3D 프린팅 건축 모델 가이드

3D 프린팅으로 건축 모델을 제작할 때 모든 방법이 동일하지는 않습니다. 특정 사용 사례에 적합한 프린팅 기술을 선택하는 것이 중요합니다.

건축 모형에 가장 많이 사용되는 3D 프린팅 기술로는 광경화성 수지 조형(SLA), 용융 적층 모델링 방식(FDM), 선택적 레이저 소결 방식(SLS), 바인더 젯팅 등이 있습니다.

광경화성 수지 조형 방식은 1980년대에 발명된 세계 최초의 3D 프린팅 기술이었고 여전히 전문가들로부터 사랑받는 기술 중 하나입니다. SLA 레진 3D 프린터

SLA 파트는 모든 플라스틱 3D 프린팅 기술 중 해상도와 정확도가 가장 높습니다. 광경화성 수지 조형 방식 파트는 도장하기 쉬운 가장 매끄러운 표면 마감을 제공합니다.

광경화성 수지 조형 방식은 고객이나 대중에게 컨셉과 아이디어를 제시하기 위한 매우 상세한 프레젠테이션 모델에 적합한 옵션입니다.

Fast Model Resin과 같은 고속 프린팅 재료 덕분에 SLA는 대부분의 파트에서 가장 빠른 3D 프린팅 프로세스이기도 합니다. 데스크톱 거치형 3D 프린터는 보다 컴팩트한 제작 용량을 제공하지만, Form 4L 과 같은 대형 3D 프린터를 사용하면 건축가와 모델 제작자가 진정한 대형 모델을 제작할 수 있습니다.

용융 적층 모델링(FDM) 방식은 융합 필라멘트 제조(FFF) 방식으로도 알려져 있으며 일반 소비자 시장에서는 가장 보편적으로 사용되는 3D 프린팅 방식입니다. 취미용 3D 프린터의 출현에 힘입어 인기를 얻는 방식입니다. FDM 3D 프린터는 열가소성 필라멘트를 용융 및 압출하여 파트를 제작합니다.

FDM은 네 가지 3D 프린팅 공정 중 해상도와 정확도가 가장 낮으며 복잡한 설계나 복잡한 특징을 가진 파트 설계를 프린트하는 데 가장 적합한 옵션이 아닙니다. 비교적 큰 모델을 저렴한 비용으로 빠르게 제작할 수 있어 디자인 초기 단계에서 제작하는 기본 컨셉 디자인 모델에 이상적입니다.

선택적 레이저 소결 방식( )은 산업용 애플리케이션에 가장 널리 사용되는 적층 제조 기술입니다. SLS 3D 프린터는 고출력 레이저를 사용하여 입자가 작은 폴리머 파우더를 용융합니다. 프린팅 과정 내내 용융되지 않은 분말이 파트를 지지하므로 전용 서포트 구조가 필요하지 않습니다.

SLS 프린팅는 내부 피처, 언더컷, 얇은 벽 및 네거티브 피처를 포함한 복잡한 형상에 이상적입니다. SLS 프린터로 생산된 파트는 기계적 특성이 뛰어나 구조용 파트에도 적합합니다.

바인더 제팅 3D 프린팅 기술은 SLS 프린팅과 유사하지만 열 대신 컬러 바인딩제를 사용하여 분말 사석 재료를 결합합니다. 바인더 제팅 3D 프린터는 생생한 풀컬러 3D 건축 모델을 제작할 수 있습니다.

바인더 제팅으로 생산된 파트는 표면이 다공성이고 매우 부서지기 쉬우므로 이 공정은 정적 응용 분야에만 권장됩니다.

독일 마인츠 응용과학대학 건축연구소( )의 연구팀이 중세 독일 도시인 보름스, 슈파이어, 마인츠를 대규모 3D 프린트 모델로 재구성했습니다.

오늘날 대부분의 건축가는 이미 디지털 공간에서 작업하며 BIM(Revit 및 ArchiCAD), Rhino 3D, SketchUp과 같은 건축 CAD 소프트웨어를 사용하여 디지털 CAD 설계를 생성합니다. 하지만 이러한 디지털 파일을 3D 프린트로 직접 실물 크기의 모델을 제작하는 데 사용할 수는 없습니다.

CAD 모델에서 3D 프린팅 가능한 파일로 성공적으로 전환하려면 3D 프린팅을 위한 설계에 대한 기본적인 이해, 일반적인 모델 제작 제약 조건이 3D 프린팅용 파일 준비와 어떤 관련이 있는지, 올바른 스케일 선택부터 조립용 설계, 후처리까지 스마트한 모델링 결정에 접근하고 결정하는 방법에 대한 이해가 필요합니다.

건축 모델은 전통적으로 다양한 재료와 컴포넌트로 조립됩니다. 3D 프린터는 이러한 컴포넌트를 가능한 한 적은 수의 개별 파트로 융합하는 데 도움이 되지만, 여전히 두 가지 이유로 일부 조립이 필요합니다:

1. 빌드 볼륨의 제약 조건: Form 4L과 같은 대형 3D 프린터를 사용하지 않는 한, 모델을 여러 파트로 나누어 3D 프린터의 빌드 볼륨에 끼워맞춰야 할 수 있습니다.

2. 내부 디테일이나 물성을 보여줄 필요성: 특정 모델에는 디자인에 대한 자세한 정보를 표시하기 위해 분리할 수 있는 컴포넌트가 필요합니다.

3D 프린트를 위해 건축 모델을 준비할 때 건축 모델 내의 다양한 컴포넌트의 크기와 형상은 주요 고려 사항입니다. 일반적으로 대형 모델, 여러 컴포넌트가 있는 모델, 복잡한 기능을 가진 모델은 3D 프린팅이 가능한 컴포넌트로 분할하여 조립합니다. 그런 다음 화학적 접착 또는 기계적 조립을 통해 파트를 쉽게 결합할 수 있으며, 광경화성 수지 조형 방식 및 SLA와 같은 기술로 프린팅물의 정확도가 높아 파트를 매끄럽게 결합할 수 있습니다.

최상의 결과를 얻으려면 다음과 같은 조립 모델링 전략을 적용해야 합니다:

• 이음새별로 모델 분할: 모델 또는 컴포넌트를 이음새별로 분할하면 프린팅 후 쉽게 조립할 수 있는 관리하기 쉬운 컴포넌트를 만들 수 있습니다. 모델을 분할하는 가장 간단한 방법은 스트레이트 컷을 사용하는 것입니다. 또 다른 접근 방식은 디자인에 프린팅물을 정렬할 수 있는 기능을 추가하는 것입니다.

• 컴포넌트별로 모델 분할하기: 일부 모델은 구조적 컴포넌트별로 분할하거나 프로그램에서 파트 키트로 분류하는 데 적합합니다. 이러한 컴포넌트를 개별적으로 프린팅한 다음 결합 기능을 사용하여 조립하거나 전체 건물의 한 컴포넌트를 나머지 컴포넌트와 분리하여 프린팅할 수 있습니다.

CAD 기술의 발전으로 3D 프린팅 가능 파일을 개발하는 과정이 크게 간소화되었습니다. 최신 CAD 플랫폼에는 건축가가 CAD 설계를 프린팅 가능한 모델로 변환하는 데 도움이 되는 전용 3D 프린팅 모듈이 있습니다. 그러나 여전히 1:1 축척으로 작업하고 있다는 점을 기억하세요. 프린팅 축척에서 올바른 치수를 얻으려면 약간의 빠른 변환이 필요합니다.

건축 모델을 개발하려면 사용하는 CAD 플랫폼에 따라 몇 가지 중요한 사항을 고려해야 합니다. 이러한 CAD 관련 고려 사항은 다음과 같습니다:

1. BIM 워크플로: 오토데스크 레빗이나 그래피소프트 아키캐드와 같은 파라메트릭 모델링을 활용하는 BIM 소프트웨어로 3D 프린팅 가능한 모델을 개발하려면 몇 가지 컴포넌트 관리가 필요합니다. 덕트, 이중창, HVAC 시스템과 같은 컴포넌트는 3D 프린트로 변환되지 않으므로 제거해야 하며 문, 창문, 벽, 슬래브와 같은 다른 파트는 두껍게 만들어야 합니다.

2. 표면 모델링 워크플로: 이 워크플로는 3D 프린트를 목적으로 2D 도면부터 시작하는 경우가 많으며, 보다 쉬운 접근 방식입니다. 단순화된 도면을 내보내고, 크기를 축소하고, 외부 셸이 될 때까지 돌출하고 다듬는 작업이 포함됩니다.

일반적인 건축 CAD 소프트웨어 에코시스템의 단계별 워크플로에 대한 백서( )를 다운로드하세요.

3D 프린팅 건축 모델의 다음 단계는 디지털 3D 모델을 3D 프린터가 이해할 수 있는 언어로 변환하는 것입니다. 이를 위해서는 PreForm과 같은 슬라이싱 또는 프린팅 준비 소프트웨어를 사용해야 합니다. 슬라이싱 소프트웨어는 초보자든 숙련자든 일반적으로 직관적으로 사용할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 3D 프린트의 구조에 영향을 미치는 강화가 필요한 벽, 지지되지 않는 부분, 닫힌 볼륨과 같은 세부 사항을 강조 표시하여 프린팅 전에 해결할 수 있습니다. 소프트웨어를 사용하여 해상도, 빌드 플랫폼 위치 및 지원 구조와 같은 설정을 최적화할 수도 있습니다.

소재은 디자인의 기본 콘셉트를 전달하는 데 중요한 역할을 합니다. 소재의 정확한 색상과 질감을 시뮬레이션하는 것이 항상 필수적인 것은 아니지만, 다양한 소재를 구분하는 데 도움이 될 수 있습니다. 모델을 컴포넌트별로 분할하면 다양한 3D 프린팅 재료로 파트를 제작하거나 개별적으로 다른 색상으로 페인팅할 수 있으므로 물성을 표현할 수 있습니다.

후처리는 특정 3D 프린팅 기술에 따라 다르지만 일반적으로 샌딩, 본딩 및 모델 페인팅이 포함됩니다.

3D 프린팅 프로세스별 개요는 다음과 같습니다: