역설계란? 재질 및 3D스캐너 3D파일 포맷 종류 편집 프로그램

역설계란? 재질 및 3D스캐너 3D파일 포맷 종류 편집 프로그램

역설계(Reverse Engineering)란 기존 제품의 형상을 디지털 방식으로 복원하여 개선하거나 재제작하는 과정을 의미합니다.

3D CAD로 설계한 원본 설계 데이터가 없는 경우라도 제품의 형상을 스캔하고, 이를 바탕으로 새로운 설계를 진행할 수 있게 해주므로 제조, 개발, 연구 분야에서 중요한 역할을 합니다.

3D스캐너 이름	주요기능	특징	가격대
Artec Eva	고해상도(0.1 mm) 스캐닝, 빠른 속도, 컬러 캡처 가능, 사용자 친화적 인터페이스	인체, 산업 부품, 유물 등	고가
FARO Focus S	장거리 스캔(최대 350m), 고정밀도(±1 mm), 방수 및 방진(IP54), 실외 사용 적합	건축, 토목, 대형 구조물	고가
EinScan Pro HD	다기능 모드(핸드헬드/고정식), 고해상도(0.045 mm), 정밀한 색상 및 텍스처 캡처	제품 디자인, 연구, 교육	중가
Creaform HandySCAN 3D	높은 정밀도(0.030 mm), 자동 캘리브레이션, 빠른 스캔 속도, 진동에 강함	항공우주, 자동차, 제조	고가
Revopoint POP 2	경제적인 가격, 사용자 친화적, 휴대 가능, 듀얼 IR 센서와 RGB 카메라 사용	예술 작품, 3D 프린팅, 소형 부품	저가
Shining 3D EinScan SP	고정식, 정밀 스캔(0.05 mm), 사용 용이, 합리적인 가격대	소형 물체, 정밀 모델링	중가
Go!SCAN 3D	빠른 스캔 속도, 간단한 조작, 텍스처 및 컬러 캡처 가능	의료, 문화재 보존, 교육용	고가
Phiz 3D Scanner	스마트폰 기반의 경제적인 3D 스캐너, 낮은 정밀도(약 0.2 mm), 소형 및 경량	취미용, 소형 오브젝트 스캔	저가
Revopoint MIRACO	높은 해상도, 다기능 스캐닝 가능, 컬러 및 텍스처 캡처 지원, 휴대가 편리함	소형 오브젝트, 모델링, 엔지니어링	저가~중가
3D 스캐너 에튀드 고정밀 입문용	입문자용 고정밀 스캐너, 경제적인 가격, 간편한 사용법	예술 작품, 소형 부품 스캐닝	저가
Creality CRScan Ferret Pro	휴대용 핸드헬드 스캐너, 적외선 기반, 정밀도 높음, 콤팩트한 디자인	제품 디자인, 3D 프린팅, 교육용	중가
POP Mini 3D 스캐너	적외선 기반, 정밀 스캔, 소형 및 휴대 가능, 텍스처 및 컬러 캡처 가능	소형 부품, 예술 작품, 3D 프린팅	저가
Creality CR-Scan Lizard	프리미엄 3D 스캐너, 높은 정밀도, 강력한 스캔 기능, 자동 재구성 기능	산업 디자인, 교육, 소형 및 중형 모델링	중가~고가
아인스캔 EinScan Pro 2X	휴대용 산업용 스캐너, 다기능 모드, 고정밀 스캔, 컬러 캡처 가능	산업용, 대형 부품, 설계	고가

역설계의 성공적인 적용을 위해서는 사용하는 재질과 3D 스캐닝 과정에서 생성되는 파일 포맷, 그리고 파일 수정에 필요한 프로그램에 대한 이해가 필수입니다.

역설계에서 사용되는 주요 재질과 그 특성

역설계에 적합한 재질 선택은 성공적인 데이터 스캔의 핵심입니다.

각 재질의 특성에 따라 스캔의 정밀도와 데이터 품질이 달라지며, 이러한 차이로 인해 특정 재질은 추가 처리가 필요할 수 있습니다.

• 금속 (Metal): 금속 재질은 높은 강도와 내구성을 제공해 산업 및 자동차 부품의 역설계에서 자주 사용됩니다. 금속은 일반적으로 반사율이 높아 표면의 광택이 스캐닝 시 방해 요소로 작용할 수 있으므로, 표면 처리가 필요하거나 특정 스캐너를 선택하는 것이 유리합니다. 역설계에 적합한 금속 부품의 경우, 정밀하게 스캔한 후 추가 가공을 통해 제품의 기능성을 강화할 수 있습니다.
• 플라스틱 (Plastic): 다양한 색상과 형태로 제작 가능한 플라스틱은 복잡한 구조를 가진 제품에서 역설계하기에 적합한 재질입니다. 산업용 및 전자제품에서 플라스틱 역설계를 활용해 필요한 경우 수정 및 개량이 용이합니다.
• 복합재 (Composite Material): 탄소섬유, 유리섬유 등으로 구성된 복합재는 고강도와 경량을 요구하는 항공기, 자동차 부품 제작에 적합합니다. 역설계에서 복합재는 스캔 후 데이터를 CAD에 적용해 설계할 수 있어 활용도가 높습니다.
• 목재와 고무 (Wood & Rubber): 목재는 자연스러운 강도와 질감을 가지며, 고무는 유연성이 뛰어나 자동차나 산업용 부품에서 유용하게 쓰입니다. 각각의 물성이 다르므로 역설계 시 특수 스캐너나 후처리 과정이 필요할 수 있습니다.

역설계에 주로 사용하는 3D 파일 포맷과 프로그램 호환성

3D 스캐닝을 통해 생성된 데이터는 다양한 파일 포맷으로 변환되어 사용하며 각 포맷은 데이터의 성격에 따라 차별화되어 있으며, 역설계의 목표에 따라 적절한 포맷을 선택하는 것이 중요합니다.

• STL (Standard Tessellation Language): 표면 메시 형식의 데이터를 저장하며, 3D 프린팅이나 시제품 제작에 가장 널리 사용됩니다. 다양한 CAD 프로그램에서 지원하지만, 수정이 필요한 경우 호환성 고려가 필수적입니다.
• OBJ (Object File): 메시뿐 아니라 텍스처 정보를 포함해 렌더링 및 시각화 용도로 많이 사용됩니다. 특히 설계된 모델의 외형을 재현하는 데 유리합니다.
• PLY (Polygon File Format): 주로 컬러 정보와 폴리곤 형식 데이터를 포함해 복잡한 형상의 구조를 표현할 때 유용하며, 분석 및 후처리에 적합합니다.
• IGES/STEP: CAD 파일 포맷으로 주로 쓰이며, 기계 설계와 제품 모델링에서 CAD 수정 및 변환이 용이한 특징을 가집니다.

역설계에서 사용하는 3D 데이터 수정 프로그램

3D 스캔 데이터를 기반으로 CAD 모델링과 설계를 진행하려면, 호환되는 프로그램과 후처리 소프트웨어를 사용하는 것이 필수적입니다. 역설계를 위해 가장 많이 사용되는 프로그램은 다음과 같습니다.

1. Geomagic Design X

• 기능: 고급 3D 스캔 데이터를 CAD 모델로 변환해주는 소프트웨어입니다. Geomagic Design X는 스캔된 데이터를 기반으로 곡면과 솔리드 모델을 자동 생성하여 완성된 CAD 모델을 생성합니다.
• 특징: 높은 수준의 자동화 기능이 있어, 복잡한 형상의 모델도 손쉽게 처리할 수 있으며, 모델링 작업을 단순화하는 다양한 자동화 기능을 포함합니다. 특히 SolidWorks, Siemens NX, Creo, AutoCAD와의 강력한 호환성을 자랑합니다.
• 활용: 자동차 부품이나 복잡한 산업 설비와 같은 정밀한 설계와 후처리가 필요한 프로젝트에 적합합니다. 정밀한 모델링이 필요한 역설계 프로젝트에서 많이 사용됩니다.

2. SolidWorks

• 기능: 제품 설계와 모델링에 탁월한 기능을 제공하는 CAD 소프트웨어입니다. 3D 스캔 데이터를 불러와 수정하거나 추가 설계가 가능하며, 다양한 산업용 기능이 있어 제품의 시각적 검토와 물리적 시뮬레이션까지 수행할 수 있습니다.
• 특징: 직관적인 UI로 인해 사용이 쉬우며, 파트 모델링, 어셈블리, 도면화 등의 기능이 우수합니다. CAD 데이터 관리가 뛰어나며, 서드 파티와의 호환성도 뛰어나 역설계 결과를 제품 개발로 연결하기 좋습니다.
• 활용: 자동차, 항공기 부품 등 정밀한 역설계를 요구하는 제품 설계와 개량, 시제품 제작 등 다양한 분야에 유용합니다.

3. CATIA

• 기능: Dassault Systèmes에서 개발한 CATIA는 복잡한 모델링, 시뮬레이션, 그리고 대규모 어셈블리 작업에 특화된 소프트웨어입니다.
• 특징: 항공우주, 자동차, 해양, 중장비와 같은 고정밀 산업에서 주로 사용되며, 복잡한 곡면과 곡선 처리가 필요한 작업에서 강력한 기능을 발휘합니다. 여러 도메인의 전문가가 협업할 수 있는 다양한 모듈을 제공합니다.
• 활용: 항공기나 자동차와 같은 대규모 프로젝트에서 고도로 정밀한 모델링과 시뮬레이션을 통해 역설계의 품질을 극대화할 수 있습니다.

4. Siemens NX

• 기능: 설계, 분석, 제조를 아우르는 Siemens의 통합 솔루션으로, 강력한 3D 모델링 및 시뮬레이션 기능을 제공합니다. NX는 스캔 데이터를 불러와 이를 정밀하게 수정하고, CAD/CAM 작업을 통합적으로 수행할 수 있습니다.
• 특징: 고급 설계 및 제조(Manufacturing)에 특화된 기능이 있어 복잡한 어셈블리나 고정밀 부품을 효율적으로 관리할 수 있습니다. IGES, STEP 등 고급 파일 포맷을 지원해 데이터 호환성이 우수합니다.
• 활용: 항공우주, 방산, 전자 기기 등 고난도 설계와 제조가 필요한 분야에서 광범위하게 사용됩니다.

5. AutoCAD

• 기능: 2D와 3D 설계를 모두 지원하며, 스캐닝된 데이터의 간단한 수정 및 도면화 작업에 많이 사용됩니다. AutoCAD는 직관적인 인터페이스로 기초적인 모델링 작업에 강점이 있습니다.
• 특징: 교육용으로 많이 사용되는 소프트웨어로 사용이 비교적 쉽고, DWG, DXF 포맷의 호환성이 좋아 CAD 데이터를 쉽게 공유할 수 있습니다.
• 활용: 간단한 모델링 및 도면화 작업이 필요할 때 적합하며, 상대적으로 정밀도가 낮은 역설계 작업에 적합합니다.

6. MeshLab

• 기능: 무료 오픈 소스 프로그램으로, 주로 스캔 데이터를 후처리하고 폴리곤 데이터를 편집하는 데 적합합니다.
• 특징: MeshLab은 데이터 클리닝, 노이즈 제거, 구멍 메우기 등의 기본적인 후처리 작업이 가능하여 모델링의 기초 단계를 수행하는 데 유리합니다.
• 활용: STL, OBJ와 같은 메시 파일 편집에 강점을 가지며, 간단한 후처리 및 보정 작업이 필요한 프로젝트에서 많이 사용됩니다.

7. Rhinoceros (Rhino)

• 기능: 자유곡면 모델링과 조형 작업에 강력한 소프트웨어입니다. Rhino는 주로 예술적이고 복잡한 곡면 디자인에 사용되며, 널리 사용되는 CAD 프로그램과의 파일 호환성이 높습니다.
• 특징: 다각형 데이터를 쉽게 다루며, 3D 스캔 데이터를 바탕으로 곡면 디자인을 더욱 정교하게 다듬을 수 있습니다.
• 활용: 산업디자인, 건축, 예술품 제작 등 곡선과 곡면이 많은 디자인에 주로 활용됩니다.

8. Blender

• 기능: 모델링, 리깅, 애니메이션, 렌더링을 통합적으로 제공하는 오픈 소스 소프트웨어로, 3D 스캔 데이터를 불러와 편집 및 시각화를 지원합니다.
• 특징: Blender는 다양한 파일 포맷을 지원하여 스캔 데이터를 시각화하거나 렌더링하기 좋습니다. 폴리곤 데이터를 쉽게 편집할 수 있어 단순한 후처리 작업이 필요할 때 유용합니다.
• 활용: 캐릭터 디자인, 영상, VR 모델링, 그리고 단순 3D 모델링 등 시각적 요소가 중요한 프로젝트에 유용합니다.

이와 같은 프로그램들은 각각의 강점이 있어 프로젝트의 성격에 따라 적합한 소프트웨어를 선택하는 것이 중요합니다.

Dp를 들어, Geomagic Design X와 SolidWorks는 복잡한 부품 설계와 후처리에 유리하며, Blender와 MeshLab은 데이터 시각화 및 간단한 폴리곤 편집에 효과적입니다. 각 프로그램의 기능과 특성을 잘 이해하고 사용하면, 역설계 프로젝트의 효율과 품질을 크게 높일 수 있습니다.

파일 변환과 호환성 고려 사항

스캔 데이터의 활용성을 높이려면, 파일 포맷 간 변환이 원활하게 이루어져야 합니다.

하지만 STL, OBJ 같은 표면 형식 데이터를 IGES나 STEP으로 변환할 때, 데이터가 손실될 수 있으므로 CAD 소프트웨어 내에서 세밀한 수정 작업이 필요하며 개인적으로 정밀한 수정을 원한다면 전문 역설계프로그램을 통해 폴리곤이 아닌 넙스기반으로 편집하느것이 좋습니다.

 

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