제조 사례

제조 최적화 및 비용 33% 절감 3D 프린팅 – 국립현대미술관 김순기 작가

– 작품 콘셉트와 예산을 고려한 제조 컨설팅
– 사전 분석을 통한 실패 없는 3D 프린팅 제작
– 3D 프린팅 제작 노하우로 비용 33% 절감

도전 과제솔루션고객 혜택
· 작품 콘셉트와 기능에 맞는 3D 프린팅 방식과 재료 선정
· 로봇 구동 전자 부품에 적합한 3D 프린팅
· 예산에 맞춘 작품 제작
· 3D 프린팅 전문 컨설턴트의 제조 컨설팅
· DfAM 분석 프로그램으로 예상되는 출력 문제 사전 수정
· 3D 프린팅 전문 컨설턴트의 제조 방식 최적화 방안 도출
· 파트별 요구되는 기능과 물성 충족, 작품 완성도 높임
· 출력 실패 없이 시간과 비용 절감
· 3D 프린팅 제작 비용 33% 절감

재불작가 김순기 작가 회고전 《김순기: 게으른 구름》이 8월 31일부터 2020년 1월 27일까지 국립현대미술관 서울에서 개최되는데요. 크리에이터블은 김순기 작가의 작품 중 ‘시간과 공간 2019’의 ‘로봇 영희’를 3D 프린팅으로 제작했습니다.

김순기 작가의 작품 콘셉트와 기능에 맞는
3D 프린팅 방식과 재료 선정 제조 컨설팅,
3D 모델링 파일의 프린팅 적합성에 대한 DfAM 분석,
예산에 맞는 제조 방식 최적화 방안 도출 등을
크리에이터블 3D 프린팅 전문 제조 컨설턴트가 진행했습니다.

책의 텍스트를 인식해 시를 읊는 로봇의 전자 부품과 발열, 무게 등을 고려해 3D 프린팅 외관을 제작하는 등 기술적인 고려사항이 많은 프로젝트였습니다.

3D 프린팅 전문 컨설턴트가 처음부터 끝까지 제조 노하우를 녹여낸 진행 과정을 자세히 알려드릴게요.


1. 작품 콘셉트, 기능 구현 제조 컨설팅

김순기 게으른 구름
시간과 공간 2019
김순기 작가 <게으른 구름> 전시의 ‘시간과 공간 2019’

김순기 작가의 작품 ‘시간과 공간 2019’는 여러 협업자들과 제작해 발표하는 퍼포먼스 및 설치 작품입니다. 로봇 영희가 시를 낭송하고, 무당 김미화의 굿하는 소리, 전시마당 내 설치된 애드벌룬에서 나오는 소리가 어우러집니다.

로봇 제작에는 미디어아티스트 윤지현, 박얼, 이동훈이 참여했으며, 로봇의 전자 부품은 로보티스(Robotis), 로봇의 얼굴과 몸체는 크리에이터블이 제작했습니다.

크리에이터블 로봇 영희
로봇 영희

로봇 영희의 얼굴과 손, 발은 총 24개, 팔과 다리 등 몸체는 총 133개의 3D 프린팅 파트로 제작되었습니다.

얼굴, 손, 발은 흰색, 몸통은 진회색인데요. 흰색 부분은 SLA, 몸통은 MJF 3D 프린팅 방식으로 제작했습니다. 크리에이터블의 3D 프린팅 전문 컨설턴트가 로봇의 콘셉트와 기능에 맞게 제안한 방식입니다. 강도는 어느 정도여야 하며, 발열되는 부분이나 부품끼리 체결해서 돌아가는 부분이 있는지, 도색이 필요한지 등을 꼼꼼히 체크해 최적의 방식을 찾아냈습니다.

얼굴, 손, 발의 경우 디테일이 표현되면서도 표면이 매끄러워야 했습니다. 몸통은 특성상 관절에서 부품끼리 체결이 되기 때문에 튼튼하면서도 탄성이 있고, 쉽게 깨지지 않아야 했고요. 이러한 요구사항에 맞춰 3D 프린팅 방식과 재료를 선정했고, 각 프린팅 방식에 맞는 디자인 가이드 라인을 전달했습니다.

2. 3D 프린팅 적합성 DfAM 분석

DfAM(Design for Additive Manufacturing)이란 적층제조(3D 프린팅)에 가장 적합한 형태의 디자인, 적층제조의 강점을 잘 살린 디자인을 말합니다. 3D 모델이 있다고 해서 모두 3D 프린팅이 되는 것은 아닌데요. 3D 프린팅에 적합한 형태의 3D 모델의 특성이 있습니다. 면의 두께가 일정 크기 이상이어야 하고, 모델 표면에 뚫린 곳이 없어야 합니다.

크리에이터블의 3D 프린팅 전문 컨설턴트는 고객의 3D 모델이 3D 프린팅에 적합한지, 제조 과정에서 문제가 없을지 미리 검토, 확인 후 제작에 들어갑니다. 로봇 영희의 3D 모델도 DfAM 분석 프로그램으로 사전 분석을 진행했습니다.

아래 이미지는 로봇 얼굴 3D 모델의 일부분입니다. 초록색은 문제 없이 3D 프린팅이 가능한 것으로 분석된 부분이고, 빨간 부분은 가장자리가 얇게 표현되어 제작이 어려운 부분입니다. 크리에이터블은 3D 프린팅 제작 전에 모델 파일을 분석해 3D 프린팅에 적합하도록 수정 후 제작하기 때문에 실패 비용과 시간을 줄일 수 있습니다.

크리에이터블 DfAM
DfAM 분석 프로그램으로 모델 확인

아래 이미지의 톱니 부분을 보면 공차(치수의 허용 범위)가 0.142로 되어 있습니다. 이렇게 공차가 작을 경우 실제 3D 프린팅 출력 후 톱니가 너무 빠듯하게 될 가능성이 높아 미리 알려드리고 수정을 진행하기도 합니다.

3. 제조 방식 최적화로 비용 33% 절감

MJF(Multi Jet Fusion) 3D 프린팅 방식은 파우더 기반 기술입니다. 예열된 빌드 플레이트(출력물이 적층되는 판) 위에 플라스틱 분말을 얇게 깔고 난 후 특수 용액을 뿌리고 적외선을 비춰 출력물을 만드는데요. 파트의 수나 크기와 상관없이 출력 속도가 동일하고, 파우더가 가득 차게 되는 최대 크기 안에 파트를 최대한 효율적으로 배치할수록 비용이 줄어들죠.

크리에이터블 전문 컨설턴트는 아래와 같이 로봇 몸통 파트 133개를 3D nesting(3차원으로 배치)하여 최대한 비용을 줄일 수 있도록 했습니다. 세 번에 걸쳐 출력될 양을 2개의 통으로 배치하여 제작 비용을 33% 절감할 수 있었습니다.

크리에이터블 3d nesting
로봇 몸통의 효율적 배치

크리에이터블의 제조 최적화 과정을 거쳐 로봇 영희의 외관이 완성되었습니다.

크리에이터블 로봇 영희
로봇 영희
로봇 영희 퍼포먼스 장면, 국립현대미술관 제공

고객의 예산과 일정에 맞춘 제조 컨설팅, 크리에이터블이 함께 합니다.

제조 방식과 재료 제한 없이, 제품에 가장 적합한 솔루션을 드립니다.

온라인 제조 서비스 크리에이터블에서 시제품부터 양산까지 원스톱으로 진행하세요.

크리에이터블

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