연구배경: 제품 디자인 개발에 있어 사용성 및 양산성 테스트, 그리고 디자인 및 기구설계의 검증을 위한 시제품의 제작은 필수적인 요소이다. 최근에는 시제품 제작에 들어가는 비용과 시간을 절감할 수 있는 3D Printer를 많이 활용하고 있으나 3D Printer에 대한 기본적 지식만을 가진 준전문가사용자 집단이 3D Printer를 활용함에 있어 최대한의 출력 오류를 줄이고 최상의 품질과 효율로 시제품 제작에 활용할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 본 연구는 대다수 제품디자인 실무환경에서 사용하는 FDM방식 3D Printer에 대한 구조별 기술을 이해하고 범용적이고 정량적인 요인을 도출하기 위하여 국내 점유율 1위 3D Printer 장비를 활용하여 다각도의 3D 모델 출력 테스트를 진행하고, 재료는 PLA보다 작업 특성이 까다로운 범용 ABS 재료를 사용한다. Slicing/CAM은 기본 제공되는 소프트웨어를 활용한다. 객관적인 테스트 데이터를 도출하기 위하여 동일한 작업환경에서 3회 반복 테스트하고 평균값을 연구데이터로 활용하도록 한다. 본 연구에서 FDM방식 3D Printer를 중심으로 연구 및 테스트하여 연구의 결과에 대한 타당성은 FDM방식 3D Printer 및 범용 ABS 필라멘트 재료로 제한한다. 정량적 테스트 결과를 바탕으로 도출한 3D 모델의 필수 보정요소는 출력두께, 모서리처리, 파트 유격,쉘 작업, 솔리드모델, ABS수축의 6가지로 도출되었으며 이러한 요소를 통한 3D 모델의 보정은 STL파일로 변환하기 전 이루어져야 한다. 요소별 세부적인 보정 가이드라인은 본 연구에서 제시한 보정기준 체크리스트를 통하여 3D 모델 데이터의 보정을 유도하도록 하였다. 그리고 연구결과를 바탕으로 실무에서 활용된 3D 모델 데이터를 사용하여 직접 실험결과를 검증함으로 본 연구의 정당성을 입증하였다. 본 연구에서는 FDM방식 3D Printer의 효율적 사용을 위한 3D 모델 보정 요소를 테스트를 통하여 정량적으로 도출하고 이를 적용할 보정 가이드라인을 사용하여 실무에서 활용할 수 있도록 보정기준 체크리스트를 제작하여 제시하였다. 이를 통하여 출력 오류를 줄이고 작업 시간 및 결과물 변형 오류의 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시하여 3D 모델 단계에서의 데이터 보정은 실제로 출력을 실패하거나 출력 시 발생할 수 있는 에러를 최소화시키는데 의의가 있다고 하겠다.
본 논문은 대다수 제품디자인 실무환경에서 활용하는 FDM방식 3D Printer에 대한 구조별 기술을 이해하며 범용적이고 정량적인 요인을 도출하기 위해 국내 점유율 1위 3D Printer 장비를 활용하여 다각도의 3D 모델 출력 테스트를 진행한다. 또한 재료는 PLA보다 작업 특성이 까다로운 범용 ABS 재료를 사용하고자 한다.