3차원 측정 데이터는 역설계와 디지털 품질 관리(품질 검사) 분야에서 주로 사용되고 있지만, 다양한 분야에서도 활용할 수 있는 내용을 소개합니다.
다양한 제조 산업의 설계-디자인 팀에서는 고객이 제품을 올바르게 취급하고 기능을 활용할 수 있도록 다양한 문서를 제공하고 배포하고 있습니다. ‘사용자 매뉴얼’, ‘사용 설명서’, ‘제품 설명서’ 등 종이 문서와 디지털 문서 파일에는 이해가 쉽도록 도식화 이미지를 사용하고 있으며 다양한 용어로 불리고 있습니다. (예: 라인 드로잉, 매뉴얼 라인, 라인 일러스트, 삽화, 라인 크래프트, 인포그래픽 등)
2D 도면이나 3D 모델링과 같은 설계 데이터를 보유하고 있다면 디자인 팀에서 자료를 활용하여 ‘사용자 매뉴얼’과 같은 문서의 제작이 가능하지만, 설계 및 디자인 자료가 없는 경우에는 실 제품을 참조하여 제작할 수밖에 없습니다. 3차원 측정 기술과 역설계를 통하여 어떻게 활용할 수 있는지 살펴보도록 하겠습니다..
02 3D스캐닝 데이터(polygon mesh)
설계 데이터를 보유하지 못한 상황에서는 실물 제품을 3차원 측정하여 활용할 수 있습니다. 측정 예시를 위해 사용된 측정장비는 CREAFORM 사의 포터블 핸디-헬드 방식의 HandySCAN BLACK Elite 3D레이저 스캐너를 사용하여 측정한 결과입니다. 3D스캔 데이터는 삼각형의 그물망 구조의 ‘메시(Mesh)’ 데이터입니다. 아래의 이미지는 이해를 돕기 위하여 와이어 프레임이 보였을 때와 보이지 않을 때를 구분하였습니다.
역설계(3D모델링) 결과물 (데이터 형식: STP, IGS, X_T)
03 역설계 데이터를 활용한 이미지 제작
3D스캔 데이터를 기반으로 역설계된 데이터는 3D CAD 형식의 3D 모델링 데이터이며, 파일의 형식은 STEP, IGES, Parasolid(x_t, x_b) 등이 있습니다. 이러한 데이터를 활용하여 설계 및 모델링 프로그램이나 렌더링 프로그램을 이용하여 2D스케치 형식의 라인 이미지를 취득할 수 있습니다. 각 단계별 이미지 제작을 위하여 3D모델링 데이터 상에서 펼치거나 사용하는 위치를 설정하여 각각의 필요 이미지 제작에 사용됩니다.
[ 이미지 설명 ]
- a: 3D 스캐닝 데이터 (Polygon Mesh 형식, STL 확장자)
- b: 역설계된 3D모델링 데이터 (3D CAD 형식의 STP, IGS 등의 확장자)
- c: 도식화된 이미지 결과물
상품 설명서(매뉴얼) 이미지: 이해를 돕기 위해 제작된 자료입니다. (소스 출처: 한국필립스, 사용자 매뉴얼)
04 설계 / 모델링 / 렌더링 프로그램을 이용한 이미지 제작
- 3D스캔 데이터만으로 사용시, 외형의 아웃라인(Outline)과 실루엣(silhouette) 등의 라인-커브(Line-Curve)를 취득할 수 있으며,
- 역설계된 3D모델링 데이터를 확보하였다면 여러 설계 프로그램에서 2D도면을 추출하여 dwg, dxf, ai, igs 등과 같은 라인-커브(Line-Curve) 형태로 사용이 가능합니다.
- 3D스캔(STL) 및 역설계(STP) 중에서 하나의 데이터만 확보되면 렌더링 프로그램이나 디자인용 모델링 프로그램에서도 이미지를 제작할 수 있습니다.
3D모델링 및 렌더링 프로그램을 이용한 도식화된 이미지 결과
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