[3D프린팅, 대학을 만나다] 공학 아이디어 총집합 ‘2019 서울대 창의설계축전’

2D & 3D 전문기업 신도리코 블로그 ‘신도리안’에서는 ‘3D 프린팅, 대학을 만나다’ 기획을 통해 3D 프린팅과 함께 하는 대학의 모습을 소개하고 있습니다. 무한한 상상력을 지닌 대학생들이 3D 프린팅 기술을 활용해 창의적인 활동을 펼치는 현장을 찾아가고 있는데요. 

대학교 가을축제가 한창인 9월, ‘3D 프린팅, 대학을 만나다’에서는 교과목별 프로젝트 성과물과 졸업 작품은 물론 공과대학 내 각 학과의 전시회 및 경연을 포함하여 다양한 학과(부)생들의 공학적 창작물을 선보이는 서울대학교 공과대학 내 축제, 2019년 창의설계축전 현장 소식을 전해 드립니다. 

▲ 서울대학교 2019 창의설계축전

올해로 8회째를 맞는 서울대학교 2019 창의설계축전(Creative Design Fair)은 ▲ 서울대학교 공대 비전에 맞는 인재 양성 ▲ 공학적 창의 설계의 중요성 및 적용능력 배양 ▲ 학부(과) 간 교류와 협동정신의 함양을 목적으로 개최되었습니다. 

대한민국을 이끌어나갈 학생들에게 공학적 창의 설계의 중요성을 교육하고 적용능력을 기르기 위한 목적으로 기획된 행사인데요. 교과목별 프로젝트 성과물 및 졸업작품 등 공과대학 내 각 학과(부)의 전시회 및 경연 등을 포함하여 기타 학생들의 창의 능력을 선보일 수 있는 다양한 작품들이 소개되면서 공과대학 내 축제의 형태로 발전되었습니다. 

특히 설계과목에서 배운 이론을 바탕으로 학생 스스로 작품의 기획부터 설계, 제작, 발표까지 전 과정을 경험할 수 있어 창의적 문제해결 능력과 현장 적응력을 높일 수 있는 행사라는 점이 특징인데요. 이론 중심의 교육에서 창의적 공학교육의 설계 교육방법을 정착시키고 산업 현장에 적합한 창의적인 기술 인재를 양성하는 역할도 하고 있죠. 

▲ 2019 창의설계축전 현수막 

창의설계축전은 하드웨어, 소프트웨어, 공학디자인, 상세설계도면, 기타 성과물 등 다양한 분야를 통해 참여할 수 있습니다. 

참가 후 전국대회 정기 및 수상 기회부터 스타트업 육성, 최우수 및 우수 수상자의 미국 연수를 통해 공학적 소양 및 글로벌 인사이트 제고, 재료비 지원 및 상금 인센티브를 제공하여 창의 설계에 대한 학생들의 도전의식을 고취하도록 다방면으로 아낌없는 지원과 노력을 이끌어내고 있습니다. 

▲ 2019 창의설계축전 참가자들의 신도리코 3D프린터 이용 모습

서울대학교 메이커 스페이스 ‘해동 아이디어 팩토리’에는 각종 장비를 능숙하게 활용할 수 있도록 교내 구성원을 대상으로 3D 프린터를 비롯해 스캐너 촬영장비, 레이저 커팅기, 금속•목공용 장비 등 하드웨어 시제품 제작에 필요한 다양한 장비들을 제공하고 있습니다. 

신도리코는 지난 2016년부터 창의 인재 양성을 지원하고자 해동 아이디어 팩토리에 ‘3DWOX DP200’ 16대, ‘3DWOX DP201’ 10대의 개인용 제품부터 ‘3DWOX 2X’ 2대, ‘3DWOX 7X’의 준산업용 기기까지 총 29대의 다양한 3D프린터 제품군을 공급하였습니다.

▲ 서울대 해동 아이디어 팩토리에 지원한 신도리코 3DWOX 2X 

여기에 더해 신도리코는 2019 창의설계축전을 기념하여 기본 노즐을 2개 장착해 보다 빠르고 효율적인 출력이 가능하며, 한 개의 출력물에 2개의 컬러 혹은 2개의 재질을 사용할 수 있어 더욱 다채로운 결과물을 만들어낼 수 있는 3DWOX 2X 제품 5대를 추가적으로 지원하여 축전 참가 학생들이 한결 수월하게 작품을 준비할 수 있도록 도움을 주었습니다. 

▲ 서울대 2019 창의설계축전 심사위원 건축학과 서현 교수

이어서 2019 창의설계축전에 출품한 작품의 심사를 맡은 건축학과 서현 교수님으로부터 이번 축전에 대한 평가와 소감을 들어보았습니다. 

“창의설계축전은 서울대 공과대학의 대표 축제로, 무한한 상상력과 공학적 실력을 갖춘 창의 융합형 학생들이 매년 활발히 참가하고 있습니다. 축전에 참가하는 학생들의 기발한 아이디어와 공학적 설계가 총망라된 작품들이 앞으로 다양한 산업 분야의 발전에 기여할 것으로 예상합니다. 

특히 이번 축전에 출품된 다양한 작품 중에서는 3D프린팅 기술을 활용한 작품들이 돋보였는데요. 3D프린팅 기술은 특정 분야에 국한되지 않고 공학적 창의 설계를 한층 구체화하고 업그레이드시키는 역할을 톡톡히 하고 있습니다. 앞으로도 누구나 쉽게 접근할 수 있는 3D프린팅 기술을 기반으로 창의성과 종합적인 설계 능력을 뽐내는 작품들이 많이 나올 수 있기를 기대합니다.”

▲ 서울대 2019 창의설계축전 출품작 전시 모습 

이번 2019 창의설계축전은 38동 글로벌공학교육센터 필로티 공간에서 출품작 전시와 심사가 진행되었는데요. 공과대학 교원으로 구성된 심사위원단이 학생들이 제출한 보고서와 함께 전시현장을 둘러보며 평가를 진행했습니다. 건축, 기계, 전기, 재료, 조선 등 다양한 학과(부)에서 총 61개의 팀이 출전하여 선보인 작품들인 만큼 더욱 기대가 되는데요. 그 중에서도 3D 프린팅 기술을 적극 활용한 팀들을 통해 이번 축전 참가 작품들을 살펴볼까요? 

Social Sense 팀 

서울대학교 시각디자인과 석사과정 2년차 김숙현

서울대학교 전기정보공학부 4학년 신승훈, 원동훈

서울대학교 산업디자인과 4학년 정서우

안녕하세요. Social Sense팀입니다. 저희 팀은 서울대학교 ‘다학제 창의적 제품개발’의 정규 교과목 수업에서 3D 프린팅 기술에 대한 이론을 익히고 직접 제품을 개발해보며 유익하고 즐거운 시간을 보냈습니다. 

한 학기 동안 팀 프로젝트 결과물로 1차 프로토타입을 만들었고 이후 유저테스트를 통한 피드백을 받은 후 보다 완성도 있는 제품을 만들기로 뜻을 모았는데요. 피드백을 토대로 여름방학 동안 열심히 보완한 노력의 결실을 맺기 위해 이번 축전에 참가하게 되었습니다. 그 결과 영광스럽게도 우수상을 수상하게 되어 미국 연수의 기회를 얻는 등 팀원 모두 보람을 느끼고 있습니다. 

이번에 출품한 작품은 자폐아동을 위한 다감각 치료 교구인데요. 이 교구는 자폐성 장애 치료 방법 중 하나인 다감각 자극 훈련이 가능한 블록 놀이 세트로 시각, 청각, 촉각을 자극시킬 수 있도록 디자인하였습니다. 블록마다 각각의 소리를 담고 있고 블록을 쌓으면 다양한 소리가 합쳐져 음악이 완성되는 것이 특징입니다. 특히 시각과 촉각의 자극 범위를 최대한 높이기 위해 3D프린팅 기술을 적극 활용하였고, 세밀한 텍스쳐 표현부터 필라멘트에 따라 다양한 색 표현이 가능하다는 점이 매우 좋았습니다. 

서울대 해동 아이디어 팩토리에 마련된 신도리코 3D프린터를 사용하여 테스트 블록을 상시로 출력해 테스트하는 과정을 거쳤는데요. 치수가 0.1mm까지 정확하게 나오기 때문에 정교한 테스트 작업이 가능했습니다. 해동에는 다양한 기능을 갖춘 신도리코 3D프린터들이 마련되어 있어 다양한 형태의 블록을 제작하는 데도 도움이 많이 되었습니다. 앞으로 대형 사이즈 출력이 가능한 3D프린터가 많이 도입된다면 학생들이 시제품을 만들고 기술을 테스트할 때 무척 큰 도움이 될 것 같습니다. 

미세먼지를 없애자 팀

서울대학교 재료공학부 3학년 장규호, 기계항공공학부 3학년 김지원

안녕하세요. 미세먼지를 없애자 팀입니다. 저희는 지난 봄학기 때 수강하였던 과목에서 수행한 공기청정기 프로젝트에서 1등을 차지하여 이번 축전에 참가하게 되었습니다. 

저희가 개발한 공기청정기는 전기가 아닌 사람이 밟는 힘으로 작동하는 모듈형 공기청정기입니다. 공기청정기를 바닥에 설치할 수 있고 레고 블럭처럼 연결할 수 있어 무한한 확장성을 가진 것이 특징입니다. 

저희는 3D 프린터로 프로토타입을 출력하여 기존에 설계한 방향대로 작동되는지 테스트하였습니다. 3D 프린터를 사용하면 금속을 가공하여 만들기 어려운 복잡한 부품들도 손쉽게 출력할 수 있어 매우 유용하게 사용했습니다. 

특히 이번에 3D 프린터로 작품을 제작하면서 새롭게 깨달은 점이 있었는데요. 프로토타입 테스트를 진행하던 중 실패가 이어지면서 프로토타입을 한꺼번에 폐기할 일이 있었는데, 3D 프린터로 인쇄된 모형이 의외로 쉽게 부서지지 않더라고요. 손이나 간단한 도구로 쉽게 부서질 줄 알았는데 망치를 이용해도 잘 부서지지 않을 만큼 강도가 매우 단단하다는 점을 확인할 수 있었습니다. 앞으로 여러 시제품을 제조할 일이 있을 때 구조 재료로 이용하면 좋을 것 같습니다. 

주동우 팀

서울대학교 전기정보공학부 4학년 최재호, 졸업생 채윤형  

한국항공대학교 기계공학과 4학년 주동우 

안녕하세요. 주동우 팀입니다. 공과대학을 다니면서 전공 이론을 통해 많은 실험도 경험했지만 직접 설계한 내용을 기반으로 작품을 제작해볼 수 있는 기회가 주어지면 좋겠다고 항상 생각했었는데요. 함께 결과물을 이뤄가는 프로젝트를 통해 팀원들과 재미있게 교류하고 구상했던 완성품을 선보이고자 이번 축전에 지원하게 되었습니다. 

저희가 제작한 작품은 재난구조현장이나 어두운 공간에서 위치를 찾는 탐사 목적으로 설계된 3D Mapping(SLAM: Simultaneous Localization and Mapping)으로, 주요 부품들을 3D 프린터를 사용하여 제작했습니다.

기계공학과를 다닌다면 누구나 한번쯤 자신만의 설계부품 또는 작품을 구상하게 되는데, 규모는 저마다 다르겠지만 3D 프린팅 기술을 통해 구현되는 제품들의 질이 무척 높아졌다고 생각합니다. 스스로 그린 도면을 STL파일로 변환하여 뽑아 직접 눈으로 확인해보니 설계에 대한 관심이 더욱 커지게 되었죠. 그리고 3D 프린터는 누구나 쉽게 사용할 수 있을 정도로 작동법이 간단하여 꼭 기계공학도가 아니더라도 누구나 자신만의 구상이 있다면 그에 맞춰 재현할 수 있다는 점을 느꼈습니다. 

301 팀

서울대학교 기계항공공학부 3학년 최연우, 김민경, 채윤형

안녕하세요. 301팀입니다. 저희는 ‘시그마’라는 로봇동아리 활동을 하던 중 직접 아이디어를 구상해서 제작하는 것에 흥미를 느껴 다양한 공학 설계 작품을 선보일 수 있는 창의설계축전에 참가하게 되었습니다. 

저희 팀이 선보인 작품은 유모차를 전동으로 만드는 호환성 키트입니다. 사용 기간은 한정되어 있는데 가격은 비싸고 무게도 무거운 전동 유모차의 문제점에 착안하여 모든 조립식 유모차에 전동 유모차의 원리를 적용하고자 했습니다. 

먼저 손잡이 부분에 버튼 상자를 두어 유모차를 제어할 수 있도록 했습니다. 키트 내부에 위치한 3D 프린터로 제작한 상자와 유모차의 뒷기둥을 볼트로 조여 키트와 유모차를 연결하는데요. 상자의 크기를 늘려 다양한 유모차 형태에 사용하도록 했습니다. 디스플레이, 압전센서, 스위치 등을 담은 버튼 상자 역시 3D프린터로 제작했습니다. 

3D프린터로 시제품을 만들어보며 연습용으로 설계한 것을 뽑아보기도 했는데요. 머릿속으로 그리면서 컴퓨터로 설계한 것을 실제로 구현할 수 있다는 점이 매우 신기했고 앞으로 더욱 다양한 작품들을 만들 수 있다는 자신을 얻었습니다.

대학생들의 창의력 증진을 위해 개최된 제8회 서울대 창의설계축전을 소개해 드렸습니다. 신도리코가 지원한 다양한 3D 프린터를 통해 이렇게 다양하고 멋진 작품들이 제작되다니 무척 뿌듯한데요. 앞으로도 3D 프린팅 기술을 통해 마음껏 역량을 펼칠 학생들과 더욱 발전해 나갈 서울대 창의설계축전을 지켜봐 주세요! 

 

 ▶ 서울대학교 2019년 창의설계축전 취재 영상 보기