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3d 프린팅 기술이 사람들에게는 좋지만 직업측면에서는 어떤가요?

안녕하세요. 김상규 전문가입니다.3D 프린팅 기술이라고 해서도면이 없는 것이 아닙니다.3D 구조로 된 도면이 입력되어야만 도면대로 출력이 되는 형식인데요.문제는 출력물의 형상이 직각적이고 단순하다면 문제가 되지 않겠으나비정형적이고 매우 복잡한 형상이라면이것을 도면으로 제작하는 데 상당한 어려움이 있거나불가능 한 경우도 있습니다.따라서 그런 경우에는3D 스캐너를 통해 스캐닝을 하여바로 형상을 도면화 시키는 장비가 필요합니다.3D 스캐너를 크게 두 종류로 구분한다면, 접촉식과비접촉식으로 구분할 수 있습니다.비접촉식 스캐너는 3D 스캐너가 직접 빛을 피사체에 쏘는 여부에 따라 능동형과 수동형 스캐너로 분류될 수 있습니다.최근 산업계의 주류는 대부분 능동형 스캐너이고, 능동형 스캐너만을 3D 스캐너라고 한정하기도 합니다.일단 기존의 정형적인 프린팅 경우에관련된 도면 엔지니어 들이 있어야 하겠고비정형적인 프린팅의 경우스캐너를 조작 운용하는 인력 또한 필요합니다.인공지능이든 3D 프린팅 이든 발전된 기술이 생겨남에 따라사라지는 직업도 있으나그 새로운 기술을 운용 관리할 새로운 직업도 당연히 생겨나야 하는 부분이겠습니다.3D 스캐너에 대해 간단히 나열해 보면(1) 접속식 3D 스캐너접촉식 3D 스캐너는 탐촉자로 불리는 프루브(Probe) 로 물체에 직접 닿게 해서 측정을 하는 방식입니다. CMM(Coordinate Measuring Machine)이 대표적인 방식이며, 대부분의 제조업에 오래 전부터 이 방식이 활용된 방식으로 정확도가 우수합니다.반면, 대상물의의 표면에 접촉을 해야 하므로 물체에 변형이나 손상을 줄 수 있다는 단점이 있습니다. 그리고 다른 스캐닝방식에 비해 측정 속도가 느립니다.(2) 비접촉식 3D 스캐너TOF 방식 스캐너의 핵심기술은 3차 인지 파인더(Range Finder or Laser Range Finder)라고 불리는 빛(주로 레이저) 을 물체 표 면에 조사하여, 그 빛이 돌아오는 시간을 측정해서, 물체와 측정원점 사이의 거리를 구하는 기술입니다.TOF방식의 정확도는 시간을 얼마나 정확하게 측정할 수 있는 가에 따라 좌우되는데, 현재 기술로는 약 3.3 picoseconds(1조 분의 1초)의 측정이 가능하므로, 이 방식은 약 1 mm 단위까지가 측정이 한계라고 볼 수 있습니다.따라서 토목 측정이나, 건물 등 대형물 측정에 많이 활용됩니다.레인지 파인더는 오직 측정기가 바라보는 방향(direction of view) 으로의 거리 밖에 못 구하기 때문에, TOF 3D 스캐너는 이 레이저의 방향을 정밀하게 바꿔주는 장치가 추가됩니다.(3) 광 삼각법 3D 레이저 스캐너광 삼각법 3D 레이저 스캐너도 능동형 스캐너로 분류되며, TOF방식의 스캐너처럼 레이저를 이용합니다. 레이저가 얼마 나 멀리 있는 물체에 부딪혔는가에 따라 레이저를 수신하는 CCD 카메라 소자에는 레이저가 다른 위치에 보여지게 됩니다.카메라와 레이저 발신자 사이의 거리, 각도는 고정되어 이미 알고 있으므로, 카메라 화각 내에서 수신 광선이 CCD 소자의 상대적인 위치에 따라 깊이(depth)의 차이를 구할 수 있습니다. 이를 삼각법이라고 합니다. 대부분의 경우는 단순히 하나의 레이저 점을 조사 하는 게 아니라 스캐닝 속도를 높이기 위해 라인타입의 레이저가 주로 이용됩니다.(4) 핸드헬드 스캐너핸드헬드 스캐너는 3D 이미지를 얻기 위해, 앞에서 언급된 광 삼각법을 주로 이용합니다. 점(dot) 또는 선(line) 타입의 레이저를 피사체에 투사하는 레이저 발송자와 반사된 빛을 받는 수신 장치(주로 CCD)와 내부 좌표계를 기준좌표계와 연결하기 위한 시스템으로 구성되어 있습니다.기준좌표 와 연결하기 위한 시스템은 정밀한 인코더가 부착된 소위 이동형 CMM이라고 불리는 접촉식 로봇 팔과 유사한 장치의 끝 단에 스캐너가 직접 붙여서 구성되기도 하고, 기준 좌표 계를 만들기 위한 마크를 피사체 표면에 붙여서 해결하기도 합니다. 최근에는 모션 트레킹 시스템과 유사하게, 외부에 두 대 이상의 카메라가 스캐너의 동작을 따라갈 수 있도록, 스캐너 외부에 6개의 자유도를 측정할 수 있는 적외선 발신자(infrared light emitting diode)를 붙여, 스캐너 외부에 설치된 트랙커(tracker)가 이 발 신자의 위치를 추적을 합니다이상 간단히 3D 프린팅 관련해서나열해 보았습니다

학문 / 기계공학

24.10.12

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