2015년 9월 2일 수요일

레이저 커팅 기반 소품 디자인

이 내용은 아래 글을 참고로 하였다.

1. 개요
최근에는 많은 디자인을 GrabCAD같은 곳에서 다운로드 받아, 레이저커팅으로 재미있는 소품을 만들어 볼 수 있게 되었다. 본 글은 이와 같은 곳에서 모델을 다운로드하고, 레이저 커닝을 하는 것에 대한 내용을 간단히 다룬다.



2. 준비물
디자인을 위한 준비물은 다음과 같다.
  • 오토캐드
  • 라이노
  • 스케치업
  • 슬라이서 애드인
오토캐드는 2차원 모델링도구이며, 라이노나 스케치업은 3차원 모델링 도구이다. 보통, 오토캐드는 레이저 커닝 절단선을 다듬거나, 수정할 때 사용한다.


3. 레이저 커팅 순서
레이저 커팅 순서는 다음과 같다.

1. 3차원 모델링: 필수적인 단계는 아니다. 3차원 모델링을 하지 않고, 바로 2차원 절단면을 디자인해도 무방하다. 다만, 3차원적으로 형상이 복잡하다면, 3차원 모델링부터 해야 한다.
2. 3차원 모델링 단면 디자인: 3차원 모델링이 되어 있다면, 라이노나 애드인 도구를 이용해, 단면을 자동으로 추출할 수 있다.
3. 단면 디자인을 DXF파일로 변환: 레이저 커팅 기계는 커팅 데이터를 전송하는 소프트웨어가 있다. 그 레이저 커팅 구동 소프트웨어가 입력받는 대표적인 파일 포맷이 DXF파일 포맷이다. 오토데스크사가 개발한 산업계 표준 포맷이 DXF파일이므로, 오토캐드에서 손쉽게 편집할 수 있다.
4. DXF파일을 레이저 커팅 구동 소프트웨어에 Import
5. 레이저 커팅 레이어 편집: 입력된 DXF 도면 파일에는 절단해야할 선들, 레이저로 표시만 해야할 선들로 구분해야 한다. 또한, 절단선들도, 외곽 절단선과 내부 절단선을 구분해야 한다. 만약, 외부 절단선을 먼저 레이저 커팅하고, 내부 절단선을 그 이후에 레이저 커팅하면, 전체 절단면이 기계 바닥이 떨어질 수 있기 때문에, 내부 절단선을 레이저 커팅 못할 경우가 생긴다. 그러므로, 아래와 같은 순서로 절단선을 선택해, 레이어로 구분한다.
1) 내부 표시선 레이어
2) 내부 절단선 레이어
3) 외부 절단선 레이어
각 레이어의 레이저 출력을 조절해, 절단, 표시 수준으로 레이저 출력 및 속도를 설정한다.
6. 도면을 레이저 커팅 기계에 다운로드
7. 레이저 커팅 기계에 재료(MDF/아크릴 등) 적재
8. 레이저 커팅 기계 원점 설정
9. 레이저 커팅 기계가 커팅할 최대 프레임 영역 확인
10. 별 이상이 없다면, 레이저 커팅을 시작한다.

대부분의 레이저 커팅 기계는 이런 순서로 진행된다. 레이저 커팅시 불꽃은 매우 강하므로 장시간 바라보고 있지 말자. 당연하겠지만, 기계가 잘 동작되지 않는다고, 정지하지 않은 상태에서 손을 기계에 넣어서는 절대로 안된다.

4. 다운로드를 통한 레이저 커팅
여기서는, 간단한 집을 다운로드해서, 레이저 커팅을 해 본다. 다음 링크에서 작은 MDF 집을 다운로드 받는다. 

http://cartonus.com/small-wooden-houses/

다운로드된 파일 압축을 풀어보면, *.ai 이 생성된다. Adobe 일러스터 프로그램에서 이 파일을 열고, dxf로 export한다. 그리고, 앞의 순서대로, dxf파일을 레이저 커팅 기계 구동용 소프트웨어를 이용해, 레이저 커팅을 한다.

만약, 집의 크기를 수정하려면, 오토캐드에서 scale이나 offset명령 등을 이용해, dxf 도면을 수정해야 한다. 이 경우, MDF 두께를 고려해 디자인한, MDF면끼리 접한 모서리 부분의 두께 부위가 달라질 수 있으므로, 주의해야 한다. 

5. 3차원 모델 기반 레이저 커팅
육면체와 같은 단순한 3차원 모형은 라이노 등에서 단면 추출 등의 명령으로 손쉽게 2차원 DXF파일을 생성할 수 있다. 하지만, 복잡한 곡면 3차원 모형은 모델링 된 것을 얇게 절단해, 절단면 별로 DXF파일을 생성한 후, 이 DXF 도면을 각각 레이저 커팅해야 한다. 이 경우, 별도의 애드인 툴이 필요하다. 이와 관련해, 다음 영상을 참고한다. 


6. 마무리
레이저 커팅을 이용하면, 매우 재미있는 공작품을 만들 수 있다. 그리 어렵지 않으니, 시도해 보길 바란다.



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