3D프린터운용기능사 필기 핵심이론 및 문제집

안녕하세요.
메카피아 출판사업부에서 이번에 신설되어 12월 필기 시험이 예정되어 있는  국가기술자격증인 3D프린터운용기능사에 필기 및 실기시험에 대해 안내드립니다.

첫번째 시험이 시행되는 3D프린터자격증이라 많은 분들이 필기와 실기를 어떻게 준비해야 하는지 문의를 해오고 있어서 정리해 보았습니다.

참고로 [3D프린터운용기능사 필기] 수험서는 11월 초순에 시중 온오프라인 서점에서 만나보실 수 있도록 준비하고 있으며 이제 막바지에 다달아 최종 인쇄를 목전에 두고 있습니다.

NCS 학습모듈의 이론적인 부분을 보충하고 예상 모의고사 문제를 과목별로 30문항씩 총 180문제로 구성하였으며, 실제 시험에서는 일반 기능사시험처럼 전과목에서 총 60문제가 출제되며 1시간 정도의 시간이 주어지는 것이 보통입니다.

첫 시험 시행이라 앞으로 추이를 지켜보면서 지속적으로 개정해 나갈 것입니다. 그럼, 아래에 3D프린터 운용 기능사 필기 및 실기 시험에 관한 정보 및 예상 문제 드에 대한 가이드를 해드릴테니 참고하시기 바랍니다. 

필기 시험 및 실기 시험 등 자격의 취득 정보 관련해서는 반드시 한국산업인력공단에서 운영하는 큐넷(www.q-net.or.kr)의 공지사항을 확인하기 바랍니다.

① 시 행 처 : 한국산업인력공단 ② 시험과목 - 필기 : 1. 3D스캐너, 2. 3D모델링, 3. 3D프린터설정, 4. 3D프린터 출력 및 후가공, 5. 3D프린터 교정 및 유지보수   - 실기 : 3D프린팅 운영실무   ③ 응시자격 : 제한없음 ④ 검정방법 - 필기 : 객관식 60문항(총 60분) - 실기 : 작업형(4시간 정도) ⑤ 합격기준 - 필기·실기 : 100점을 만점으로 하여 60점 이상

<머리말>

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

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

2018년 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 제품제작]으로 들어가면 관련 [능력단위별 학습모듈]을 무료로 다운로드 받을 수 있다.

2018년 10월 말 현재 기개발된 직무명 ‘3D 프린터용 제품제작’은 능력단위와 학습모듈은 [시장조사], [제품기획], [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. 제품 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 안전관리의 항목으로 공지되어 있음을 확인할 수 있다.

따라서 큐넷에서 공지하는 최신의 필기 및 실기시험 출제 기준을 파악하여 해당되는 학습모듈명을 찾아 다운로드하여 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 현장실무를 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.

아래는 실기시험에 대한 출제 문제를 개인적으로 예상한 것으로 단순 참고만 하길 바란다.

실기시험 예상 시나리오 

1안. 일반 기능사 시험과 같이 약 3~4시간이 주어질것으로 예상하며 1시간여에 걸쳐 과제 도면이나 모델링 도면을 보고 요구사항대로 3D 모델링 작업을 하여 도면화 제출하는 방안과 나머지 2~3시간은 3D프린터를 활용하여 제품제작 출력-후처리공구 이용 간단한 후가공 후 제출 

2안. 주어진 도면을 보고 3D 모델링 작업하여 도면화 제출하고, 또 3D 프린터 출력용 파일(STL, G-Code 등)로 변환해서 제출하라는 요구사항 등이 주어질 것으로 예상되며 3D프린터로 직접 출력까지 하여 제출하라는 요구사항이 예상됨
여기서 실기시험 도면은 A안(디자인 모델링), B안(엔지니어링 모델링)으로 구분하여 각자 전공 분야(기계,디자인 분야 등)에 맞게 실기 문제가 출제될 소지도 있을 것같음

3안. 주어진 제품(비교적 간단한 제품)을 실측한 후 3D 모델링 작업하여 도면으로 출력하여 제출하고, 또 3D 프린터 출력용 파일(STL, G-Code 등)로 변환해서 제출/3D프린터로 출력 제출하라는 요구사항 등이 주어질 것으로 예상된다. 3안의 경우는 민간자격증 등에서 실시할 수 있는 안으로 예상됨

만약 모델링 후 직접 주어지는 3D프린터로 출력가지 하여 제출해야 한다면 사전에 수험자는 본인이 접수한 실기시험장에 준비되어 있는 3D프린터의 모델이 무엇인지 파악해야 할 것이다.
어찌 되었든지간에 3D프린터로 출력까지 요구한다면 A사든 B사든 C사든 알아서 준비할 것이고 제품에 대한 모델 등에 대해서 공지할 수 밖에 없으므로 해당 장비의 슬라이서 사용법이나 출력방법 등에 대해 사전 실습해보고 가면 별 문제 없을 것이다.

그렇다고 보급형 FFF 방식이 아닌 산업용 FDM이나 SLA,DLP, SLS 등의 장비를 구비한다는 것은 쉽지 않기 때문일 것으로 예상한다.

특정 기업의 브랜드 모델로 준비될지 어떨지는 아직 모르겠으나 아무래도 조달청 등을 통해 가장 많이 학교에 납품되어 있는 제조사의 모델을 선정하지 않을까 조심스레 예측해본다.
향후 시험 이후 장비 유지보수 등의 문제도 발생할 수 있고 여러가지 돌발 상황이 있을 수 있기 때문이다.
 
한편 모델링 작업 이외에 시험장에 설치된 3D 프린터로 수험자가 직접 제품 출력을 실시하는 방안이 유력해 보이지만 3D 프린터의 특성상 출력 시간에 제약이 있고 장비의 상태나 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.

2018년 11월 저자 일동

도서명 : 3D프린터운용기능사 필기 핵심이론 및 문제집

저자 : 메카피아 노수황 외 공저

<주요 목차> 

1장 3D 프린팅의 개요와 작업장 안전관리

01. 4차 산업혁명과 3D 프린팅 기술

02. 3D 프린팅 기술과 적층가공의 개요

03. 3D 프린팅의 기본 원리와 출력 프로세스

04. 3D 프린팅의 요람 렙랩 프로젝트

05. 3D 프린터의 대중화와 교육 활용

06. 3D 프린팅 기술의 발전 과정

07. 3D 프린팅 기술의 장단점

08. 적층제조(AM)를 위한 DfAM의 개요

09. 3D 프린팅 기술의 안전과 유해물질

10. 3D 프린팅 작업장 환경

  11. FDM과 FFF 방식 3D 프린터의 차이점

  12. 오픈소스형 FFF 방식 3D 프린터의 단점

  13. FFF 방식 3D 프린터의 주요 기술 용어

  14. 교육용 3D 프린터 선택 가이드

2장 3D 스캐닝과 3D 데이터 획득

01. 스캔 방식에 따른 3D 스캐너의 원리

02. 스캔 대상에 따른 3D 스캐너의 종류

03. 카메라 사진에 의한 3D 스캐닝

04. 키넥트에 의한 3D 스캐닝

05. 보급형 3D 스캐너로 인물 스캔하고 출력하기

06. 3D 스캐너의 대중화와 지적재산권 문제

 

3장 3D 프린팅의 활용과 지적재산권

01. 3D 모델링의 이해

02. 3D 모델링 소프트웨어와 3D 프린팅용 파일의 이해

03. 3D 프린팅 활용을 위한 공유 플랫폼

04. 3D 프린팅과 지적재산권

 

4장 3D 프린팅 기술방식의 분류 및 이해

 1. 대표적인 7가지 3D 프린팅 기술방식

2. 재료압출 방식(ME)

2-1 용융적층모델링 : FDM

2-2 용융압출적층조형 기술 : FFF

3. 액조 광중합 방식(PP)

3-1 광경화성수지 조형방식 : SLA

3-2 마스크 투영 이미지 경화 방식 : DLP

4. 분말적측용융결합 방식(PBF)

4-1 선택적 레이져 소결 방식 : SLS

4-2 레이져 소결 : LS

4-3 직접 금속 레이져 소결 방식 : DMLS

4-4 직접 용해 방식 : DMT

4-5 전자빔 용융 : EBM

5. 재료분사 방식(MJ)

5-1 멀티젯 모델링 : MJM

5-2 폴리젯 : PolyJet

 6. 접착제분사 방식(BJ)

6-1 잉크젯 : InkJet

6-2 폴리젯 : PolyJet

7. 시트 적층 방식(SL)

7-1 박막 시트 재료 접착 조형방식 : LOM

7-2 선택적 박판 적층 조형 방식 : SDL

7-3 플라스틱 시트 라미네이션 : PSL

 8. 고에너지 직접 조사 방식(DED)

 

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

01. 기본 화면 설정

02. 각 기능 별 상세 설명

03. 출력하기(기본기능)

04. 고급 기능

05. 기기 사용을 위한 준비

06. UI 메뉴 기능 설명

07. 출력하기

08. 출력물 확인하기

09. 유지 보수

 

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

01. 구성품 및 각 부분의 명칭

02. 기기 설치 및 출력 준비

03. 3D 프린터의 H/W 설정

04. 필라멘트 교체(Loading/Unloading)

05. 테스트 모델 출력하기

06. Network

07. 사용자 인테페이스

08. 3D 프린터 유지 보수

09. 문제 해결

 

7장 제품 출력

01. 슬라이서(Cubicreator 4) 소개 및 환경

02. 슬라이서(Cubicreator 4) 설치

03. 슬라이서(Cubicreator 4) 출력하기

04. 슬라이서(Cubicreator 4) 화면의 구성 및 기능

05. 슬라이서(Cubicreator 4) 출력 옵션

06. Flexble 필라멘트 출력 팁

07. 토출 불량 현상의 이해

08. 출력 품질 향상 팁

8장 출력용 데이터 확정과 3D 프린팅용 파일 및 오류검출 소프트웨어

01. STL 파일이란?

02. 슬라이서란?

03. 무료 STL 파일 뷰어 도구

04. 3D 프린팅 파일 형식의 종류

05. STL 파일 편집 및 복구 소프트웨어

 

 9장 3D 프린터 출력물의 후처리

01. 표면처리용 기본 공구

02. 퍼티(Putty)

03. 사포

04. 서페이서(Surfacer)

05. 도료(Paint)

06. 도색용구(Painting tool)

07. 접착제 도구

08. 기타 공구

09. 마감재

10. 주요 후가공 용어 정리

 

10장 3D 프린터 운용 기능사 출제기준 및 모의 평가 문제

 

8-1. 3D 프린터 운용 기능사 필기 출제기준

8-2. 3D 프린터 운용 기능사 실기 출제기준

8-3. 3D 프린터 운용 기능사 필기시험 모의평가 문제

과목별 30 문제씩 총 180 문제 수록

이 책은 11월 둘째주부터 교보문고, 예스24, 알라딘, 인터파크 등 대형 온라인서점을 비롯하여 오프라인 서점에서 만나실 수 있습니다.

모쪼록 첫 시행되는 필기시험에 합격하시고 내년 6월경 예정인 실기시험에서도 좋은 성적을 내시기 바랍니다.

화이팅~~~