FreeForm 시스템은 세계에서 유일하게 햅틱(촉각) 장치를 사용하는 시스템으로, 원본 모델 생성하거나 스캔 데이터의 수정 및 스타일 변화 및 프로토타이핑 또는 밀링을 하기 위한 RP로의 출력이 가능하여 디자이너, 모델러들에게 빠르고 비용 대비 효과적인 방법을 제공합니다. 이 시스템은 모델링을 위한 광범위한 세트와 상세한 도구, 치수 제어 그리고 참조 및 모델링을 위한 폴리곤 데이터 가져오기가 포함되어 있습니다. 초기의 디자인 프로세스에서 모델의 조정을 통해 비용이 많이 드는 생산 착오를 피할 수 있도록 하는 분할선 평가가 포함되어 있습니다.
▩PHANTOM 햅틱(촉각) 장치 종류
PHANTOM Desktop과 PHANTOM Omni 햅틱(촉각) 장치는 디자이너와 모델러들이 실제의 클레이 처럼 가상 클레이 모델로 촉감을 사용할 수 있게 하는 3D 인터페이스로 힘의 반응을 느낄 수 있게 합니다. 두 장치 중 PHANTOM Desktop 햅틱(촉각) 장치는 고성능이면서 강력한 힘과 낮은 마찰력을 제공합니다. FreeForm Modeling 시스템은 PHANTOM Desktop 또는 PHANTOM Omni 햅틱(촉각) 장치를 사용할 수 있습니다. FreeForm Modeling Plus 시스템은 PHANTOM Desktop 햅틱(촉각) 장치만을 사용할 수 있습니다.
▩가상 클레이와 햅틱(촉각)을 사용하여 이전 보다 더 빠르게 3D 모델링 작업
- 세계에서 유일한 햅틱(촉각) 장치 사용 - 아주 복잡한 유기체 형상을 빠르게 모델링 - 디자인의 여러 변형을 쉽게 생성 - 스캔 데이터를 빠르게 클린업하고 형상화 - 프로토타이핑, 품평 및 제조를 위한 세밀한 질감 생성 - 정확하게 설계 문제 식별 - 수작업에 의한 금형 프로세스 대체 - 기타 2D/3D 툴, RP 장비 및 스캐너와 조합하여 사용 - 기존 CAD/CAM 워크플로우 확장 - RP 또는 밀링 및 CAD/CAM용으로 출력.
▩FreeForm 시스템의 이점
--> 3D 공간에서 촉각으로 모델링 촉각을 제공하는 PHANTOM 장치를 이용하여 화면상의 모델에 손을 대고 있는 느낌을 받으면서 모델링이 가능합니다. 밑그림을 입체적으로 배치하여 시각적으로 쉽게 공간을 인식할 수 있습니다. 화면상에서 공간의 깊이를 시각과 촉각으로 느낄 수 있어 3D 디자인에 익숙하지 않은 사람도 쉽게 감각적으로 입체화가 가능합니다. 예를 들어 곡선을 그릴 경우에도 길이, 깊이, 스냅등 각 명령에 대한 촉각이 전달되어 짧은 시간에 익힐 수 있습니다. 2D에서 3D로 전환하려는 사람들도 쉽게 접근할 수 있습니다.
--> 항상 볼륨을 확인하면서 모델링 FreeForm 시스템은 Curve와 Surface를 사용하는 기존 CAD와는 달리 모델 내부에 체적을 가진 복셀로 모델을 구성하기때문에 내부가 모두 채워져 오류 없는 데이터의 생성이 가능하고 부울 연산 및 오프셋 등의 처리가 쉽습니다.
--> 실시간으로 형상 확인 최종 형태를 알기 어려운 일반적인 CAD와는 달리 모든 모델링 과정에서 반영되는 형상을 실시간으로 확인하면서 모델링이 가능합니다.
--> 세밀한 모양 모델링 촉각을 제공하는 PHANTOM 장치로 명령에 대한 기능을 알기 쉽고 원하는 모양을 즉석에서 제작할 수 있습니다. 치수 제어뿐만 아니라 촉각에 의한 힘 조절로 형상 변경을 수행하여 작은 형상, 자연적인 모양을 원하는대로 생성할 수 있습니다.
--> 이미지 엠보싱 (디지털 텍스처링) 복셀 개념을 사용하여 모델을 제작하기 때문에 점토 공예와 같이 만들고자하는 모양에 제한이 없습니다. 이미지의 음영을 이용하여 3D 표면을 생성할 수 있어 제품의 질감까지도 표현이 가능합니다. 화학적인 부식에 의한 제품의 표면 처리를 친환경적인 디지털 방법으로 전환할 수 있습니다.
▩활용 분야 (완구, 주얼리, 도자기, 생활용품, 금형, 역설계, 보트, 스포츠 등)
--> 프로토 타입 데이터 제작 Surface / Solid 계열의 CAD에서 디자인 변경이 어려운 부분도 FreeForm 시스템에서는 쉽고 간단하게 수정하여 RP로 출력이 가능하며, 다양한 버전의 디자인을 빠른 시간내에 제작할 수 있어 디자인 결정 시간을 단축 할 수 있음
--> 캐릭터/피규어/주얼리 원형 제작 조형 기술을 익히는데는 많은 시간을 필요로 하지만, FreeForm 시스템에서는 실제의 조형 기법을 그대로 구현하여 짧은 기간내에 품질 높은 원형을 제작할 수 있음. 복사, 대칭, 깎아내기, 잘라내기, 늘이기, 누루기 등 조소와 조각 기법 제공
--> 스캔데이터 편집 (역설계) 스캔 데이터에 대한 오류를 수정하는 기능이 탑재되어 편집이 쉽고, 폴리곤 데이터를 그대로 가져와 수정 후 RP로의 출력은 물론 컬러 채색 기능으로 3D 프린터로 컬러 조형이 가능
--> Voxel + Surface 모델링 CAD에서 만든 Surface/Solid 데이터를 그대로 유지하면서 FreeForm Modeling Plus로 가져와 기존 CAD에서는 제작하기 곤란한 필렛, 디포메이션을 쉽게 제작할 수 있음. 커널이 다른 2개의 개념(Voxel + Surface)을 동시에 사용하여 모델을 제작하기때문에 빠른 편집과 상호 교환이 가능함
--> 금형 설계 FreeForm Modeling Plus에서는 금형 기능을 사용하여 모델 제작에서 금형 제작까지의 공정을 하나의 소프트웨어에서 수행할 수 있음. 언더컷을 실시간으로 확인하면서 사출 방향을 설정하고 제조 불가능한 부분을 자동으로 확인 보정하고, 파팅 라인과 Surface 생성이 가능함
--> 셔피스 제작 FreeForm Modeling Plus에서는 제작한 모델에 대한 Surcafe를 생성하여 IGES, Parasolid, STEP 데이터로 출력이 가능하고 자동 Surface 생성, 환경 맵, 탄젠트 확인 등의 역설계 기능이 탑재되어 있음. 폴리곤 편집과 서피스 데이터를 다른 CAD로 제공이 가능함
▩FreeForm 시스템 S/W 종류
FreeForm 시스템에는 두 가지의 소프트웨어가 있습니다.
1. FreeForm Modeling 쾌속조형(RP)과 밀링 패턴을 위한 가장 이상적인 3D 모델링입니다. 본 시스템은 PHANTOM Desktop 또는 PHANTOM Omni 장치와 같이 사용할 수 있습니다. FreeForm Modeling Plus 시스템으로의 업그레이드도 가능합니다.
2. FreeForm Modeling Plus FreeForm Modeling 시스템의 모든 성능을 가지고 있으면서 CAD 파트와의 상호작업성을 위해 Parasolid 커널이 탑재되어 있습니다. NURBS 서피스와 솔리드 도구, 몰드 제작이 가능한 파트와 몰드 삽입 기능을 제공합니다. 본 시스템은 PHANTOM Desktop 장치를 포함하고 있습니다.
▩FreeForm System 제품 조합
<제품 종류> - FreeForm Modeling with PHANTOM Omni - FreeForm Modeling with PHANTOM Desktop - FreeForm Modeling Plus with PHANTOM Desktop
▩FreeForm System 데이터 교환
▩FreeForm System을 이용한 몰드 제작 공정
▩이런 고민이 있는 분들께 권장해 드립니다.
- PC는 어려워 사용하지 않지만, 왁스/유토/클레이 원형을 디지털화하고 싶다. - CAD 처럼 크기를 제어하여 모델링하면서 복잡한 자유곡면을 쉽게 제작하고 싶다. - 오프셋, 부울 연산 처리에 많은 시간을 투자하고 있다. - 현재 사용 중인 CAD에서 할 수 없는 감각적인 복잡한 형상을 제작하고 싶다. - CAD를 도입하려고 했지만 너무 어렵고 배우는데 시간이 많이 걸려 포기했다. - 대부분 CAD로 제작하고 있지만,필렛 처리와 복잡한 기하학 형상에 어려움이 있다. - 유기적인 형상이 많아 스캔 데이터의 서페이스 데이터를 구하기 어렵다. - CAD 디자인의 형상을 정밀하게 유지하면서 다른 부분을 유기적으로 디자인하고 싶다. - 시간을 들여 디자인을 했지만 형분할에서 형상이 변경되어 품질이 떨어진다. - 다양한 소프트웨어를 사용하고 있어 데이터 상호 호환에 어려움이 있다.
1. 로프트 : 자유롭게 그린 3D 커브와 단면 프로파일로 입체화 시키는 기능. 만든 이후에도 커브를 사용하여 자유롭게 형상 변경이 가능 2. 오프셋 : CAD에서는 어려운 유기적인 형상의 오프셋도 빠르게 실행. 복셀(Voxel) 데이터는 어떤 모양이든지 오프셋이 가능함. 3. 세이프 : CAD에서는 어려운 물결 모양 제작도 커브와 제어점으로 쉽게 제작
1. Voxel + Surface 모델링 : Surface와 Solid 가져오기가 가능해 CAD 데이터에서 필요한 부분만 복셀로 변경하여 자유롭게 형상 변경이 가능. 2. 형분할 : 모델의 사출 방향을 설정하여 언더컷을 보면서 모델링이 가능하고 파팅 라인 생성 및 형분할을 쉽게 할 수 있음. 3. 서페이스 : 모델 표면에 접촉하면서 커브를 제작하고 이를 기반으로 Surface를 생성하여 Solid화 할 수 있음.
▩FreeForm System 기능 비교표
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▩제품사양
PHANTOM Desktop
PHANTOM Omni
Force feedback workspace
~6.4 W x 4.8 H x 4.8 D in > 160 W x 120 H x 120 D mm
~6.4 W x 4.8 H x 2.8 D in > 160 W x 120 H x 70 D mm
Footprint
5 5/8 W x 7 1/4 D in ~143 W x 184 D mm
6 5/8 W x 8 D in ~168 W x 203 D mm
Weight (device only)
6 lb 5oz
3 lb 15 oz
Range of motion
Hand movement pivoting at wrist
Hand movement pivoting at wrist
Nominal position resolution
> 1100 dpi ~ 0.023 mm
> 450 dpi ~ 0.055 mm
Backdrive friction
< 0.23 oz (0.06 N)
<1 oz (0.26 N)
Maximum exertable force at nominal (orthogonal arms) position
1.8 lbf. (7.9 N)
0.75 lbf. (3.3 N)
Continuous exertable force (24 hrs.)
0.4 lbf. (1.75 N)
> 0.2 lbf. (0.88 N)
Stiffness
X axis > 10.8 lb/in (1.86 N/mm) Y axis > 13.6 lb/in (2.35 N/mm) Z axis > 8.6 lb/in (1.48 N/mm)
X axis > 7.3 lb/in (1.26 N/mm) Y axis > 13.4 lb/in (2.31 N/mm) Z axis > 5.9 lb/in (1.02 N/mm)
Inertia (apparent mass at tip)
~0.101 lbm. (45 g)
~0.101 lbm. (45 g)
Force feedback
x, y, z
x, y, z
Position sensing
x, y, z (digital encoders)
x, y, z (digital encoders)
Stylus gimbal
Pitch, roll, yaw (± 3% linearity potentiometers)
Pitch, roll, yaw (± 5% linearity potentiometers)
Interface
Parallel port
IEEE-1394 FireWire® port
Supported platforms
Intel-based PCs
Intel-based PCs
Applications
FreeForm® Modeling™ system FreeForm® Modeling Plus™ system
