제9장 3D프린팅의 수학적 이해(Tinkercad)

Tinkercad 로 여러 가지 기본 3차원 도형을 사용하여 복잡한 3차원 디자인하고, 그 결과는 3D프린터에서 출력할 수 있는 형태의 파일로 저장하여 3D프린터로 출력해 보자.

PART I. Tinkercad 3D 도형 만들기

1. 기본 조작 방법

Tinkercad는 따로 프로그램을 설치할 필요없이 https://www.tinkercad.com 에 접속하여 사용하도록 만들어져 있다. 시작하려면 가입해야한다.

아래 Tincercat 사이트의 그림에서 오른쪽 위의 등록 버튼을 클릭하여 가입하자.

다음의 화면에서는 General account를 클릭하자.

이어서 나라, 생년월일, 이메일, 암호를 입력하여 계정을 만들 수 있다.

● 활동 1:  도형 옮겨놓기

1. 로그인하면 아래 그림과 같이 “새 디자인 작성”이 나타난다. 이 버튼을 눌러

디자인을 시작하자.

2. 아래그림에서 빨간색 상자를 마우스로 작업 평면으로 옮겨보자.

● 활동 2: 도형 살펴보기

1. 화면 왼쪽 위에 있는 ViewCube()를 클릭하여 움직여보자. 작업 평면이 회전되었다.

2. 작업평면에서 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 움직여보자. 작업 평면이 회전되는 것을 볼 수 있다.

● 활동 3:  작업 평면에서 도형 옮기기

1. 모양을 마우스 왼쪽 버튼으로 선택하여 이동해보자.

2. 아래 그림과 같이 움직인 거리가 나타난다.

숫자를 클릭하여 값을 변경할 수 있다.

● 활동 4: 도형 회전하기

1. 모양을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하면 둥근 화살표가 나타난다.

이것을 움직이면 도형이 회전한다. 위쪽에 있는 둥근 화살표를 움직여보자.

2. 여기서도 회전 각도가 나타나는 데, 이 값을 클릭하여 수정할 수 있다.

● 활동 5: 도형을 크게/작게

1. 모양을 클릭했을 때 나타나는 흰색 조절점 중 아래 4개는 가로, 세로의 길이를 변경할 때 사용하고, 위쪽 1개는 높이를 조절할 때 사용한다.  Shift를 누른 상태에서 흰색 조절점을 움직이면 가로, 세로, 높이가 같이 움직인다.

2. 검정색 사각형은 가로와 세로의 길이를 각각 변경할 때 사용한다.

위쪽에 있는 검정색 부채꼴모양은 위아래로 모양을 옮길 때 사용한다.

● 활동 6:  도형을 그룹으로 묶기

1. 여러 개의 도형을 하나로 묶어 복잡한 도형을 만들 수 있다.

아래 그림과 같이 상자와 원통이 붙어있을 때, 상자를 클릭한다.

또 Shift를 누른 상태에서 원통을 클릭하면 두 도형이 모두 선택된다.

2. 아래 그림에 표시된 오른쪽 위에 있는 버튼()을 누르면 두 도형이 합쳐지고, 그 오른쪽 버튼을 누르면 원상태로 분리된다.

3. 이때 투명한 모양을 사용하면 도형의 일부를 지울 수 있다.

● 활동 7:  도형을 정렬하기

1. 상자를 클릭한 후 Ctrl+D를 누르면 상자가 복제된다.

상자를 옮기면 두 개의 상자가 보인다.

두 상자를 모두 선택한 후 오른쪽위의 버튼()을 눌러보자.

2. 검정색 원모양의 조절점을 클릭하면 두상자의 위치가 정렬된다.

● 활동8: 3D 프린터로 인쇄할 수 있는 파일로 저장하기

1. 디자인을 마친 후 오른쪽 위의 “내보내기”를 눌러 STL을 선택하면

“다운로드”폴더에 결과가 저장된다.

2. 3D 프린터로 이 파일을 출력해보자.

2. 기본 도형의 작도

● 활동 9:  속이 빈 상자 만들기

1. 기본 쉐이프에 있는 상자는 속이 채워져 있다. 속이 빈 상자를 만들려면 상자 속이 작은 투명 상자를 넣어 묶는 방법으로 할 수 있다.

2. 상자 하나를 작업 평면에 옮겨놓고 Ctrl+D를 눌러 같은 상자 2개를 만들자. 상자 하나를 옮겨 2개가 다 보이도록 하자.

3. 상자 하나를 클릭하여 가로, 세로, 높이를 모두 30으로 만들자.

4. 다른 상자는 가로, 세로, 높이를 모두 25로 만들자.

5. 작은 상자를 선택하고 오른쪽 위 구멍()을 클릭하면 투명상자가 된다.

6. 투명 상자가 큰 상자의 한 가운데 들어가도록 정렬을 이용하자.

7. 가로, 세로, 높이에 해당하는 조절점 중 가운데를 모두 눌러 정렬하자. 투명 상자는 큰 상자 속에 들어가 보이지 않는다.

8. 왼쪽 마우스로 크기 사각형을 그려 두 상자를 모두 선택하고, 그룹화 버튼( )을 누른다. 이제 속이 빈 정육면체가 완성되었다.

9. 속이 비었는지 확인하기 위해 투명상자를 이용해 이 상자를 잘라보자. 기본 쉐이프에 있는 투명상자를 작업 평면에 옮겨놓고 위쪽으로 이동해보자. 작업평면에서 24정도 위쪽에 떠 있도록 하자.

10. 크기를 크게 하고 아래 그림처럼 옮겨 그룹화하면 자를 수 있다.

11. 두 도형을 그룹화 하여 보자. 아래그림과 같이 속이 빈 것을 확인할 수 있다.

● 활동 10:  Scribble과 text

1. 기본 쉐이프에서 Scribble를 옮겨 놓고 글자를 그려보자.

2. 오른쪽 아래의 종료 버튼을 누르면 아래 그림처럼 글자의 기둥이 만들어 진다.

3. 기본 쉐이프의 문자도 비슷하다. 문자를 작업평면에 옮기고 문자를 변경하면

아래 그림과 같이 윈도우의 글꼴로 글자 기둥을 만들어준다.

● 활동 11:

1. 정이십면체의 속을 비워보자.

2. 자기이름의 도장을 만들어보자.

3. tinkercad로 에펠탑을 만드는 방법을 검색해보고 따라해보자.

4. 원뿔 단면과 원뿔곡선을 만들어보자.

5. 정다면체(regular polyhedron) 단면 관찰 – tinkerpad로 만든 다음 결과물을 검색해보자.

tetrahedron, cube, octahedron, dodecahedron, icosahedron, small stellated dodecahedron, great dodecahedron

PART II. Tinkercad 코딩

모양 – 상자, 원통, 구, 지붕, 원추, 원형지붕, 문자, 쐐기, 피라미드, 반구, 폴리곤, 포물면, 토러스, 튜브, 하트, 별, 별

수정 – 새 객체 생성, 객체 사본 추가, Select All In Object, 객체삭제, 이동, 회전, 축척, 복사, 색상설정, 그룹생성

제어 – 반복, 개수, Pause

수학 – 변수생성, 설정, 변경, XYZ, 축, +, Sin, Random, 90

데이터

● 활동 1. 책상

● 활동 2. 별

● 활동 3. 하트 쌓기

● 활동 4. 회전 반복

● 활동 5. 로켓