과학기술정보통신부는 관련 산업계 및 교육계 등의 요청으로 지난해부터 국가기술자격 신설을 추진해 왔으 며 고용노동부와 협력을 통해 지난해 말 국가기술자격법 시행규칙을 개정하여 시행 근거를 마련하고 올해 7 월 자격검정시험의 시행과 자격증 발급 등의 업무를 수행하기 위하여 한국산업인력공단을 검정 위탁기관으로 선정하였다. 

한국산업인력공단은 평생능력개발, 국가직무능력표준, 국가자격시험, 외국인고용지원, 해외취업 및 숙련기 술장려 등 기업과 근로자의 인적자원개발을 지원하는 사업을 종합적으로 수행하고 있는 공공기관으로 공단 은 3D프린터운용기능사, 3D프린터개발산업기사 등 올해 새롭게 만들어진 국가기술자격 종목을 대상으로 첫 수시검정 시험을 시행한다고 밝혔다. 

2018년 12월 수시 기능사 1회 필기시험이 예정된 신설 국가기술자격증으로 올해 처음 실시되는 종목인 [3D프린터운용기능사]는 3D 프린터 운용에 필요한 전반적인 관련 지식을 기반으로 ▶3D스캐너 ▶디자인 및 엔지니어링 모델링 ▶3D 프린터 S/W 및 H/W 설정 ▶ 제품출력 ▶후가공 및 장비유지보수 ▶안전관리 등의 직무 수행 능력을 평가한다. 

보다 상세한 필기 및 실기 시험 등 자격의 취득 정보 관련해서는 한국산업인력공단에서 운영하는 큐넷 (www.q-net.or.kr)에서 확인하기 바란다. 

필기시험에 필요한 기초 과목은 국가직무능력표준(NCS)의 학습모듈 분야별 검색에서 [19.전기· 전자]-[중분류 : 03. 전자기기개발]-[소분류 : 11. 3D 프린터개발]-[세분류 : 02.3D 프린터용 제품 제작]으로 들어가면 관련 [능력단위별 학습모듈]을 무료로 다운로드 받을 수 있다. 

2018년 11월 말 현재 기개발된 직무명 ‘3D 프린터용 제품제작’은 능력단위와 학습모듈은 [시장조사], [제 품기획], [제품 스캐닝], [디자인 모델링], [엔지니얼 모델링], [출력용 데이터 확정], [3D 프린터 SW설정], [3D 프린터 HW설정], [제품출력], [후가공]의 10가지 항목인데 필기 시험 출제기준의 주요 항목에는 

1. 제 품 스캐닝, 2. 넙스 모델링, 3. 엔지니어링 모델링, 4. 3D 프린터 SW 설정, 

5. 3D 프린터 HW 설정, 6. 출력용 데이터 확정, 7. 제품출력, 8. 3D 프린터 안전관리 

항목으로 공지되어 있음을 확인할 수 있다. 

따라서 큐넷에서 공지하는 최신의 필기 및 실기시험 출제 기준을 파악하여 해당되는 학습모듈명을 찾아 다 운로드하여 이론 및 필기시험에 대비하기 바라며, 학습모듈의 경우 현재 2015년도에 개발된 것으로 관련 산업기술의 발전 동향에 따라 추후 업데이트 될 가능성도 있으므로 참고하기 바란다. 

본 서에서는 학습모듈이 개발된 이후 발전된 부분에서 좀 부족하다고 느끼는 부분에 대한 내용을 현장실무 

를 통해 얻은 기술지식을 토대로 이론적인 부분을 보강하였으며 필기 및 실기 시험 모의평가 문제는 집필진이 관련 업종에 종사하면서 습득한 교육경험 등을 정리하여 모의 예상 문제로 구성한 것이다.

앞으로 3D 프린팅 관련 산업이 더욱 발전하고 교육계나 현장에서의 활용이 많아질수록 능력단위별 더욱 다양한 지식이 축적되어 문제의 내용이나 수준이 올라갈 것으로 생각된다. 

특히 실기시험의 경우 현재 마땅한 가이드나 정보가 거의 없는 상태라 자격 시험을 준비하는 사람들에게 많은 문의를 받아 왔다. 

실기시험은 약 4시간에 걸쳐 과제 도면을 해독하여 3D 모델링 작업을 하거나 주어진 제품을 실측한 후 3D 모델링 작업하여 도면으로 출력하여 제출하고, 또 3D 프린터 출력용 파일(STL, G-Code 등)로 변환해서 제출하라는 요구사항 등이 주어질 것으로 예상된다.

또한 모델링 작업 이외에 시험장에 설치된 3D 프린터로 수험자가 직접 제품출력을 실시하는 방안도 유력해 보이지만 3D 프린터의 특성상 출력시간에 제약이 있고 장비의 조건에 따라 다양한 문제점들이 노출될 수도 있을 것으로 예상한다.

현재 3D프린터운용기능사와 3D프린터개발산업기사는 국가기술자격의 시행에 앞서 많은 이들이 노력하여 파일럿 테스트를 마친 상태이며, 국가기술자격과 시장의 간극을 해소하고 자격 취득자들이 산업현장에서 요구하는 역량의 보유여부를 제대로 평가하기 위해 더욱 노력하고 있는 상황으로 앞으로 교육계의 요구나 여러 가지 제반 조건에 따라 시행착오를 겪으며 차차 정착해 나갈 것으로 믿는다.

모쪼록 본서가 3D프린터운용기능사 시험을 준비하는 수험생들에게 미약하나마 도움이 되길 희망하며 앞으로 지속적으로 개정해 나가면서 관련 자격제도가 안정적으로 정착해 나아가는데 작은 힘이 될 수 있도록 노력할 것이다.

앞으로 3D 프린팅 분야의 국가기술자격 제도 시행으로 산업 현장에 필요한 인재 육성이 더욱 확대되길 희망하며 관련 자격 취득자의 취업 연계 등에 있어 큰 도움이 될 수 있길 바란다.

PART 1 3D 프린팅의 개요와 작업장 안전관리 

01. 4차 산업혁명과 3D 프린팅 기술 12 

02. 3D 프린팅 기술과 적층가공의 개요 17 

03. 3D 프린팅의 기본 원리와 출력 프로세스 22 

04. 3D 프린팅의 요람 렙랩 프로젝트 24 

05. 3D 프린터의 대중화와 교육 활용 26 

06. 3D 프린팅 기술의 발전 과정 28 

07. 3D 프린팅 기술의 장단점 40 

08. 적층제조(AM)를 위한 DfAM의 개요 45 

09. 3D 프린팅 기술의 안전과 유해물질 49 

10. 3D 프린팅 작업장 환경 60 

11. FDM과 FFF 방식 3D 프린터의 차이점 62 

12. 오픈소스형 FFF 방식 3D 프린터의 단점 65 

13. FFF 방식 3D 프린터의 주요 기술 용어 67 

14. 교육용 3D 프린터 선택 가이드 74 

PART 2 3D 스캐닝과 3D 데이터 획득 

01. 스캔 방식에 따른 3D 스캐너의 원리 80 

02. 스캔 대상에 따른 3D 스캐너의 종류 84 

03. 카메라 사진에 의한 3D 데이터 획득 87 

04. 키넥트에 의한 3D 스캐닝 90 

05. 보급형 3D 스캐너로 인물 스캔하고 출력하기 91 

06. 3D 스캐너의 대중화와 지적재산권 문제 98

PART 3 3D 프린팅의 활용과 지적재산권 

01. 3D 모델링의 이해 102 

02. 3D 모델링 소프트웨어와 3D 프린팅용 파일의 이해 107 

03. 3D 프린팅 활용을 위한 공유 플랫폼 111 

04. 3D 프린팅과 지적재산권 119 

PART 4 3D 프린팅 기술방식의 분류 및 이해 

01. 대표적인 7가지 3D 프린팅 기술방식 126 

02. 재료압출 방식(Meterial extrusion) 127 

03. 액조 광중합 방식(Vat Photopolymerization) 136 

04. 분말적층용융결합 방식(Powder Bed Fusion) 147 

05. 재료분사 방식(Material Jetting) 153 

06. 접착제 분사 방식(Binder jetting) 160 

07. 시트 적층 방식(SL : Sheet lamination) 166 

08. 고에너지 직접조사 방식(Direct Energy Deposition) 170 

PART 5 3D 프린터 S/W 및 H/W 설정(3DWOX Desktop 슬라이서) 

01. 기본 화면 설정 174 

02. 각 기능 별 상세 설명 176 

03. 출력하기(기본기능) 195 

04. 고급 기능 199 

05. 기기 사용을 위한 준비 209 

06. UI 메뉴 기능 설명 216 

07. 출력하기 267 

08. 출력물 확인하기 277 

09. 유지 보수 280

PART 6 3D 프린터 S/W 및 H/W 설정(Cubicreator 4 슬라이서)

01. 구성품 및 각 부분의 명칭 302

02. 기기 설치 및 출력 준비 305

03. 3D 프린터의 H/W 설정 310

04. 필라멘트 교체(Loading/Unloading) 312

05. 테스트 모델 출력하기 315

06. Network 316

07. 사용자 인테페이스 320

08. 3D 프린터 유지 보수 332

09. 문제 해결 342

PART 7 3D 프린터 제품 출력

01. 슬라이서(Cubicreator 4) 소개 및 환경 350

02. 슬라이서(Cubicreator 4) 설치 351

03. 슬라이서(Cubicreator 4) 출력하기 365

04. 슬라이서(Cubicreator 4) 화면의 구성 및 기능 367

05. 슬라이서(Cubicreator 4) 출력 옵션 406

06. Flexble 필라멘트 출력 팁 429

07. 토출 불량 현상의 이해 437

08. 출력 품질 향상 팁 448

PART 8 3D 프린팅용 파일과 오류 검출 소프트웨어 

01. STL 파일이란? 468 

02. 슬라이서(slicer)란? 471 

03. 무료 STL 파일 뷰어 도구 472 

04. 3D 프린팅 파일 형식의 종류 488 

05. STL 파일 편집 및 복구 소프트웨어 492

PART 9 3D 프린터 출력물의 후처리 

01. 후처리용 기본 공구 504 

02. 퍼티(Putty) 508 

03. 사포 510 

04. 서페이서(Surfacer) 512 

05. 도료(Paint) 514 

06. 도색용구(Painting tool) 517 

07. 접착제 도구 520 

08. 기타 공구 522 

09. 마감재 524 

10. 후가공 하기 525

PART 10 3D프린터운용기능사 출제기준 및 모의 평가 문제 

01. 3D프린터운용기능사 필기 출제기준 535 

02. 3D프린터운용기능사 실기 출제기준 537 

03. 3D프린터운용기능사 필기시험 모의평가 문제 541 

04. 3D프린터운용기능사 실기시험 예시 578