"리쏘피아 프로그램을 이용하여 책도장 만들기"

 

학생들이 자신의 도장 디자인을 하고

디자인을 스캔하는 과정까지는 생략... 하고

 

리쏘피아 프로그램으로 모델링 하는 과정부터 시작해 본다.

 

리쏘피아 프로그램 다운로드와 설치 관련된 글은 관련 게시글을 참고...

 

http://chsuk74.tistory.com/199

 

1> 리쏘피아 프로그램으로 도장부분 모델링하기

  원래는 쿠키 커팅 도안을 위하여 만든 기능을 도장 만드는데 활용한 것이다.

  아래 그림의 순서대로 선택한다.

 

 

위와 같이 선택하면, 아래와 같은 창이 나타난다.

바로 그림에서와 같이 스캔된 그림에서 검정색 부분을

3D 모델링을 해주는 창이다.

 

그림에서 'Open New Image'를 선택하여 앞에서 스캔한 도장 디자인 도안을 선택한다.

 

 

각각의 설장값을 살펴보면

Width : 결과물 STL파일의 크기로 80mm를 의미

Cutter_Padding : 도장 바닥부분(사각형 테두리 밖으로 튀어나온 아래 Base의 폭)

Stamp_Extend : 몇 가지 변경된 값을 주면서 테스트 해 보았지만 어떤 설정인지 모르겠음.

Cutter_Thicknes : 테두리(정사각형 커터)의 두께

X_Resolution / Y_Resolution : 그림의 가로, 세로 해상도로

                                                 위 그림에서 그림 아래 표시된 해상도를 그냥 옮겨 적음

Base_Thickness : 베이스(밑의 판)의 두께(높이)

Cutter_Print_Thickness : 테두리(정사각형 커더)의 높이

Stamp_Print_Thickness : 앞의 도장 글자 부분의 높이

  *도장이기 때문에 커터와 스탬프의 높이를 같게 설정

    원래 목적대로 쿠키 커터로 활용할 경우 커터는 길게, 스탬프는 작게

    그러면 커터 만큼의 쿠키로 자르되, 스탬프가 쿠기 안에 찍히도록 하는 기능

    ==> 이 기능을 책도장 만드는 아이디어로 변경하여 활용한 것임!

 

 

그리고 아래의 몇 가지 설정값을 조정한 후

'Update 3D Model'을 선택하여 모델링을 하면

화면 오른쪽 하늘색 창 부분에 모델링된 모습이 미리보기로 나타난다.

(컴퓨터 사양에 따라 시간이 다소 걸린다.)

 

 

위 그림에서 오른쪽 미리보기 처럼 모델링된 것을 stl파일로 다운받으려면

'Download STL' 단추를 눌러 파일로 저장한다.(컴퓨터 사양에 따라 다소 시간 소요)

저장이 완료되면 아래와 같이 파일이 2개가 생긴다.

하나는 커터, 하나는 스탬프...

이중 미리보기의 모델링 stl 파일은 스탬프 파일이다.

80mm 크기에 약 20mm 높이의 모델링 파일이 대략 80~100MB정도의 용량의 파일로 만들어진다.

 

 

 

2> 모델링한 도장 부분을 3D 프린터로 출력하기

 

앞에서 제작된 도장 부분은 크기가 가로 세로 80mm의 크기로 제작되었다.

이를 실제 도장으로 만들 때에는 20mm의 크기로 변환하고자 하였다.

 

-현장 출력을 목표로 했었기에 출력시간을 최소화하고

 도장으로서도 적당한 크기를 유지해야겠다는 생각에서 20mm로 지정

-처음 모델링 과정에서 20mm로 크기를 설정하여도

 용량은 10MB정도의 차이만 날 뿐 큰 효과 없음

-처음 모델링 과정에서 크기를 크게 한 것은 각종 설정값을 지정할 때 편의를 위함.

 (일부항목은 소수점 이하 설정이 불가능함.)

 

아무튼 먼저 80mm짜리 stl 파일을 20mm짜리 결과물로 만들기 위하여 비율 축소

*참고로 이번 작업에 활용한 3D 프린터는 Si3-L170,

 슬라이싱을 위해 사용한 프로그램은 Repetier-Host

아래 그림은 슬라이싱 gcode 변환 프로그램에서 크기를 1/4로 변환한 모습이다.

그림의 눈금은 10mm간격으로 표시되어 있다.

 

 

크기가 변환된 대상을 infill만 100%로 설정해서 슬라이싱

-20% / 50%로 각각 슬라이싱을 했을 때 출력완료 시간 상의 차이는 1분 내외

-이 점을 고려할 때 특히나 도장으로 각인된 부분이 튼튼히 자리잡고 지지할 수 있도록 하기 위해 infill을 그냥 100% 지정

 

 

슬라이싱 결과 대략 10분 30초 예상 출력시간에 17층이 쌓인단다.

출력하는 프린터의 자체 속도를 100%로 하면 거의 맞고

정밀한 출력을 위해 프린터 자체 속도를 낮추면 그만큼 시간이 더 소요된다.

50% 속도로 낮추어 출력해 보았으나 결과물에 그다지 큰 차이는 없어 보였다.

그래서 그냥 100% 속도로 출력

(52명의 도장을 일괄 작업하려고 하니 일부러 시간 단축이 필요하기도 해서...)

 

 

 

*이렇게 해서 52개의 도장을 미리 디자인 도안을 받고 스캔, 편집, 출력까지 마무리하고

 행사 당일에는 출력한 결과물 도장을 나무 목도장에 직접 접착하고

 사포로 갈아 글자가 잘 찍히도록 하는 작업만 하고 완료.

 (행사 당일 1개조 8~9명, 총 6개조, 1개조당 체험시간 20분 배정이어서 전과정을 다 하기에는 시간상, 보유장비 상 여러 가지 문제로 고민 끝에 활동 내용 간소화함.)

 

*실제 출력한 결과물을 접착하고 사포 가공하는 것은 3편에서...

Posted by 창석쌤
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리쏘피아 프로그램으로 여러 가지를 해 본다.

 

10.31 교내 책축제 행사에서 SW이나 3D 프린터와 연계할 수 있는 아이디어를 찾던 중

학생들이 스스로 디자인 자신만의 도장을 리쏘피아 프로그램으로 모델링하고 출력해서 만들자는 아이디어...

 

대략의 과정을 요약하면 이렇다.

 

1. A4 용지에 40mm의 정사각형을 제시하여 학생들이 스스로 자신의 도장을 디자인

  -이 때 20mm로 축소할 것이므로 가급적 글자수를 적게, 글자체는 굻게 하여 디자인

 

2. 제작된 도장 도안을 스캔

 

3. 스캔한 도안에서 해당되는 부분만 500px 내외의 정사각형으로 크롭하여 편집

 

4. 크롭한 도안을 리쏘피아에서 '쿠키 커터' > '스탬프' 항목을 이용하여 모델링, stl파일로 저장

  -세부 조정 내용은 이후에 그림과 함께...

 

5. 저장된 stl 파일을 3D 프린터에 맞는 슬라이싱 프로그램으로 슬라이스

  -stl파일은 디폴트값으로 저장시 80mm 크기로 제작되므로 이를 1/4로 축소

  -도장으로 새겨진 글자 부분이 단단히 출력되도록 infill을 100%으로 설정(선택사항)

 

6. 3D 프린터로 출력

 

7. 출력된 도장 부분을 도장 손잡이 접착

  -이번 행사 때에는 나무 도장 손잡이를 주문하여 순간접착제로 접착(우드팡 디자인)

  -필요에 따라서는 손잡이를 3D로 모델링하여 출력할 수 있다. 하지만 시간과 노력이...

 

8. 도장 부분이 잘 찍히도록 하려면 사포로 찍히는 부분을 갈아 평탄하게 만들어주는 것이 중요

  -스탬프는 잉크스탬프를 활용 권장. 인주는 별로...

  -사포로 많이 갈았다고 해서 좋은 것은 아니지만 그래도 적당히 좋은 결과물을 얻기 위해서는 충분히 갈아주는 것이 좋을 것 같다.

 

그럼 실제 모델링하는 부분인 3번 과정부터는 다음 2편에...

Posted by 창석쌤
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비트브릭과 3D프린터를 이용한 출력물로 비트브릭 RC카를 만들자라는 생각에

이미 완성했던 모델은 아래 링크와 같다.

(링크 : 3D 프린터 출력물 이용 비트브릭 자동차 키트 만들기(1차))


이 1차 모델로 6학년 11명과 미로 탈출 미션을 이미 수행했다.  그 수업 후기는 나중에 ...

수업 진행 후에 든 생각이 일단 

차체가 필요 이상으로 크다는 점. 

그리고 모서리가 각이 져서 벽에 걸렸을 때 방향 전환에 방해를 준다는 점...

또, 바퀴와 모터 혼을 일체형으로 만들면 분리형으로 만들었을 때 모터혼과 바퀴의 유격에 의한 바퀴 흔들림이 없지 않겠는가라는 생각에서

나름 업그레이드를 시킨 것이다.


그리고 궁극적으로 지향하는 것,

약 5~10분 이내에 아주 어린 학생들도 간단히 조립을 해낼 수 있도록 해 보자는 목표는 그대로...

(차체를 학생들 스스로 구성해서 만드는 것도 좋은 SW교육의 한 목표라고 한다. 하지만 40분 수업으로 진행해야 하는 상황에서는 코딩에 집중하기로 하였고, 그에 맞추어 구조물 조립에 시간을 줄이자는 취지에서 구안한 것이다.) 



아쉬운 점은 있어서 몇 가지 고민은 해봐야 하겠지만... 나름 업그레이드 버젼이 잘 나왔다고는 생각한다. 

사실 현재 모델의 모태는 비트브릭 팀의 자동차 모델이다. 레이져 커팅으로 압축 종이를 잘라 만든 것...

그걸 흉내내며 우드락으로 만들어 본 것이 출발이다.

(링크 : 비트브릭팀의 '비트브릭 자동차' 흉내내기)


비트브릭 RC카를 만들기 위해 사용한 3D 출력물과 조립과정

3D 프린터 출력물

1. 레고판을 모델로 한 차체

2. 모터 혼과 일체형으로 만든 두께 10mm 바퀴

3. 볼캐스터 바퀴

4. DC모터 고정 파츠와 핀


1. 레고판을 모델로 한 차체

  전면에는 레고를 이용하여 각종 센서와 LED 등을 달 수 있도록 레고 블록을 만들었다.

  기존 레고들과도 호환이 잘 된다. 이곳에 센서를 부착한 예는 이 글 첫 부분에 있었던 비트브릭 자동차 초기모델 사진들을 보면 쉽게 이해될 듯...

  양쪽 긴 구멍은 DC모터를 파츠에 끼워 고정핀을 위로 밀어 넣을 수 있도록 만든 구멍이다. 

  파츠를 끼워 고정핀을 꼽아 고정할 수 있도록

  뒷 부분의 레고 블록은 비트브릭 메인보드를 고정할 수 있도록 했다.

  뒷 부분 홈은 DC모터 데이터 케이블을 고정할 수 있도록 했다. 

  가운데 넓은 사각형 홈은 전지끼우개를 양면테입으로 고정해서 자리를 잡을 수 있도록 한 것이다.

  자세한 것은 조립과정에서...


2. 모터 혼과 일체형으로 만든 두께 10mm 바퀴

  두께 10mm의 바퀴로 모터와 바로 연결할 수 있도록 모터혼 부분을 만들어 일체형으로 만들었다.

  만들고 나서는 좀 고민 요소가 남았다. 모터혼 연결부와 바퀴를 분리하는 것이 더 나을 수도 있겠다는 생각이 든다.


3. 볼캐스터 바퀴

  두 바퀴를 달면 차체가 앞으로 박힌다. 이를 막기 위해 받침대겸 앞바퀴로 활용할 수 있도록 만든 볼캐스터

  이건 직접 모델링 한 것인 아니라, 같은 아이디어 작업을 하는 김병석 쌤의 작품을 지원받은 것...


4. DC모터 고정 파츠와 핀

  DC모터 고정 파츠는 DC모터를 차체에 고정하기 위하여 만든 부품이다. 


가장 먼저 조립한 것이

DC모터를 모터 파츠에 끼우는 것!


DC모터를 모터 파츠에 끼워 차체에 연결한 모습

차체 위로 나온 부분에 핀을 꽂아 DC모터를 차체에 고정하는 모습

사실 핀을 꽂지 않아도 모터 파츠가 차체에서 빠지지 않는다. 구멍 폭이 좀 빡빡하게 모델링 되어 있어서...


DC모터 연결 후 바퀴 달기 전에 일단 전지끼우개를 본체에 연결


이후 모터와 연결부를 맞대어 바퀴를 끼운다. 이 때 DC모터 본체를 잡고 바퀴를 끼우는 것이 좋다.


바퀴를 끼워 넣은 모습으로 

초기 모델에서는 차체 윗 부분의 무게 때문에 가운데 부분이 눌려 바퀴가 한자의 팔자 모양으로 휘는 경우가 있어서 보강할 방법을 찾다가... 고무줄을 걸어 넣는 것으로 해결하기로...


위 사진에서 모터 앞쪽으로 볼캐스터를 앞바퀴 역할을 하도록 부착하는 모습

구슬을 사용하는 것은 바퀴의 움직임에 따라 자연스럽게 움직일 수 있도록 하기 위한 것.


차체 뒷 부분의 홈에 모터에서 나온 선을 클립처럼 고정할 수 있도록 만들었다. 

그렇지 않으면 연결선이 이상하게 쓸리거나 고정이 안되어 바퀴에 감길 수 있으니... 이를 막기 위하여


비트브릭 메인보드를 차체 위에 고정할 수 있도록 레고 1핀 블록을 4단씩 네 군데 세운다.


1핀 블록 위에 비트브릭 메인보드를 올려 고정한 모습

고정했다고는 했지만 사실 그리 튼튼하진 않다.

하지만 1차 모델에서는 1핀 블록 대신 대를 세워 바로 올릴 수 있도록 했지만 그 바가 쉽게 망가지는 단점이 있어서 이를 1핀 블록으로 대체...


본체 뒤쪽에서 볼 때 왼쪽 모터를 B포트에 오른쪽 모터를 C포트에 연결하였다.

물론 B, C포트 이외에도 다른 곳에 꽂아도 된다.

그런데 비트브릭 팀에서 제작해서 공유하는 앱인벤터 앱과의 통신을 위해서는 그렇게 연결하는 것이...

아래 사진은 급하게 모터 연결선을 정리하기 위해서 고무줄을 이용하여 고정한 모습이다.


아래 사진은 데이터 연결 선을 주변에 감아서 정리하는 형태로 구성한 것이다.

사실 깔끔해 보이기는 하지만 이 모습보다는 고무줄 정리 모습이 오히려 간단해 보인다.


이렇게 해서 앱인벤터로 제작된 조종기로 조종하는 모습이 맨 윗 부분의 동영상이다.


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페북에 올린 사진을 보고

3D 모델링 자료를 공유해 달라는 분이 계셔서...

파일 공유합니다.


1. 차체

RCCbody-1024.stl

 

2. 바퀴

wheel-horn-1024.stl

 

3. DC모터 파츠와 핀

DC-Parts.stl

4. 볼캐스트(큐보 볼)

Cubo_boll4.gco

  * 다른 분이 제작한 파일이라서 그리고 블로그 첨부파일 1개당 10MB용량 제한으로... ㅠㅠ

    애석하게도 G-Code 파일로만 올림을 양해 바랍니다.

 

3D 모델링은 연수받은 오토데스크 123D로 했습니다.

3D 출력파일로만 올립니다.

Posted by 창석쌤
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