 이용해 모델링 작업을 진행해야 한다는 것입니다. 이 책은 3D 프린팅을 진행할 수 있게 만들어 주는 모델링을 전문 프로그램인 Rhino와 Inventor를 이용해 만들어가는 과정을 소개하고, 저자의 오랜 경험에서 얻은 노하우를 제공하여 실전 예제를 만드는 데 유용하게 사용할 수 있게 구성되었습니다.

▣ 작가 소개

저자 : 최완기
중앙대학교 물리학과 졸업하고 SK Telecom 기획 조정실 신규 사업팀 근무하였다. 현재 ㈜ 쓰리디파이오니아 대표이사이다.

중앙대, 가톨릭대 등 대학교 강의, 한국생산성본부, 대구국립과학관, YWCA 등 공공기관 강의, AutoCAD, 3ds Max, Inventor, Solidworks 등 기업체 강의 (20년), AutoCAD 2002 (베스트 북), 3ds Max 온라인 강좌 (60 강좌)

▣ 주요 목차

PART 1 3D 프린팅 이해하기

Chapter 1 3D 프린팅 산업 분석 및 전망

Section 01 3D 프린터 산업 분석
1. 3D 프린터의 개요
가. 3D 프린터의 개념
나. 3D 프린터에 주목하는 이유
다. 시제품 및 맞춤형 제품 제작용
라. 3D 프린터의 활용 영역과 장점
마. 3D 프린터 제조업체 현황
바. 3D 프린터 시장 현황
사. 세계 시장 전망
아. 3D 프린터의 활용 분야 및 용도별 프린터 점유율
자. 3D 프린터의 시장 전망
2. 3D 프린터 관련 해외 현황
가. 미국
나. 유럽
다. 일본
라. 중국
3. 3D 프린터 관련 국내 현황
4. 전망과 시사점

Section 02 3D 프린팅 관련 정부 정책 전망
1. 3D 프린팅 산업 발전 추진 배경
가. 제조업 혁신 모멘텀
나. 창조 경제 신시장 창출
다. 경쟁국 정책 동향
라. 결론
2. 국내외 산업 현황 비교(2014년 1/4분기)
가. 시장 현황
나. 산업 생태계
다. 활용 여건
3. 문제점 분석
가. 3D 프린팅 활용 여건 미흡
나. 비즈니스 활성화 지원 체계 부족
다. 선도국 대비 취약한 기술 역량
라. 제도 기반 미비
4. 추진 전략
가. 수요 연계형 성장 기반 조성
나. 비즈니스 활성화 지원
다. 기술 경쟁력 확보
라. 3D 프린팅 관련 제도 개선

Section 03 산업별 3D 프린터 적용 사례
1. 3D 프린터의 산업 분야별 활용 사례
가. 자동차 분야
나. 주얼리(Jewelry) 분야
다. 건축 분야
라. 패션 및 악기 분야
마. 피규어 분야
바. 완구류(Toy) 분야
사. 콘셉트 모델(Concept Models)
아. 기타(최근 해외의 3D 프린터 활용 사례)

Section 04 3D 프린터 핵심 기술
1. Additive Manufacturing 개요
2. 3D 프린터 출력 방식
가. FFF(Fused Filament Fabrication, 열가소성 수지 압출 적층 조형)
나. FDM(Fused Deposition Modeling, 용융 적층 조형)
다. DMT(Laser - aided Direct Metal Tooling, 레이저 가열 증착 조형)
라. SLS(Selective Laser Sintering)
마. CJP(Color Jet 3D Printing, 분말 접합 및 컬러 잉크 투사 조형)
바. LOM(Laminated Object Manufacturing, 개체 접합 조형)
사. SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 적층 조형)
아. DLP(Digital Light Processing, 마스크 투영 이미지 광경화 조형)
자. Polyjet(Photopolymer Jetting, 폴리젯 적층 조형)
차. MJM(Multi Jet Modeling, 멀티젯 조형)

Chapter 2 3D 디자인 프로세스 이해하기

Section 01 3D 프린팅 기반 디자인 이해
1. 제품 디자인 프로세스
2. 3D 스캐너 및 디지털 디바이스를 통한 디자인
가. 3D 스캐너를 이용한 디자인 해킹
나. 2D 이미지를 3D 데이터로 변환하는 방법

Section 02 3D 컨텐츠 플랫폼 이해 및 활용법
1. 디자인 유통 플랫폼
2. 3D 프린팅 컨텐츠 유통 플랫폼

Section 03 3D 캐드 툴을 활용한 상품 모델링 및 설계 방법
1. 3D 모델링과 설계의 차이점
가. 3D 모델링 개념
나. 3D 설계 개념
2. 제품별 효율적인 캐드 툴 적용 및 활용법
가. 효과적인 캐드 툴 선택 방법
나. 캐드 툴(CAD Tool)의 장단점
다. 캐드 툴 Overview
3. 4D 프린팅
4. 자가 조립(self-assembly)
5. 4D 프린팅의 핵심 기술
6. 프린팅 기술의 전망

PART 2 3D 모델링 및 설계 따라하기

Chapter 1 3D 제품 분석 기법 개요

Section 01 제품 절단 방법에 따른 단순화, 규칙화 방법
Lesson 1 원형 회전 제품 모델링하기
Lesson 2 원형 회전한 후 변형한 제품 모델링하기
Lesson 3 타원형 회전 제품 모델링하기
Lesson 4 2 방향에서 돌출된 제품 설계하기
Lesson 5 커브를 따라 돌출된 제품 설계하기
Lesson 6 커브를 따라 변형 돌출된 제품 설계하기

Section 02 제품의 동질성 파트(Part)의 분해를 통한 분석 기법
Lesson 1 돌출 부위로 구성된 제품 모델링 98
Lesson 2 회전 및 돌출 부위로 구성된 제품 모델링 102
Lesson 3 회전 및 돌출 Cut으로 구성된 제품 모델링 106
Lesson 4 회전 및 기타 기능으로 구성된 제품 모델링 110

Chapter 2 3D 모델링 따라하기

Section 01 3D 모델링 실습 - 예제 1
Lesson 1 Rhino로 설계하기
Lesson 2 Inventor로 설계하기
Lesson 3 모델링 결과 비교하기

Section 02 3D 모델링 실습 - 예제 2
Lesson 1 Inventor로 설계하기
Lesson 2 Rhino로 모델링하기

Chapter 3 3D 제품 분석을 통한 모델링

Section 01 3D 제품 분석 모델링 실습 - 예제 1
Lesson 1 주요 부품 분석 및 모델링하기 - Lamp
Lesson 2 주요 부품 분석 및 모델링하기 - Base
Lesson 3 기타 부품 분석 및 모델링하기(평면형 돌출 부품 A)
Lesson 4 기타 부품 분석 및 모델링하기(평면형 돌출 부품 B)
Lesson 5 기타 부품 분석 및 모델링하기(회전 및 돌출 Cut 부품 A)
Lesson 6 기타 부품 분석 및 모델링하기(회전 및 돌출 Cut 부품 B)
Lesson 7 기타 부품 분석 및 모델링하기(회전 및 돌출 Cut 부품 C)
Lesson 8 기타 부품 분석 및 모델링하기(회전 및 돌출 Cut 부품 D)
Lesson 9 Inventor를 활용하여 제품 조립하기

Section 02 3D 제품 분석 모델링 실습 - 예제 2
Lesson 1 정형화된 조립 제품 설계하기(정사면체)
Lesson 2 정형화된 조립 제품 설계하기(정팔면체)
Lesson 3 다양한 형태의 제품 모델링하기(커피 뚜껑)
Lesson 4 다양한 형태의 제품 모델링하기(수류탄 모형)

PART 3 3D 설계 프로그램의 이해 - Inventor

Chapter 1 Parametric 설계 개요

Section 01 Parametric Modeling 개념
1. Parametric Modeling 의미
2. Parametric Modeling에서의 설계 의도
3. 설계 의도를 위해 필요한 사항
4. Parametric Solid 모델링 순서

Section 02 Inventor 소개 및 주요 특징
1. Inventor 개요
2. Inventor의 주요 특징
가. 파일의 변환 및 호환성
나. Rendering 및 설계 문서화
다. 설계 생산성
라. 강력한 어셈블리 작성 기능
마. 시뮬레이션

Section 03 Inventor 인터페이스와 활용 방법
1. Inventor 작업 모드
2. 부품(Part) 작업 모드 인터페이스
3. 조립품(Assembly) 작업 모드 인터페이스
4. 도면(Drawing) 작업 모드 인터페이스
5. 프레젠테이션(Presentation) 작업 모드 인터페이스

Chapter 2 Part 모델링 설계 방법

Section 01 Part 모델링 개념
1. Part의 뜻 및 구성
2. 스케치의 정의 및 작성 방법
3. 스케치 명령어
4. 스케치의 상태 종류
5. 스케치의 편집
6. 스케치 재정의
7. 피처 명령어
8. 피처 작성 순서

Section 02 Part 모델링 실습 - 예제 1

Section 03 Part 모델링 실습 - 예제 2

Section 04 Part 모델링 실습 - 예제 3

Section 05 Part 모델링 실습 - 예제 4

Section 06 Part 모델링 실습 - 예제 5

Section 07 Part 모델링 실습 - 예제 6

Section 08 Part 모델링 실습 - 예제 7

Section 09 Part 모델링 실습 - 예제 8

Chapter 3 Assembly 모델링 설계 방법

Section 01 Assembly 모델링 개념
1. Assembly의 뜻 및 구성
2. Assembly 모델링의 종류
3. [조립품 명령어] 탭
4. 부품의 주요 상태 및 구성 상태
5. [구속조건] 명령

Section 02 Assembly 모델링 실습 - 예제 1
Lesson 1 Part 설계하기(Base)
Lesson 2 Part 설계하기(Plate)
Lesson 3 Part 설계하기(Slider)
Lesson 4 Part 설계하기(Screw)

Section 03 Assembly 모델링 실습 - 예제 2
Lesson 1 SubAssembly 작성하기(부분 조립품 A)
Lesson 2 SubAssembly 작성하기(부분 조립품 B)
Lesson 3 SubAssembly 작성하기(부분 조립품 C)

Section 04 Dynamic Simulation 개념
1. Dynamic Simulation 개요
2. Dynamic Simulation의 기능6
3. Dynamic Simulation Interface
4. 자동 구속조건 변환(검색기 폴더)
5. 시뮬레이션 플레이어 기능

Lesson 1 Dynamic Simulation 작성하기(자유 낙하 운동)
Lesson 2 Dynamic Simulation 작성하기(베벨 기어 회전 운동)

PART 4 3D 설계 프로그램의 이해 ? Rhino

Chapter 1 NURBS 모델링 개요

Section 01 NURBS 모델링과 Polygon 모델링 비교
1. NURBS 모델링 개요
2. 차수(Degree) 개요
3. 매듭점(Knot) 개요
4. 킹크(Kink) 개요
5. 연속성(Continuity) 개요
6. 이음새(Seam) 개요
7. 아이소커브(Isocurve), 와이어프레임(Wireframe), 에지커브(Edge - curve) 개요
8. 방향 지시(Direction) 개요
9. Polygon 모델링 개요
10. Rhino 3D와 3ds Max 비교
가. 모델링 진행 과정
나. 곡면 모델링의 장단점

Section 02 Rhino 소개 및 주요 특징
1. Rhino 3D 개요
2. Rhino 3D 주요 특징
가. 사용하기 쉬운 사용자 인터페이스
나. 고품질의 Surface 생성과 정확한 모델링
다. 경제적인 가격과 확장성
3. Rhino 3D Geometry Type
가. 포인트(Points)
나. 커브(NURBS Curves)
다. 서피스(Surfaces)
라. 솔리드(Soild)
마. 다각형 메시(Polygon Mesh Objects)

Section 03 Rhino 인터페이스와 활용 방법
1. Rhino 3D 화면 구성 알아보기
2. Rhino 3D 기본값 복원하기
3. Rhino 3D의 기초 사용법
가. 선을 작성하는 다양한 방법
나. 원 및 기타 커브를 작성하는 다양한 방법

Section 04 Rhino 주요 명령 사용법(Curve, Surface, Solid)
1. Curve 관련 주요 명령 사용법
가. 2뷰로 커브 만들기(명령어: Crv2View)
나. 단면 프로파일(명령어: CSec)
다. 커브 사이(명령어: TweenCurves)
라. 커브 투영(명령어: Project)
마. UV 커브 만들기와 적용(명령어: CreateUVCrv 및 ApplyCrv)
바. 커브 일치(명령어: Match)
2. Surface 관련 주요 명령 사용법
가. 로프트(명령어: Loft)
나. 1개 레일 스윕(명령어: Sweep 1)
다. 2개 레일 스윕(명령어: Sweep 2)
라. 레일 회전(명령어: RailRevolve)
마. 커브 네트워크(명령어: NetworkSrf)
3. Solid 관련 주요 명령 사용법
가. 파이프(명령어: Pipe)
나. 리브(명령어: Rib)
다. 보스(명령어: Boss)
라. 와이어컷(명령어: WireCut)
마. 2개체 부울 연산(명령어: Boolean2Object)
바. 부울 연산 분할(명령어: BooleanSplit)
사. 스플롭(명령어: Splop)

Chapter 2 Rhino 모델링 방법 - Level 01 기초 모델링

Section 01 Rhino 모델링 실습 - 예제 1 보석 모델링

Section 02 Rhino 모델링 실습 - 예제 2 술병 모델링

Section 03 Rhino 모델링 실습 - 예제 3 커피잔 세트 모델링

Section 04 Rhino 모델링 실습 - 예제 4 조명 모델링


Chapter 3 Rhino 모델링 방법 - Level 02 응용 모델링

Section 01 Rhino 모델링 실습 - 예제 1 랜턴 모델링

Section 02 Rhino 모델링 실습 - 예제 2 셀카봉 모델링

Section 03 Rhino 모델링 실습 - 예제 3 탁상용 선풍기 모델링

Section 04 Rhino 모델링 실습 - 예제 4 장난감 모델링