📋 영상 요약

🎯 개요

이 영상은 3D 프린터 운용기능사 필기 시험을 2시간 안에 초단기로 학습하는 방법을 안내합니다. 100점을 목표로 하기보다는 75점 정도를 목표로 하여, 시험에 필요한 핵심 내용을 빠르게 파악할 수 있도록 돕습니다.

📌 주요 주제

3D 프린터 운용기능사 필기 시험 대비를 위한 핵심 이론 정리 및 학습 전략 제시

🔑 핵심 내용

• 1. 시험 개요 및 자격증 소개 [0:00:45]

3D 프린터 운용기능사 시험은 3D 프린터의 사용법을 검증하는 시험이며, 3D 프린터 개발 산업기사와 함께 한국산업인력공단(Q-net)에서 시행합니다.

필기 시험은 3D 프린터의 기본 개념, 3D 모델 파일 제작, 3D 스캐닝, 3D 프린터 종류, 재료, 후가공, 안전 사용법 등을 다룹니다. 실기는 3D 모델링, 3D 프린팅, 후가공 순으로 진행됩니다. 2022년에는 1, 2, 3, 4회 시험이 있었습니다.

• 2. 3D 프린터의 기본 개념 [0:03:07]

3D 프린터는 아이디어 구상, 설계, 시제품 제작 단계를 거쳐 최종 제품을 만드는 과정에서, 시제품 제작 비용과 시간을 줄이기 위해 개발되었습니다.

3D 프린터는 래피드 프로토타이핑(RP) 장비로 시작되었으며, 1980년대에 개발되어 2000년대 후반부터 보급형 3D 프린터가 등장했습니다. D램4 프로젝트를 통해 오픈 소스로 기술이 공개되면서 보급이 확대되었습니다.

• 3. 3D 프린터 작동 원리 및 일반 프린터와의 비교 [0:07:02]

3D 프린터는 데이터를 준비하고, 프린터 설정을 한 후, 재료를 넣고 출력하는 방식으로 작동합니다.

일반 프린터와 마찬가지로 3D 모델링 파일을 데이터로 사용하고, 슬라이싱 프로그램을 통해 프린터 설정을 진행합니다.

• 4. 3D 프린터의 특징 [0:09:19]

3D 프린터는 적층 가공(쌓아서 만드는 방식)을 통해 제품을 제작합니다.

대량 생산보다는 소량 맞춤형 생산에 적합하며, 표면이 거칠고 서포트가 필요할 수 있습니다. 복잡한 형상 제작이 용이합니다. 적층 가공을 이용한다는 점이 가장 중요합니다.

• 5. 3D 모델링 방법 [0:13:24]

3D 모델링 방법: 3D 모델링, 3D 스캔, 다운로드. 시험에는 모델링과 스캔이 주로 출제됩니다.

3D 모델링 방법: 솔리드 모델링, 폴리곤 모델링, 서피스 모델링, 넉스 모델링. 솔리드 모델링은 기계 부품처럼 정확한 치수가 필요한 경우 사용하며, 무게 중심 등 성질을 파악할 수 있습니다. 폴리곤 모델링은 캐릭터 형태처럼 정형화되지 않은 형태 제작에 사용되며, 메쉬(mesh)를 이용합니다. 중량/무게 중심은 솔리드 모델링, 메쉬는 폴리곤 모델링을 기억해야 합니다. 파라메트릭 모델링은 변수를 사용하여 모델링하는 방식입니다.

• 6. 불리언 연산 [0:18:07]

불리언 연산은 모델을 합치고 뺄 때 사용되는 기능입니다.

Union(합집합), Difference(차집합), Intersection(교집합)

• 7. 도면 보는 법 [0:19:10]

투상도: 3차원 형상을 평면에 그린 그림

정투상도: 직각으로 교차하는 3개의 평면에 투상하는 방법 일각법 vs 삼각법 일각법: 투상면-물체-눈 순서. 보는 것과 반대 방향으로 보임. 삼각법: 물체-투상면-눈 순서. 보는 것과 동일한 방향으로 보임. 삼각법이 주로 사용됩니다. 공차: 설계상 정해진 치수에 대한 허용 오차 범위 공차 종류: 모양 공차, 자세 공차, 위치 공차, 흔들림 공차 등 선 종류: 가는 실선(치수선, 치수 보조선 등), 해칭선, 가는 1점 쇄선(중심선 등) 가는 실선과 해칭선이 중요합니다. 치수 기호: 지름(Φ), 반지름(R), 정사각형, 참고 치수(괄호)

• 8. 2D 스케치 기능 [0:33:31]

선 긋기, 원 그리기, 사각형 그리기, 호 그리기 등

트림, 챔퍼, 필렛 기능이 중요합니다.

• 9. 3차원 형상 제작 방법 [0:35:22]

돌출, 회전, 구멍, 스윕, 쉘, 모따기, 못깎기 등

스윕: 단면 스케치와 경로 스케치가 필요합니다. 구속 조건: 수평, 수직, 동심, 접선 등

• 10.3D 스캐너 [0:39:57]

실제 제품을 디지털 파일로 변환

역설계에 활용 접촉식(3차원 측정기, CMM) vs 비접촉식 비접촉식: 레이저, 광학식 레이저 방식: TOF 방식(시간 측정), 삼각 측량법(사인 법칙) 광학식: 변조 광 방식, 백색광 방식 TOF 방식은 시간을 측정, 변조 광 방식은 주파수가 다른 빛을 이용합니다. 젊군(Point Cloud): 스캔 데이터의 형태

• 11.스캐닝 과정 [0:44:11]

스캔 준비 → 스캐닝 설정 → 스캐닝 → 프로그램 보정 → 저장

준비: 표면 처리(투명, 광택, 검은색은 스캔 어려움), 스캔 가능 크기 확인 설정: 원점 설정, 자동 초점, 조도 조절, 측정 범위 설정, 스캐닝 간격/속도 조절 스캐닝: 점 데이터(포인트 클라우드) 수집 보정: 정합(겹치는 부분 보정, 정합용 마커 사용), 병합, 데이터 클리닝, 페어링(메쉬 파일 변환) 정합용 마커를 사용하여 여러 번 스캔한 데이터를 합칩니다. STL 파일: 3D 프린팅에서 가장 많이 사용되는 파일 형식 STL 파일의 오류: 열린 면, 반전면, B-매니폴드

• 12.3D 프린터 종류 [1:03:11]

7가지 분류(ASTM): 재료 압출, 광중합, 분말 소결, 재료 분사, 결합제 분사, 시트 적층, 지향성 에너지 퇴적

FDM(FFF), SLA, DLP, PolyJet, SLS, CJP FDM: 필라멘트(열가소성 수지) 사용 SLA: 레진(광경화성 수지) + 레이저 DLP: 레진(광경화성 수지) + 프로젝터 PolyJet: 레진 + UV 램프 SLS: 분말(열가소성 수지, 금속) + 레이저 소결 CJP: 분말(석고) + 접착제 SLS는 소결, CJP는 접착제를 사용합니다. SLS, CJP는 서포트가 필요 없습니다.

• 13.FDM 방식 [1:10:00]

직교 방식(XY, Z), 델타 방식

압출기 위치: 직결 방식, 보우덴 방식 리트랙션: 거미줄 현상 방지

• 14.3D 프린터 재료 [1:12:51]

PLA, ABS, PVA, 나무, PC, HIPS, TPU, 나일론

PVA: 물에 녹는 재료, 서포트 PC: 전기 절연성 HIPS: ABS와 PLA의 중간 강도 TPU: 고무 소재 나일론: 의류 PLA vs ABS PLA: 친환경, 출력 쉬움, 후가공 어려움 ABS: 유해, 출력 어려움, 후가공 쉬움 PLA는 학교, ABS는 후가공이 중요한 곳에서 사용됩니다.

• 15.슬라이싱 프로그램 [1:15:04]

3D 모델을 층별로 나누어 G-code 생성

모델 크기 조절, 방향, 위치, 복사, 대칭 적층 높이: 노즐의 1/2 (0.3mm 노즐 = 0.2mm 적층) 적층 방향: 실기에서 중요

• 16.서포트 [1:24:00]

제품이 무너지지 않도록 지지대 역할

서포트가 가장 많이 생기는 형상은 제작 시간이 가장 오래 걸립니다.

• 17.바닥판 설정 [1:25:56]

바닥과 안착: 라프트, 브림

브림은 레벨링이 잘 된 경우, 라프트는 레벨링이 잘 안 된 경우 사용

• 18.인필과 외벽 [1:27:55]

인필(내부 채움 밀도), 외벽(쉘)

쉘의 수를 늘리면 외벽 두께가 두꺼워집니다. 압출기: 핫엔드, 리트랙션

• 19.G-code [1:30:42]

3D 프린터의 동작을 제어하는 코드

G-code는 사용 재료량, 사용 길이, 출력 시간을 계산하는 데 사용될 수 있지만, G-code 자체에 포함되어 있지는 않습니다. G 코드: G00(급속 이동), G01(직선 보간), G02/G03(원형 보간), G04(일시 멈춤), G28(원점 복귀), G90(절대 좌표), G91(상대 좌표) M 코드: M01(일시 정지), M17(스테핑 모터 전원 공급), M103(압출기 선택), M104(압출기 온도 설정), M106(팬 켜기/끄기), M140(베드 온도 설정), M40(챔버 온도 설정)

• 20. 오류 처리 [1:40:02]

출력용 데이터 오류 검사 → 치명적인 오류면 모델링 수정, 그렇지 않으면 자동 오류 수정 → 손으로 수정 → 출력

• 21.후가공 및 안전 [1:49:51]

사포: 낮은 번호 → 높은 번호 순으로 작업

아세톤 훈증: ABS 재료에 사용, 표면 매끄럽게, 유해 물질 주의, 화기 금지 FDM: 커버 장착, 작동 중 만지지 않기, PLA 사용, 스크래퍼 사용 주의 SLA: 보안경 착용, 환기, 직사광선 보관 X 안전 장갑: 숫자 클수록 안전, 찢어지면 교체 MSDS 확인

💡 중요 정보

출력 중 오류 발생 시 대처 방법 [1:46:52] 바닥 안착 안됨/ 휘어짐: 라프트/브림 넓게, 베드 온도 높임, 베드 청소, 레벨링, 첫 레이어 천천히 거미줄: 압출기 온도 낮춤, 쿨링팬 세게, 리트랙션 조절 측면 밀림: 타이밍 벨트 조절 3D 모델링 파일 형식 [1:00:01] STL, AMF, OBJ, 3MF, PLY 3D 프린터 종류별 재료 [1:10:00] FDM: PLA, ABS, PVA, PC, HIPS, TPU, 나일론 SLA: 레진 SLS: 열가소성 수지, 금속 CJP: 석고 DLP: 레진 PolyJet: 레진

📖 예시 및 스토리

3D 모델링 예시[0:57:28] STL 파일은 3D 프린팅에서 가장 많이 사용되지만, 시험에서는 중요하지 않다. G 코드 예시 [1:34:59] 절대 좌표(G90)를 이용한 이동: G00 X0 Y0 Z0, G00 X2 Y2, G01 X3 Y4 상대 좌표(G91)를 이용한 이동: G00 X0 Y0 Z0, G01 X2 Y2, G01 X1 Y2

🎓 핵심 내용

• 1. 3D 프린터 운용기능사 필기 시험의 핵심 내용을 파악하고 시험 대비를 위한 전략을 세워야 합니다.
• 2. 3D 모델링, 스캔, 3D 프린터 종류, 재료, 설정 값, G 코드, 안전 수칙 등의 핵심 내용을 이해해야 합니다.
• 3. 3D 프린터의 작동 원리, 특징, 재료의 특성, 오류 처리 방법 등을 숙지해야 합니다.

✅ 실천 항목

□ 시험에 자주 출제되는 핵심 내용(적층 가공, STL 파일, FDM, SLA, SLS)을 암기합니다. □ 기출문제를 풀어보고, 오답 노트를 작성합니다. □ 슬라이싱 프로그램의 설정 값을 이해하고, 실제 3D 프린팅 경험을 쌓습니다.

🔍 결론

이 영상을 통해 3D 프린터 운용기능사 필기 시험의 핵심 내용을 빠르게 파악하고, 시험에 효과적으로 대비할 수 있습니다. 핵심 내용을 중심으로 반복 학습하고, 기출문제를 풀어보면서 실력을 향상시키세요.