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Digital Fabrication Workshop
이재경: 비정형 건축물의 가상 시공을 비롯하여 , 가구, 건축물의 디자인 등을 하고 있다. 건축을 기반으로 디지털 제작 기술을 연구하고 있으며 현재 증강 현실을 이용한 건설 시공 방법을 개발 중이다. http://ljkstudio.com/ http://www.designersfinger.com
장소/일정: 세종과학고, 2015년 1월 6일 참가: 세종과학교 1학년 20여명. 목표: 디지털 패브리케이션 과정 경험. 진행 방법: 과정을 디테일 하게 알려주는 것보다. 스스로 찾아가면서 코칭하는 형태로 진행 시간표: https://docs.google.com/document/d/1MZyqsL1Wx51pChnxoxdzX_oFsVA-qxvPm6nyyg6ViF0/edit
첫째날
디지털 패브리 케이션 소개
Q. 디지털 패브리케이션은 무엇인가요? (워크숍 듣는 친구들에게 질문)
정밀 제어를 통한, 컴퓨터를 이용한 제작
1. Digital Data를 이용한 제작 2. Digital Fabrication Tool을 이용한 제작.
Digital Fabrication을 이용하여 만든 예제
(Digital Fabrication 을 구글에서 검색. )
합판을 이용하여 만든 자전거
건축:
- Frank gary
- Dame Zaha Hadid
Q. 우리 주변에 Digital Fabrication을 이용한 건축 본적 있나요?
기존의 Fabrication?
3D 프린터 이전에는 뭐가 있었나? 이미 수백년동안 물건 제작 방법에 발전이 있었다.
* 플라스틱 사출. 금형 * vacume forming (카본 파이버 자동차 소개) * 머시닝 센터 (나중에 문래동 가보고 보기) * 그외 … 많음
가공할 재료를 아는게 중요.
3D 프린터로 뽑는 쓰는데 쓰는 재료는 극히 제한적이기 때문에, 다양한 재료를 다루기 위해서는 기존의 Fabrication 방법에 대해서 알아야 한다.
만들고 싶은것 공유하기
내가 만들고 싶은것은? - 재경: 비행기
여러분은 무엇을 만들고 싶습니까? - 생각하는 시간.
1. 미러큐브 2. 읽어버린 소리기사는 휴대폰 케이스. 에어백 케이스 3. 동그란 큐브 4. 권총 5. 모델 기차 6. 복잡한 패턴 필요 7. MP3 케이스. 골전도 스피커 8. 뿔달린 프라모델 9. 조종할 수 있는 팽이 10 드론 쿼드콥터 → 움직이는 알람시계 11. 눈과 입에서 빛이 나는 두들럼프. 12. 미니언. (코멘트: 3d프린터 제질 말고 다른 제질) 13. 선물용 샤프 14. 던지면 바뀌는 요술공 15. 인형 16. 머리에 꽂을 수 있는, 비녀 17. 가스가 세면, 이산화 탄소를 측정. 개복치 가스 경보기. 18. 슈팅 바쿠간 19. 쓰레기통(던지면 받는) 20. 목걸이 21. 트리하우스 22. 푹신한 전기카트
캐드시스템의 기초적인 생각
컴퓨터는 공간을 모른다. 제약적인 컴퓨터에게 3d공간을 알 수 있도록 기준이 필요하다.
그럼 무슨 기준이 필요하나? 컴퓨터는 모든 공간을 표현하기에는 제약적(공간적+계산적)이 기 때문에 원점이 필요하다. 사람이 컴퓨터에게 공간을 알려주기 위해서는 원점(0,0)을 정의해야하고 방향(x,y,z)를 정의하여야 한다.
1. 원점: origin point 0,0,0 2. 방향: 축 axis (예: x,y,z축)
3. 모니터, 그리고 카메라 모니터는 2d표현이다. 모니터는 작기 때문에 확대, 축소가 필요. 모니터는 2차원이지만 3차원 처럼 보이도록 카메라 연산을 한다 (원근) 투영.
4. 마우스로 지정.. 마우스가 2차원인데, 3차원을 어떻게 그리나?
5. 스냅 마이스의 클릭의 기준은 픽셀인데, 모니터에 투영된 크기에 따라서 마우스 클릭은 몇 미리가 될수도 있고, 몇 미터가 될 수 도 있다.
정확하게 필셀을 통해서 오브젝트를 선택할 수 없기 때문에 클릭한 픽셀 주변의 오브젝트를 자동으로 집어 주도록 하는 스냅 기능이 필요하다.
6. 정보 저장
화면에 그려진 정보를 저장하는 방법. 캐드마다 정보를 저장하는 방식이 다른다. 이에 따라서 데이터의 해상도/정밀도가 달라진다. 그 한계를 잘 아는게 중요. 왜? 데이터에 따라서 안되는 연산이 있거든!
- 라이노가 라인을 그리고 저장하는 방법 Line(A→B)
- 라이노가 커브를 그리고 저장하는 방법 Curbe(A, B, C, D, E)
- (Curve는 점을 저장하고 있고, 표현할때는 점을 근사하는 커브를 그리는 방정식을 통해서 화면에 표시한다.)
라이노 캐드 소개
1. 기초적인 UI thro 2. 모든 아이콘 커내기 3. 스스로 공부하는법 소개
라이노 사용 예
<html>
<iframe src=“player.vimeo.com/video/47845783?title=0&byline=0&portrait=0&color=cccccc” width=“500” height=“281” frameborder=“0” webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen></iframe> <p><a href=“http://vimeo.com/47845783”>MIT Architecture</a> from <a href=“http://vimeo.com/paperfortress”>Paper Fortress</a> on <a href=“https://vimeo.com”>Vimeo</a>.</p>
</html>
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===== 첫날 과제 =====
- 모든 아이콘 한번씩 눌러보고 라이노 도움말 읽어보기.
- 지금 낸 아이디어의 구체적인 크기와 형태.
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====== 둘째날 ======
===== 라이노 개념 소개
=====
라이노의 객체:
- 점, 선, 면, 면들의 집합으로 추상화 되어 있네.
부울연산 Bool
서로 만났나, 속하나, 연산하나 참과 거짓으로 판별하는 연산.
서피스
- 서페이스.
필렛
- 같은 평면에 있는 두 개의 커브를 접하는 반지름 R의 원으로 연결하는 것
면을 만드는 방법
- 라이노 전용 서페이스. 메쉬와 다른 라이노 서페이스.
- 메쉬: 면들의 집합. 면안에 점이 있고 면. 그물망처럼 보이기 때문에 메쉬라고 이름을 지음.
- 용량을 줄이거나, 다른 프로그램과 호환을 하기 위해서 메쉬로 변환.
필터:
- 정제?. 점. 선. 면중에 뭘 선택할지에 선택할 수 있다.
커브 투영
- 커브를 특정 축으로 그림자를 낸것
뷰 포트
- 보는 틀
===== 라이노로 설계 시연 =====
종이로 디자인한 물체를 라이노로 옮겨 본다.
수업시간에는 종이컵을 보고 치수를 제어가며 라이노에서 모델을 만드는 방법을 소개 하였다.
paper cup cad
===== 각자 실습 =====
설계
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모델링
===== 둘째날 과제 =====
실제 제작할 물건의 크기와 구조를 생각해서, 라이노로 실측 모델링한다.
====== 셋째날 ======
2015년 1월 13일
워크숍 목표:
다양한 제작방법을 이해하고, 제작 방법에 맞추어 3D모델의 디테일을 살려서 설계할 수 있다.
제작방법 소개
- CNC
- 3D 프린터
- 전개도 기법
===== CNC 소개 =====
computer numerical control: 컴퓨터를 이용한 재료 가공 기법(평면 또는 공간의 위치제어를 컴퓨터를 이용하여 제어하고, 재료의 라인 또는 면을 레이저 또는 엔드밀로 절삭하여 가공한다.)
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<iframe width=“560” height=“315” src=“www.youtube.com/embed/tpuVl_jS368” frameborder=“0” allowfullscreen></iframe>
</html>
CNC로 이용하여 만든 작업 소개
Fab Lab House: http://www.fablabhouse.com/
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<iframe width=“560” height=“315” src=“www.youtube.com/embed/bO-Dvm5OTuU” frameborder=“0” allowfullscreen></iframe>
</html>
===== 제작방법에 따라 모델 수정 방법 소개 =====
==== 3D 프린터를 위한 모델링 ====
펜
- 제작 방법: 3D 프린터, 재료.
- 볼펜심 0.3m
- 스케일.
코멘트.
- 곡률이 깨짐.
3D 프린터를 위한 모델링
- 펜을 기반으로 3D 프린팅 가능하게 모델을 수정.
- 좌표 평명 옮기기
모델이 평면에 닿는면이 넓게해야 서포터가 필요없다.
출력은 stl 포멧으로 출력.
==== CNC 제작을 위한 모델링 ====
CNC를 이용하여 만든 Burning plate의 디자인과 만드는 과정 소개
http://www.designersfinger.com/main/?portfolio=burning-plate
==== 전개도 작업을 위한 모델링 ====
한국의 전통목구조(한옥)의 결부방식을 라이노를 이용하여 그려보자.
현치도 그리기
1. 솔리드로 box와 5면체를 그리고 두개를 접합하여 집을 그린다.
2. 골조 세우기
2-1. 폴리 서피스의 와이어 커브 추출을 하여, 커브로 구성된 기본 골조를 만든다.
2-2. 커브를 explode하고, 지붕사선면에 수직하는 구성평면을 만들어 지붕사선면과 평행하는 직육면체를 만든다.
2-3. 땅으로 부터 올라오는 집의 기둥을 지붕사선면의 골조처럼, 직육면체를 이용하여 부피를 준다.
2-4. 돼지발 만들기
지붕사선의 골조와 땅으로 부터 올라오는 골조를 만나는 면을 정리한다.
정리하는 방법은 두개 골조가 만나는 면에서 튀어나오는 부분을 평면으로 자른다.(자를 평면 만들때는 구성평면을 이용하여 축이동을 하면 편리하다.) 그러면 돼지발 모양이 된다.
2-5 돼지발 처럼된 골조를 전개도를 만들고, 이 전개도는 골조를 만들때 이용한다.
3. 전개도 만들기
3-1 전개도 펴기
orient3pt 명령을 이용하여 골조의 면을 평면에 붙여 넣기 한다.
3-2 전개도 출력
전개도의 자르는선과 접는선 출력하기: 평면에 만들어진 전개도를 explode하여 서페이스로 깨트린다.
깨트린 서페이스의 edge로부터 테두리 작성을 이용하여, 닫힌 커브를 만든다.
이 닫힌 커브를 선택하여 종이에 출력하고, 전개도를 재단하고 조립하여 3D를 표현할 수 있다.
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pepakura 소개: http://www.tamasoft.co.jp/pepakura-en/
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집 전개도 만들기
참가자가 만들려고 하는 집모델을 수정하여 전개도를 만드는 방법을 시연 및 질답.
집 전개도 조립하기
===== 3D 프린터로 뽑기 =====
볼펜 모델과 베벨 기어 모델을 3D 프린터를 이용하여 뽑아 보았다.
====== 넷째날 ======
첫 시작은 작업하면서 생긴 질문을 받았습니다.
개체의 색은 어떻게 바꿀 수 있는가요? 레이어 색을 수정.
===== 랜더링 =====
- 랜더링: 모델을 빛과 주변 환경에 맞춰서 자연스럽게 다시 그려주는것.
- 랜더링도 어마어마한 분야.
- 환경맵 사용. 하늘로 설정
- 조명 넣기
- 사각형 조명 만들기
- 렌더링 걸기
오늘은 3D 프린터를 한번 해봅시다.
예제로 나사를 만들어 봅시다.
===== 나사 만들기 =====
30m 높이. 2m 나사 피치.
1. rectangle 만들기
1. TOP 뷰에서 polyline으로 (0,0,0), (0,30,0), (10, 30, 0) (10,0,0)을 그린다.
2. 폴리라인으로 (10,30,0) (30, 30, 0) 라인을 그린다.
2. 2번 폴리라인을 피치 2m로 오프셋 라인 -y방향으로 만든다.
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나사산을 만드는데 연산이 오래걸린다. 왜?
왜 라이노는 연산시간이 오래걸리나?
헬릭스, 레일을 모두 수학식으로 만들고 있음.
원통에서 레일(나사산)을 빼면, 최대한 비슷하게 뺄려고 함.
솔리드 연산을 지원하는 캐드는 쉽게 한다.
그럼 라이노로 어떻게 하면 쉽나?
뭘 빼는 솔리드 연산보다는
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라이노에서 하는 방식
서페이스를 SPLIT한다?
3D 프린터로 출력.
====== 다섯번째날 ======
2015년 1월 20일
===== 2d도면 그리기 =====
도면은?: 다른 사람이 이해할 수 있도록 전달하는 정도 표현. 각 분야마다 도면 표현 방법이 다른다.
- 치수> 2d도면 그리기를 이용하여 단면, 평면, 입면의 그림을 그리고, 치수를 넣는다. 치수글자 크기는 옵션 주석메뉴에서 바꾼다.
- 참고: 라이노 도움말 http://docs.mcneel.com/rhino/5/help/ko-kr/commands/make2d.htm
===== 단면 만들기 =====
3D 물체의 경우는 평면, 입면 파악하기 어려워서 3d물체에 중간 중간 단면을 만들어 이해를 돕는다.
단면만들기:
- 단면 만들기: Cplace을 이용하여 자를 면의 단면을 만들다.
- 3D물체를 단면으로 자른다.(split)
- 3D물체의 자른 한면과 단면의 Dup(겹치는)을 실행하여, 단면 커브를 만든다.
또다른 단면 만들기 방법
- 단면과 면이 만나는 라인을 바닦에 orient한다. (section으로 단면커브를 만들고, 단면커브를 선택하고 2D도면그리기(_Make2D)로 Top뷰에 단면을 만든다.
==== 비정형 물체 전개도 펴기 ====
UnrollSrf
물결치는 스플라인면을 제작할려면 어떻게 해야하나?
각각의 면을 곡률에따라 패널로 조각을 낸다음에 붙인다.
이런 물결치는 스플라인 면을 제작하기 위해서는 제작을 위해서는 도면이 필요한데,
전개도 표기로 도면을 만들 수 있다.
물결치는 스플라인면을 전개도로 피고, 곡률에따라 패널을 제작.
건축에서 비정형 도면화 http://www.freeform.kr/port_atypical/
====== 여섯번째날 ======
그래스호퍼
왜?
Q. 모델을 만들고 변경하고 싶을때 어떻게 할 수 있나?
→ 그래스호포를 사용하여 설계하면, 파라미터를 변경할 수 있다.
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그래스호퍼를 사용한 프로젝트 소개 http://www.robotsinarchitecture.org/
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<iframe src=“player.vimeo.com/video/30874737” width=“500” height=“281” frameborder=“0” webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen></iframe> <p><a href=“http://vimeo.com/30874737”>Introduction to KUKA|prc</a> from <a href=“http://vimeo.com/robotsinarchitecture”>robotsinarchitecture</a> on <a href=“https://vimeo.com”>Vimeo</a>.</p>
</html>
7축 로봇암을 형상을 따라서 자동으로 움직이도록 한다. `
다운로드: http://www.grasshopper3d.com/page/download-1 Grasshopper 1.0 설치!
실행
명령어창에서 Grasshopper 명령을 입력
그래스호퍼로 수정가능한 서페이스 만들기
라이노에서
A = x.Split(' ').Select(p => p.Trim()).Where(p =>!string.IsNullOrEmpty(p)).ToList();
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날개 윤곽 포인트 생성: NACA 4 digit airfoil generator http://goo.gl/8qPqzB
날개 생성 스크립트 https://www.dropbox.com/s/udvx9aatn8wq5r9/F.gh?dl=0
Pyhthon 스크립트 이용하여, 날개 생성
