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활용사례

활용 사례

NRNU MEPhI I과 학생들과 내시경 캡슐개발, 프로토타이핑을 위한 3D 프린팅 기술 활용

NRNU MEPhI I과 학생들과 내시경 캡슐개발, 프로토타이핑을 위한 3D 프린팅 기술 활용

NRNU MEPhI I과 학생들이 개발하고 제작하는 획기적인 제품으로 발전함에 따라 

ProJet 460Plus는 계속해서 효율적인 워크플로에 활력을 불어넣고 속도에 관한 혁신 모델을 지원합니다.

 

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러시아 최대 대학 중 하나인 국립 연구 핵 대학 MEPhI는 젊은 과학자들이 아이디어를 상용 제품으로 개발할 수 있도록 돕는 데 자부심을 느낍니다. 따라서 IT, 의료 기술, 정보 보안, 마케팅 및 경제 분야의 100 명 이상의 전문가를 호스팅하는 NRNU MEPhI는 학생들이 대학의 엔지니어링 센터에서 프로젝트를 개발할 때 반복적 인 설계 및 프로토 타이핑에 크게 의존합니다.


그러나 NRNU MEPhI 학생들은 전통적으로 프로토 타이핑을 위해 외부 회사에 의존했으며, 주요 장애물은 전통적인 부품 생산에 상당한 시간이 걸린다는 것입니다. 그러나 현재의 문제를 해결하는 제품을 혁신하는 것이 목표라면 하루 이상 프로토 타입을 확보하는 것은 용납 할 수 없습니다.


프로토타입 제작 문제에 대한 해답은 3D Systems의 ProJet460Plus풀 컬러 3D 프린터로, 학교는 높은 수준의 디테일, 색상 옵션 및 사용 편의성을 고려하여 이 프린터를 선택했습니다. 그러나 NRNU MEPhI의 학생들에게 준 것은 투자자 프레젠테이션을 위한 정확하고 실제와 같은 프로토타입을 만드는 데 필요한 시간을 단축하고 제3자 계약자에 의존하는 스트레스 없이 자유롭게 혁신할 수 있는 능력이었습니다. NRNU MEPhI와 학생들이 개발하고 제작하는 획기적인 제품으로 발전함에 따라 ProJet 460Plus는 계속해서 효율적인 워크플로에 활력을 불어넣고 속도에 관한 혁신 모델을 지원합니다.®


내시경 캡슐 개발

 

사용하기 쉽고 경제적인 기계에 고급 3채널 CMY 컬러를 통합한 ProJet 460Plus는 세계에서 가장 경제적인 컬러 3D 프린터입니다. 실제와 같은 색상과 디자인 정확도를 반영하는 프레젠테이션 모델 및 개념에 적합합니다. 이러한 맥락에서 ProJet 460Plus의 속도를 높이고 고유한 기능을 조명한 첫 번째 프로젝트 중 하나는 MEPhI의 내시경 캡슐 프로젝트였습니다.


내시경 캡슐은 전통적인 위장 내시경 절차에 대한 비용 효율적인 대안으로 설계되었습니다. 환자가 삼킨 캡슐은 8시간 동안 소화관을 따라 내려가 사진을 찍어 실시간으로 녹음 장치로 보냅니다. 그런 다음 의사는 캡슐에서 보낸 데이터를 기반으로 진단을 내릴 수 있습니다.


이러한 성격의 다른 캡슐은 현재 러시아 클리닉에서 사용되고 있지만 해외에서 제조되므로 국내에서 생산 된 캡슐보다 3-4 배 더 비쌉니다. 부풀려진 가격으로 인해 이러한 내시경 절차가 기껏해야 경제적 스트레스가되고 최악의 경우 많은 환자에게 비현실적이라는 점을 고려할 때 가격대는 MEPhI 캡슐의 주요 요인이었습니다.


그들의 계획은 국내 위치에서 국내 재료로 캡슐을 생산하여 비용을 줄이는 것이었지만 먼저 캡슐과 수신기의 디자인을 완성해야했습니다. 많은 프로젝트와 마찬가지로 NRNU MEPhI 설계자는 디자인을 완벽하게 만드는 데 얼마나 많은 프로토타입이 필요한지 전혀 몰랐습니다(작은 변경으로 캡슐의 크기와 형상이 크게 바뀔 수 있음) 속도 문제로 외부 계약자를 다시 한 번 배제했습니다. 운 좋게도 학교는 개발 단계 중간에 ProJet 460Plus를 구입했습니다. 프린터를 받은 지 이틀 만에 엔지니어들은 시스템의 필수 부품인 캡슐 리더와 스탠드를 다양하게 반복하여 인쇄했습니다.


Projet 460Plus의 도움으로 내시경 캡슐 키트에 포함된 장치를 4회 반복했습니다. 더 나은 점은 최종 설계를 기반으로 엔지니어가 수동 연삭 및 연마 후 전체 생산으로 이전되는 플라스틱 마스터 모델을 만들 수 있다는 것입니다. ProJet 460Plus를 사용하기 시작한 시점부터 내시경 캡슐이 생산에 들어갈 때까지 약 한 달밖에 걸리지 않았습니다. NRNU MEPhI 과학자들은 생산 기간을 10 배 줄이고 일정보다 앞서 프로젝트를 완료했다고 추정합니다.


ProJet 460Plus가 내시경 캡슐 프로젝트에 활력을 불어넣은 지금도 이 기계는 계속해서 주요 고속 원형 제작 기능을 제공하고 대학 전체의 학생, 기술 워크샵 리더 및 협력 학생을 위한 프로젝트 시간을 단축하고 있습니다. 또한 젊은 과학자와 엔지니어가 시간표와 물류가 아닌 솔루션에 집중할 수 있도록 새로운 차원의 자유를 돕습니다.

 

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3D 스캐닝 및 프린팅으로 새로운 공룡 종의 첫 번째 3D 재구성

3D 스캐닝 및 프린팅으로 새로운 공룡 종의 첫 번째 3D 재구성

"이것은 3D 디지털 스캐닝 및 인쇄가 디스플레이뿐만 아니라 전반적인 연구를 위해 우리 직업에서 우리가 하는 일에 어떻게 혁명을 일으키고 있는지 보여주는 매우 멋지고 실제적인 예입니다. 

그 결과, 우리는 전시회를 위해 새로운 종의 공룡을 이전보다 더 빠르게 재구성할 수 있었습니다."

 

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알래스카의 리스콤 본베드(Liscomb Bonebed)에서 무릎 깊이까지 내려앉은 팻 드러켄밀러(Pat Druckenmiller) 박사는 자신의 직업을 사랑한다고 안전하게 선언할 수 있습니다. 

 

지구 과학 박물관 큐레이터이자 알래스카 페어뱅크스 대학의 지질학 부교수인 Druckenmiller는 8년 재임 기간 동안 매년 몇 달 동안 뼈층의 3피트 높이의 공룡 화석 층을 헤매고 선별하고 분류했습니다. 

 

그의 끊임없는 작업은 한때 지구를 배회했던 선사 시대 생물에 대한 우리의 집단적 이해를 발전시켰고, 심지어 대학에서 방금 발표한 새로운 공룡 종의 식별을 가져왔습니다.

 

-Ugrunaaluk(oo-GREW-na-luck으로 발음)kuukpikensis(KOOK-pik-en-sis로 발음). 

 

이 뉴스는 Acta Paleontologica Polonica에 게시되었습니다.


그러나 현장에서 표본을 분류하고 분류하는 것과 관련된 복잡성은 연구자들에게 엄청난 걸림돌이된다고 Druckenmiller는 말합니다.


"이곳 노스 슬로프에 있는 리스콤 뼈바닥에는 수천 개의 뼈가 있습니다. 

 

"대부분은 같은 종에서 나온 것처럼 보이지만 많은 뼈가 섞여 있고 관절이 끊어져 다리나 두개골에 대해 왼쪽과 오른쪽 뼈가 정확히 일치하는 것을 얻는 것은 사실상 불가능합니다."


공룡 두개골을 조립해야 하는 어려움에 직면한 드러켄밀러는 자연사 전시 기능을 만들고 구축하는 것을 전문으로 하는 보즈먼 MT의 마이클 홀랜드프로덕션의 대표인 마이클 홀랜드에게 눈을 돌렸습니다. 

 

수년 동안 Michael은 박물관을 위한 정확한 전시물을 만들기 위해 3D 스캐닝에서 3D 프린팅으로 구성된 디지털 스레드를 사용했으며 이 프로젝트에서 유사한 접근 방식을 취할 수 있는 가능성을 즉시 보았습니다. 

 

Holland는 또한 오리건주 포틀랜드에 있는 3D 스캐닝 및 프린팅 서비스 업체이자 리셀러인 Peak Solutions의 Ian Sayers의 도움을 받았습니다.


"우리는 두개골이 어떻게 생겼는지 추정하거나 창의적 일 수 있었지만 그렇게했다면 심각한 비대칭과 왜곡을 겪었을 것"이라고 Holland는 말했다. "과학적 접근 방식은 3D 스캔으로 완전한 화석을 가져와 미러링하고 정확하게 복제할 수 있는 것이었습니다. 

 

우리는 3D 스캐닝과 3D 프린팅으로만 그렇게 할 수 있었습니다."

 


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화석 자체가 아닌 선택된 뼈의 석고 캐스트를 사용하여 Sayers와 Holland는 스캔을 시작했습니다. Sayers는 작업을 위해 Geomagic Capture 3D 스캐너를 사용했습니다.

 

"우리는 Geomagic Capture를 많이 사용하며, 이 시스템은 화석의 가장 미세한 부분까지 캡처하여 그대로 작동합니다."라고 Sayers는 말했습니다. "이와 같은 프로젝트에서 표면 텍스처가 중요할 때 이것은 완벽한 솔루션입니다."

Sayers는 각 화석을 스캔하는 데 몇 분이 걸렸고 각 뼈의 완전히 작동하는 3D 모델을 만드는 데 5분도 채 걸리지 않았다고 말했습니다. 팀은Geomagic Wrap을 사용하여 정확한 3D 데이터를 만든 다음 빠르게 미러링하여 일치하는 뼈대를 만들었습니다.

"Geomagic Wrap은 정말 대단합니다!" 세이어스가 말했다. "최고의 도구 세트가 있고 인터페이스가 쉽습니다. 이 소프트웨어는 버튼 하나만 누르면 STL 파일을 거의 만들고 만듭니다."

하루 만에 미러링된 복제본의 STL 데이터가 준비되어ProJet 660 풀 컬러 3D 프린터로 인쇄할 준비가 되었습니다.

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"ProJet 660은 경화 석고 부품을 생산하며 페인트를 칠하기에 이상적인 표면입니다"라고 Holland는 말합니다. 

 

"우리는 일반적으로 이러한 프린터의 풀 컬러 기능을 사용하지만 이번에는 사실적인 마감을 추가하기 위해 흑백 인쇄를 선택했습니다. 

 

ProJet 660 부품은 단단하고 뼈와 같으며 골격을 만드는 데 사용하는 접착제, 핀 및 못과도 잘 작동하므로 완벽한 선택이었습니다."


Holland는 계속해서 "또한 짧은 시간에 전시회를 위해 3개의 완전한 골격을 만들어야 한다는 압박을 받았고, 3D 스캐닝과 프린팅을 통해 거의 하룻밤 사이에 3D 데이터를 확보하고 하루나 이틀 만에 3D 프린팅을 할 수 있어 엄청난 시간을 절약할 수 있었습니다."

 

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일치하는 석고 캐스트와 3D 인쇄 된 뼈 부분을 모두 사용하여 Holland는 즉시 전체 골격을 만드는 작업에 착수했습니다. 약간의 못, 약간의 철사, 약간의 페인트 및 엄청난 기술로 팀은 기록적인 시간에 전체 골격을 구성했습니다.


Druckenmiller는 "이것은 3D 디지털 스캐닝 및 인쇄가 디스플레이뿐만 아니라 전반적인 연구를 위해 우리 직업에서 우리가 하는 일에 어떻게 혁명을 일으키고 있는지 보여주는 매우 멋지고 실제적인 예입니다. 

 

그 결과, 우리는 전시회를 위해 새로운 종의 공룡을 이전보다 더 빠르게 재구성할 수 있었습니다."

 

 

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한국타이어 완벽한 풀 컬러 모델을 만드는 3D 프린터 3D Systems ProJetCJP 660에 투자

한국타이어 완벽한 풀 컬러 모델을 만드는 3D 프린터 3D Systems ProJetCJP 660에 투자

 

 

 

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"3D 프린팅은 저의 일상 중 하나가 되었습니다"라고 Lee는 말합니다. 


"우리가 염두에두고있는 아이디어를 인쇄하고 풀 컬러로 생산할 수있는 매우 매력적인 기술입니다."

 

한국타이어의 설계 부서는 3D Systems의 ProJet CJP 660 3D 프린터를 컨셉 설계 프로세스의 핵심 부분으로 사용합니다. 

 

3D 프린팅 기술은 설계 팀이 부서 간의 더 나은 커뮤니케이션을 제공하고 비용을 절감하며 설계 데이터 보안을 개선하는 데 도움이 되었습니다.


1941년에 설립된 한국타이어는 현재 세계에서 7번째로 큰 타이어 제조업체이자 가장 빠르게 성장하는 타이어 제조업체 중 하나입니다. 현재 전 세계 185개국에서 판매되고 있는 이 회사는 합리적인 가격에 고품질 타이어로 명성을 얻었습니다. 

 

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그러나 타이어 산업은 치열한 경쟁을 수반하며 한국타이어는 신제품의 디자인과 개발을 진지하게 받아들입니다. 

 

최고 수준의 타이어를 제공하겠다는 약속의 일환으로 한국타이어는 진행 중인 설계를 비밀로 유지하면서 혁신적인 타이어 설계를 신속하게 개발하고 테스트할 수 있는 최선의 방법을 모색합니다.


이를 염두에 두고 이 회사는 ColorJet 기술(CJP)을 사용하여 형태와 기능을 평가할 수 있는 완벽한 풀 컬러 모델을 만드는 3D 프린터 3D Systems ProJetCJP 660에 투자했습니다.


한국타이어 설계 부서의 CAD 전문가인 이명중은 하루가 끝나고 떠나기 전에 ProJet 660으로 타이어 디자인을 인쇄하고, 다음 날 아침 출근할 때 최종 모델이 그를 기다리고 있을 것입니다. 

 

생성되는 모델의 크기에 따라 하룻밤 사이에 완성된 모형 모델을 구축하는 데 약 7-8시간이 걸립니다.

 

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3D 프린트로 만들어진 리조트 수영장

3D 프린트로 만들어진 리조트 수영장

 

 

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건축 설계의 사실적인 모델을 제공하는 것은 항상 어려운 일이었습니다. 

 

3D 렌더링과 '플라이 스루'는 고객이 디자인의 아름다움과 기능을 이해하는 데 도움이 될 수 있지만 물리적 모델만큼 도움이 되는 것은 없습니다.

 

"과거에는 모델 제작자가 현실적인 모델을 만들기 위해 몇 주, 어쩌면 몇 달을 보내며 제작, 조각, 페인팅을 했습니다"라고 비즈니스 개발 부사장인 Kerry Parker는 말했습니다. 

 

흰 구름. "오늘날 우리는ProJet® 660의 3D 프린팅을 사용하여 몇 시간 만에 생생한 풀 컬러 모델을 만듭니다."

 

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실제로 유타 주 옥든에 본사를 둔 3D 프린팅 서비스 업체인 WhiteClouds에서 이 최신 리조트 풀 프린팅 프로젝트는 풀 컬러 3D 프린팅이 제공하는 모든 것, 즉 고객이 제안된 내용을 정확히 알 수 있는 빠르고 생생한 결과를 보여줍니다.


"컬러 제트 프린팅(CJP) 기술을 사용하면 레이어 해상도가 89미크론으로 매우 미세하면서도 풀 CMYK 컬러를 제공합니다"라고 WhiteClouds의 디자이너인 Kyle Gifford는 말합니다. 

 

"이 모델에서는 수영장을 둘러싸고 있는 식물, 의자, 테이블과 수영장의 타일 패턴의 세부 사항을 모두 볼 수 있습니다."

 

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vW Maps 포도밭 지형의 3D 인쇄지도 디자인으로 와인 애호가의 포도원 투어를 마무리

vW Maps 포도밭 지형의 3D 인쇄지도 디자인으로 와인 애호가의 포도원 투어를 마무리

 

 

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와인 애호가들은 이미 와인 포도가 자라는 환경이 와인의 최종 특성에 영향을 미친다는 것을 알고 있습니다. 일부는 미묘하고, 일부는 그렇지는 않습니다. 

 

이 요소는테루아(terroir)로 알려져 있으며, 기후와 지형을 포함하여 토양까지 와인이 나오는 완전한 자연 환경을 설명하는 용어입니다. 

 

이러한 변수는 와인의 맛, 색상 및 바디에 중요하지 않으며 배우기에 매력적일 수 있습니다. 

 

그러나 측량 장대가 있는 포도밭을 걷고 무릎을 꿇고 손가락 사이에 흙을 문지르는 것 외에는 유리잔의 뉘앙스를 완전히 이해하기 위해 테루아에 대한 포괄적인 그림을 얻는 것이 어려울 수 있습니다.


이것은 호주 모닝턴 페닌슐라에 있는 와이너리인 텐 미닛 바이 트랙터(Ten Minutes by Tractor)가 고객들에게 와인에 대해 더 깊이 이해할 수 있기를 원했던 문제였습니다. 

 

텐 미닛 바이 트랙터(Ten Minutes by Tractor)는 10분 거리에 위치한 3개의 포도밭으로 구성되어 있으며, 매우 독특한 와인을 제공하는 다양한 환경적 특성을 가지고 있습니다. 

 

와이너리의 목표는 와인 제조에 대한 지식을 방문객과 공유하여 가능한 한 와인 투어 경험에 가치를 더하는 것입니다. 그러나 떼루아의 영향과 차이점을 구두로 설명하는 것은 시각적 참조 없이 최소한의 참여로 판명되었습니다. 

 

와이너리는 접근 가능하고 효과적인 와인에 대한 지역의 기여를 명확하게 전달할 방법이 필요했습니다.


호주 와인 지역의 신뢰할 수 있는 출판사인 vW Maps는 솔루션을 제공하고 포도원과 협력하여 지형의 디지털 3D 외관 모델을 만들었습니다. 

 

스케일 표현을 사용하여 와이너리는 방문객들에게 포도밭과 서로의 공간적 관계뿐만 아니라 와인 사이에 독특한 특성을 만드는 환경 적 특징의 상호 작용을 보여줄 수 있습니다. 

 

vW Maps는 3D 데이터를 고도를 5배 확대하여 1:160,000 축척의 3D 인쇄 외관 모델로 변환했습니다. 그런 다음 최종 3D 인쇄 모델을 검사하고 지하실 문 경험의 기억에 남는 부분으로 논의 할 수 있습니다.

 

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포도밭 지형의 3D 지도 디자인


vW Maps는 그래픽 및 지도 제작 디자인 요소를 병합하고 조정하여 지형 선택, 일반화 및 단순화를 올바른 타이포그래피, 색상 및 균형으로 효과적으로 혼합하는 데 세심한 주의를 기울였습니다. 결과 표현은 포도원, 지형 및 가장 중요한 랜드 마크에 시청자의 관심을 집중시킵니다. 이를 통해 Ten Minutes by Tractor의 셀러 도어 직원은 독특하고 매력적이며 읽기 쉬운 지형의 축소된 외관 모델을 통해 테루아의 복잡한 요소를 쉽게 참조하고 설명할 수 있습니다. 이 지도는 또한 방문객들의 마음에 셀러 도어 경험을 이 지역의 다른 와이너리와 차별화되는 독특한 학습 보조 및 대화 도구로 굳히는 데 도움이 됩니다.


VW Maps 소유자 Martin von Wyss에 따르면 외관 모델 디자인은 원래 디지털이었지만 "지형 모델은 와인 한 잔 옆의 시음 벤치에 놓을 때 유형적이고 접근 가능하며 와인의 지리를 재미있고 매력적이며 이해하기 쉽게 만듭니다."


 

von Wyss가 모델이라고 부르는 "Terroir Explainer"를 조사함으로써 와이너리 고객은 고도, 경사, 측면 및 배수와 같은 포도밭의 물리적 조건을 이해합니다. 셀러 도어 직원은 3D 프린팅 모델에 토양 및 기후 조건에 대한 추가 정보를 보완하여 와인을 형성하는 그림을 완성합니다. Von Wyss는 3D 인쇄 외관 모델이 포도 재배에서 작용하는 많은 변수를 효과적으로 강조하여 환경 인식을 높이고 포도밭에 대한 존중을 높이며 와인의 뉘앙스에 대한 고객의 인식을 심화시킨다고 말합니다.

 

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풀 컬러의 3D 프린팅 지형 지도


vW Maps가 3D 지형 데이터를 준비한 후에는 지형 및 지도에 대한 별도의 파일을 3D Systems 주문형 제조 서비스로 전송했습니다. 3D Systems의 제조 전문가가 설계 데이터를 3D 파일로 스케일링하고 래핑하여 풀 컬러로 프린팅할 수 있도록 했습니다.프로젯CJP 660프로®. 이 프린터는 3D Systems의 CJP(ColorJet Printing) 기술을 사용하며, 이 기술은 건축, 소비재, 예술 및 색상과 외관이 가장 중요한 기타 응용 분야에서 세밀한 다색 부품에 널리 사용되는 분말 인쇄 프로세스입니다. 전체 CMYK 스펙트럼에서 사실적인 색상을 제공하는 ProJet 660Pro의 빌드 엔벨롭은 한 장으로 큰 인쇄물을 제작할 수 있습니다. vW Maps와 Ten Minutes by Tractor는 최종 모델 크기가 252mm x 379mm x 18mm인 이 큰 인쇄 크기를 활용했습니다.


3D Systems의 주문형 제조 전문가들은 일주일 이내에 모델을 준비, 인쇄 및 완성한 후 최종 납품을 위해 즉시 VW Maps로 다시 보냈습니다. 와인 옆에있는 3D 인쇄 된 외관 모델은 트랙터로 10 분 (Ten Minutes by Tractor)에서 셀러 도어 경험의 중심입니다. 와이너리의 총지배인 크리스 해밀턴(Chris Hamilton)에 따르면, 텐 미닛 바이 트랙터(Ten Minutes by Tractor)가 눈에 띄고 입소문을 내는 데 도움이 됩니다. "우리의 지형 지도가 지하실 문을 방문하는 것을 인근 경쟁업체를 방문하는 것과 구별되는 핵심 구성 요소라는 것은 의심의 여지가 없습니다"라고 Hamilton은 말합니다.


 

지형 외관 모델은 2016 Victorian Design Awards에서 최종 후보에 올랐으며, 디자인 사용에서 우수성을 입증 한 빅토리아 디자이너와 기업을 인정하고 수여합니다.

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