3D 프린팅 미니어쳐와 맞춤형 피규어: 디지털 모델 구현 가이드

최근 몇 년간 3D 프린터는 합리적인 가격과 사용 편의성에 안정성까지 갖추게 되었고, 그 결과 엔터테인먼트 업계, 게임 디자이너와 취미 사용자도 미니어쳐 제작에 3D 프린팅을 사용하기 시작했습니다.  

이번에 준비한 3D 프린팅 미니어쳐와 맞춤형 3D 피규어에 관한 종합 가이드에서는 극사실주의적인 디지털 모델을 실제로 구현하는 방법과 적합한 기술 방식 선택법, 후처리와 3D 프린트물 도색 방법, 미니어쳐에 필요한 3D 모델 자료의 출처까지 알려드립니다. 더하여 이 글에서는 이미 3D 프린팅으로 디지털 모델에 생명을 불어넣고 있는 회사들을 집중 조명해 보려고 합니다.

많은 산업 분야에서 맞춤형 모형 제작에 꼭 맞는 기술로 3D 프린팅이 부상하고 있습니다. 모형 제작과 엔터테인먼트 분야에서 3D 프린팅으로 제작한 피규어, 미니어쳐, 액션 피규어, 캐릭터 모형, 조각, 영화 소품, 스톱 모션용 인형, 미술품, 장식품은 실제를 방불케할 정도로 섬세하고 유니크하며 복제 또한 가능하며 생산 주기 또한 짧습니다. 

3D 프린팅은 영화와 시리즈물 업계에 변화를 불러오는 역할도 톡톡히 해내고 있습니다. 마블 영화의 러셀 보빗(Russell Bobbitt)과 레이즈드 바이 울브즈(Raised by Wolves) 첫 시즌과 두 번째 시즌을 함께 한 자코 스니맨(Jaco Snyman) 같은 소품의 달인들 뿐만 아니라 기묘한 이야기(Stranger Things) 비쥬얼 이펙트 및 디자인 스튜디오 아론 심스 크리에이티브(Aaron Sims Creative)는 3D 프린팅을 채택하여 소품 제작 시간을 극도로 줄이고 디자인 과정에서 영감을 얻었습니다. 창작은 더 유연하게 물 흐르듯, 소품과 모형 제작 과정은 더 효율적으로 바뀌었습니다. 

_{시각 효과(VFX)의 비하인드 씬과 아론 심스 크리에이티브 디자인 스튜디오의 기묘한 이야기 속 데모고르곤 디자인 과정}

게임 분야에서는 던전앤 드래곤 같은 테이블용 게임을 중심으로 온라인 커뮤니티가 발생했고 이런 커뮤니티의 게이머들은 D&D 미니어처, 피규어, 지형, 건물, 기타 보드 게임 액세서리를 독특한 형태로 제작하는 데 3D 프린터를 사용하게 되었습니다.

글로벌 플레이 앤 엔터테인먼트 기업인 해즈브로(Hasbro)도 대규모 맞춤형 액션 피규어 생산을 향한 획기적인 노력의 하나로 해즈브로 셀피 시리즈 피규어를 제작하는 데 3D 프린팅을 사용합니다. 팬들은 사상 처음 스마트 기기로 스캔한 얼굴과 꼭 빼닮은 맞춤형 액션 피규어를 집 앞까지 배달받을 수 있게 되었습니다.

적층 제조는 우수한 디자인과 엔지니어링 기회를 창출하여 전문가와 미니어쳐 제작에 열정을 품은 사람들이 3D 프린터를 통해 꿈꿔왔던 것들에 생명을 불어넣을 수 있게 해 주었습니다.

3D 프린팅 기술은 물리적으로 파트가 생성되기까지 소재를 한 층 한 층 정확하게 쌓아올려 컴퓨터 보조 디자인(CAD) 모델 데이터로 3차원 파트를 생성하는 기술입니다. 다음으로는 소품 제작자와 게임 디자이너, 취미 사용자가 다양한 소품, 미니어쳐, 피규어를 만드는 데 사용하는 3D 프린터 기술을 소개합니다.

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 필라멘트의 용융 및 압출을 통해 파트를 제작합니다.

다른 3D 프린팅 프로세스와 비교해 보면 FDM 방식으로는 제작하는 파트는 비교적 규모가 크고 레이어 분리 선이 확연히 보여 디테일한 표현이 부족한 최종 제품입니다. FDM 3D 프린터는 미세한 표면 디테일이 중요하지 않은 응용 분야의 3D 프린팅 미니어쳐를 값싸고 빠르게 제작하기에 좋은 프린터입니다.

모델에 따라 FDM 프린팅은 후처리로 서포트만 제거해야 할 수 있습니다. 그렇지만 FDM 프린터로 프린팅한 복잡한 피규어에는 서포트 구조가 추가로 필요하고 이런 서포트 구조는 제거하기가 그런 작업에는 샌딩이 필요할 수 있습니다. 

FDM 프린터는 비교적 저가의 옵션입니다. 로우엔드 취미용 데스크톱 거치형 FDM 프린터는 $500 미만으로도 구매할 수 있고 조각상을 3D 프린팅하는 데 사용할 수 있는 전문적인 FDM 프린터는 가격이 평균 $2,000~4,000입니다.

광경화성 수지 조형 방식(SLA) 프린터는 시중에서 구할 수 있는 것 중 활용성이 가장 크고 정밀한 데스크톱 거치형 3D 프린터입니다. SLA 프린터 기술은 액조 광중합 즉 레진 프린팅으로 액상 레진을 딱딱한 플라스틱으로 경화하는 데 레이저를 사용합니다. 레진을 3D 프린팅하면 다양한 첨단 소재를 사용할 수 있어 디테일과 표면 품질이 우수한 미니어쳐 피규어를 얻을 수 있습니다. 

레진 3D 프린터로 프린팅한 미니어쳐, 피규어, 모형은 해상도가 높고 크기가 극히 작은 프린트물에도 고도의 디테일을 표현할 수 있습니다.

SLA 프린터에서 3D 프린팅한 피규어에는 중간 정도 기간의 후경화 과정이 필요하지만 자동 후경화 옵션을 사용할 수 있습니다. SLA 프린터, 특히 Formlabs의 Form 3와 스케일이 큰 Form 3L 같은 저강도 광조형 프린터를 사용하면 서포트 구조를 제거하기가 쉽습니다.

SLA 3D 프린터를 이용하면 소재 선택의 폭이 넓고, 실리콘 성형, 백랍 주조, 또는 로스트 왁스 주조 같은 3D 프린팅 외 기존 응용 분야에서도 추진력을 더할 수 있습니다.

미니어쳐와 피규어를 프린팅할 수 있는 Formlabs의 고해상도 SLA 3D 프린터의 가격대는 $3,499에서 시작하고 대형 포맷 SLA 3D 프린터는 $10,999에서 시작합니다.

선택적 레이저 소결 방식(SLS)은 고출력 레이저로 폴리머 분말의 미세 입자를 용융합니다. 프린팅을 진행하는 동안 용융되지 않은 파우더가 파트를 지지하므로 전용 서포트 구조가 필요하지 않습니다. 따라서 분말 3D 프린팅은 내부 피처, 언더컷, 박벽, 함몰된 형상을 비롯해 정교한 모형과 복잡한 형상을 제작하기에 제격입니다. 

SLS 파트는 표면 마감이 다소 거친 면이 있으나 레이어 라인은 거의 보이지 않습니다.

SLS 프린터는 산업용 장비이므로 $100,000 근처에서 시작하는 진입 비용이 부담스러웠고 섯불리 도입하기가 어려웠던 기업이 많습니다. 그러나 Formlabs이 최근에 출시한 Formlabs Fuse 1은 최조의 벤치탑 산업용 SLS 3D 프린터이며 $18,499에서 시작하는 기존 산업용 SLS 시스템 가격의 일부만으로 고품질 프린트물을 얻을 수 있어 가히 그 간격을 메웠다고 볼 수 있습니다.

바인더 제팅 방식은 SLS 프린팅과 유사하지만 분말 소재를 결합하는 데 열 대신 결착제를 사용합니다. 모형 제작 분야에서는 사암 소재를 풀 컬러로 3D 프린팅하여 피규어와 미니어쳐를 제작하는 데 바인더 제팅을 흔히 사용합니다.

SLS와 유사하게 바인더 제팅에도 서포트 구조가 필요하지 않는데 이는 주변 분말이 필요한 만큼 모형을 지지하기 때문입니다. 그렇지만 바인더 제팅 프린터로 제작한 파트는 쉽게 부스러지고 기공이 많습니다. 이는 소재의 취성 때문에 후처리 과정에서 파트가 부러질 수 있으므로 복잡한 디자인을 제작하기에 좋은 프로세스가 아니라는 의미입니다.

바인더 제팅 3D 프린터는 고가의 산업용 장비이며 가격대가 $30,000에서 $100,000을 넘어섭니다.

미니어쳐 프린팅이 요하는 디테일한 표현과 정밀도 수준은 대단히 까다롭습니다. 프린팅 과정은 차치하고도 후처리 과정이 최종 미니어쳐의 품질을 크게 좌우합니다 여기서 미니어쳐 3D 프린팅과 준비가 더 쉬워지는 팁을 몇 가지 알려드리겠습니다.

3D 프린팅으로 제작된 프린트물의 품질은 두 가지 요소, 레이어 분리선과 서포트 구조가 좌우합니다.

레이어 분리선은 3D 프린팅 피규어에 지정된 레이어 두께가 두꺼울 수록 더 명확하게 보입니다. ”레이어 분리선이 두꺼우면 평평하거나 경사진 표면에 "계단" 효과가 생기거나 둥근 표현에 "픽셀화"가 일어납니다. 레이더 두께가 얇을수록 표면 품질이 우수하고 매끄러운 프린트물을 얻을 수 있습니다.

FDM 프린팅은 레이어 두께가 두꺼운 편이고 같은 레이어 높이로 설정해도 다른 방식보다는 레이어 분리선이 더 명확하게 보입니다. 파트를 형성하는 방식 때문입니다. SLA 프린터에서는 경이롭기까지 한 25μm를 포함해 원하는 프린트 품질에 따라 레이어 두께를 다양하게 지정할 수 있습니다. 최고의 디테일을 시연해 보일 용도로 사용하기에 제격입니다. SLS와 바인더 제팅 프린터는의 레이어 두께가 대략 100~110μm이지만, 최종 파트에서 레이어 분리선이 거의 보이지 않습니다.

FDM 프린터와 SLA 프린터는 3D 프린트물에 서포트 구조를 사용해 프린팅하는 내내 파트를 지지해야 합니다. 이런 서포트 구조를 제거해야 하는데 FDM 프린터의 프린트물에서 서포트 구조를 제거하기란 어렵지만 SLA 프린트물에서는 (파트 방향에 따라 다르지만) 비교적 쉽습니다. 서포트 구조 제거 작업이 복잡하면 최종 제품에 흔적이 남을 수 있고 고품질 마감을 원한다면 사포로 문지르고 광택을 내야 합니다.

_{Form 3 SLA 3D 프린터에서 프린팅한 파트의 서포트 구조 제거.}

막상 프린팅이 끝난 모형은 마감 상태가 완벽하지 않을 것입니다. 프린팅과 프라이밍과 도색으로 후처리를 마친 미니어쳐는 손으로 만졌을 때 흠집이 전혀 없으며 사용자의 취향에 맞게 진정 독특한 스타일까지 갖춘 모습입니다.

3D 프린팅 피규어를 최종 목적에 부합하도록 만드는 데는 어떤 방법도 사용할 수 있습니다. 프린터에서 갓 나온 그대로도 보기 좋은 모형이 많지만 도색하면 미니어쳐가 훨씬 더 돋보입니다.

도색하기 전에 3D 프린팅 피규어에서 서포트 구조를 전부 제거한 다음 사포로 문질러 서포트 흔적도 제거해야 합니다. 사포질 횟수와 연마 작업의 정도는 프린트물의 마감 상태에 따라 달라집니다. FDM 방식의 프린트물에는 사포질을 더 해서 레이어 분리선에 생긴 "계단" 현상을 줄여야 하지만고 SLA 방식으로 제작하면 프린팅이 끝나자마자 사용할 수 있는 매그러운 표면을 얻을 수 있습니다.

3D 미니어쳐에 사포질을 마치면 프라이머를 도포하는 것이 좋습니다. 3D 프린팅 미니어쳐에 적합한 프라이머를 고르면 전문가 수준으로 마감 처리할 수 있습니다.

_{프라이밍으로 3D 프린팅 파트 도색이 쉬워지고 흠집 없는 표면으로 마감하는 데 도움이 되는 이유를 확인해 보세요.}

3D 프린팅 미니어쳐를 섬세하게 도색하는 데는 아크릴 페인트를 다목적 선택지로 사용할 수 있습니다. 아크릴 페인트는 대체로 플라스틱과 쉽게 결합하지만 항상 페인트를 확인하여 "플라스틱"이나 "다면" 기능이 있는 페인트를 골랐는지 확인하고 도색 전에는 항상 프라이밍하는 것이 좋습니다. 

스프레이 페인트는 제대로 도포하기만 한다면 커스텀 미니어쳐를 일관적으로 매끄럽고 광택이 흐르는 표면으로 마감할 수 있습니다. 품질 좋은 프라이머를 도포하고 언더코트를 두껍게 바르면 스프레이 페인트로도 얼룩 없이 일관적인 색상의 전문가 품질을 노려볼 수 있습니다. 마감은 언제나 잡티에 강한 탑코트로 합니다.

_{스프레이 도색으로 프린터에서 나온 단순한 3D 프린트물이 다채로운 색상으로 도색된 모형이 되어 바로 진열할 수 있는 상태로 변신하는 모습을 확인해 보세요.}

3D 프린팅의 출발선은 언제나 디지털 모델입니다. 무료 또는 유료 모델 데이터를 다운로드하여 자체 모델을 설계하거나 심지어 기존 오브젝트를 스캔하여 3D 파일로 변환할 수도 있습니다. 

3D 프린팅 여정을 막 시작하셨다면 사전 제작된 디자인을 다운로드하는 편이 프린팅하기 쉽습니다. 세상에는 던젼앤 드래곤 피규어 커뮤니티처럼 게임 미니어쳐를 중심으로 하는 거대 온라인 커뮤니티가 존재합니다. Pinshape, MyMiniFactory, Cults, Thingiverse 같은 커뮤니티를 확인하면 무료 3D 미니어쳐 모델 디자인을 다운로드하여 자체적으로 프린팅하기에 좋습니다.

3D 모델링 소프트웨어를 제대로 고르면 바로 3D 프린팅할 수 있는 커스텀 미니어쳐를 디자인하는 데 도움이 됩니다. 미니어쳐를 제작하고 있다면 섬세한 디자인 스킬이 필요합니다. 비디오 게임 디자인이나 애니메이션에 특화된 CAD 소프트웨어를는 현실감 있는 미니어쳐를 제작하는 데 필요한 미세 도구로 사용할 수 있습니다. 

예를 들어, ZBrush의 디지털 조각용 도구로는 다양한 예술적 테크닉을 사용해 고해상도 모델을 제작할 수 있습니다. ZBrush의 주 사용자층은 영화, 게임, 애니메이션 제작 인력이며 현실감 넘치는 피규어 제작에 제격입니다. 웨비나에서 디지털 조각, 모델링, 급속 시각화에 ZBrush를 사용하는 방법을 자세히 알아보세요.

커스텀 3D 프린트라고 해서 완전히 처음부터 새로 하는 디지털 디자인이 바탕이 되어야 할 필요는 없습니다. 그 대신기존의 오브젝트를 3D 스캔할 수도 있습니다. 사용할 수 있는 스캐닝 도구는 저가의 심도 감지와 사진 측량에서 고해상도 전문가용 스캐너까지 다양합니다

파트를 3D 프린팅하기 전에 3D 스캔 데이터를 조정, 최적화, 마무리해야 할 때가 많습니다. 메쉬믹서(Meshmixer)를 사용하면 삼각형 메쉬를 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구획 재조각, 모델 스타일 지정 또는 새로운 피처 추가도 가능합니다.

전문적인 조각가, 모형 제작자, 열정적인 취미 제작자이거나 게이머라도 SLA 3D 프린팅은 디지털 모델에 생명을 불어넣어 현실감 넘치는 모형으로 제작하기에 좋은 도구입니다. 시간도 별로 걸리지 않고 책상에서 바로 진행할 수 있습니다. 

자체적으로 놀라운 디테일을 표현한 커스텀 미니어쳐와 피규어를 3D 프린팅하려면 Form 3로 시작하는 것이 좋고, 거대한 아이디어를 실현하기에는 Form 3L이 제격입니다.