3D프린터 운용기능사 실기 기출 및 출제기준 공략 총정리

1. 3D프린터 운용기능사란?

3D프린터운용기능사는 한국산업인력공단에서 시행하는 국가 자격증입니다.

일반적으로 국가자격증은 미용사와 같은 기능사, 산업기사, 기사, 기능장, 기술사 등으로 등급을 정하고 있으며

각 종목별로 상위 등급이 있을수도 있고 없을수도 있습니다.

3D프린터 운용기능사는 말 그대로 기능사 자격증입니다.

상위 자격증으로는 약간 시험의 방향이 다르지만 3D프린터개발산업기사가 있습니다.

 

2. 응시자격: 제한없음

 

3. 합격률

2019년 필기 합격률 71.4%, 실기 합격률 56.4%

2018년 필기 합격률 78.6%, 실기 합격률 미집계(시험이 생긴지 얼마 안됨)

 

4. 출제기준

(가) 필기

•  제품 스캐닝, 넙스 모델링(스캐너의 종류 및 방식 등)

•  엔지니어링 모델링(도면의 이해, 객체 조립 등)

•  3D프린터 SW설정(출력 보조물 설정, 슬라이싱 등)

• 3D프린터 HW설정(3D프린터 사용 소재, G코드 등)

• 출력용 데이터 확정(오류 수정 등)

• 제품 출력(3D프린터 바닥 고정 및 G코드 판독 등)

• 3D프린터 안전관리

 ** 3D프린터 운용기능사 필기는 객관식 4지 택일형이며 60문항을 60분 안에 풀어야 한다. 100만점 기준으로 60점 이상이면 합격이다. 일반적으로 3D프린터를 운용하고 있는 사람의 입장에서 쉽게 풀 수 있는 문제들로 구성되어 있으며 굳이 책으로 공부하지 않더라고 합격할 수 있을 것 같은 난이도이다. G코드 같은 경우 전공하거나 선반가공 등을 해본 사람이 아니면 외우기 상당히 어렵다고 할 수 있는데 그냥 무시하고 찍고 넘어가도 된다. 그래도 시험은 시험이니 책을 보면 더 안심이 될 것이다

    

(나) 실기

실기는 주어진 도면을 가지고 3D모델링을 하고 슬라이스하여 직접 출력해야한다. 또한 후가공까지 하여 도면대로 조립이 잘 되었는지 확인한다. 시험시간은 3시간정도이며 100점 만점에 60점 이상이 되어야 합격이다. 사실 점수가 의미가 별로 없는게 설계 오류는 탈락이고 출력 못하면 탈락인데 합격 불합격만 있다고 보아도 무방하지 않을까 싶다.

모델링 난이도는 기계설계산업기사보다 훨씬 쉬운 수준이며 출력시간이 1시간 내외의 작은 파츠 조립품이 출제된다. 설계시간은 한시간 주어지면 출력시간은 두시간 주어진다.

시험시간이 넉넉한 편이다. 조급해 하지 말고 실수하지 않도록 꼼꼼히 살피자.

제시되는 문제는 주로 두가지 파츠가 조립된 형태를 띠게 되는데 조립상태로 출력하기 때문에 공차를 잘 주어서 서로 무리없이 움직이도록 출력하여야 한다.

슬라이서 프로그램에서 회전을 잘 해서 출력 방향도 고려하는 것이 좋다. 출력 방향에 따라서 곡선의 정밀도나 브릿지 거리 서포트 면이 달라지기 때문이다.

서포트 제거도 고려해야 한다. 제품은 각 수험자의 각인을 찍고 출력하게 되고 서포트도 말끔히 제거해야 한다. 그래서 수험장에 가공용 공구를 가져갈 수 있는 것이다.

시험장에 갈 때는 작업용 얇은 장갑을 끼는 것이 안전하다. 나도모르게 긴장되면 수전증이 올 수 있고 날카로운 공구를 사용하다 다칠수가 있다.

 

5. 3D프린터 운용기능사 실기 기출 시험지 예시 및 주의사항

  **이하 지문은 시험때 그대로 출제되므로 괜히 이런데 시간 뺏기지 않게 유심히 읽어보면 좋을 것이다. 

출제 문제 예시(필자가 본 시험문제랑 거의 동일)

[3D모델링 작업]

※ 시험시간 : [시험 1] 1시간
1. 요구사항
※ 지급된 재료 및 시설을 사용하여 아래 작업을 완성하시오.
※ 작업순서는 가. 3D모델링 → 나. 어셈블리 → 다. 슬라이싱 순서로 작업하시오.
가. 3D모델링
1) 주어진 도면의 부품➀, 부품➁를 1:1척도로 3D모델링한 후, 각각의 파일로 저장하시오.
(단, 각 파일명을 비번호_01, 비번호_02와 같이 저장하시오.
예시) 비번호가 01인 경우 01_01, 01_02 입니다.)
2) 상호 움직임이 발생하는 부위의 치수 A, B는 수험자가 결정하여 3D모델링하시오.
(단, 해당부위의 기준치수와 차이를 ±1 mm 이하로 하시오.)
3) 도면과 같이 지정된 위치에 부여받은 비번호를 모델링에 각인하시오.
(단, 글자체, 글자 크기, 글자 깊이 등은 별도의 정보가 없으므로 도면과 유사한
모양 및 크기로 작업하시오.
예시) 비번호가 02인 경우 02로 각인하시오.)
4) 완성된 각 3D모델링 파일은 ‘수험자가 사용하는 모델링 소프트웨어의 기본 확장자’
및‘STP(STEP) 확장자’ 2가지로 저장하시오.
(단, STP 확장자 저장 시 버전이 여러 가지일 경우 상위 버전으로 저장하시오.)
나. 어셈블리
1) 완성된 각 3D모델링 부품을 도면과 같이 1:1척도 및 조립된 상태로 어셈블리하고,
별도의 파일로 저장하시오.
(단, 각 파일명을 비번호_03과 같이 저장하시오.
예시) 비번호가 01인 경우 01_03 입니다.)
2) 어셈블리 파일은 도면과 같이 지정된 위치에 부여받은 비번호를 각인하여
‘수험자가 사용하는 모델링 소프트웨어의 기본 확장자’,
‘STP(STEP) 확장자’ 2가지로 저장하시오.
(단, 어셈블리 파일 저장 시 조립된 형태의 하나의 파일로 저장하시오.)

다. 슬라이싱
1) 어셈블리 형상을 1:1척도 및 조립된 상태로 출력할 수 있도록 슬라이싱 작업을
하시오.
2) 어셈블리 형상의 움직이는 부분은 출력을 고려하여 움직임 범위 내에서 임의로
이동시켜 ‘STL 확장자’로 저장하시오.
(단, 각 파일명을 비번호_04과 같이 저장하시오.
예시) 비번호가 01인 경우 01_04 입니다.)
3) STL 파일을 슬라이서 소프트웨어를 사용하여 3D프린터 출력용 프로그램을
작성하시오.
(단, 각 파일명을 비번호_04와 같이 저장하시오.
예시) 비번호가 01인 경우 01_04 입니다.)
4) 작업 전 반드시 수험자가 직접 출력할 3D프린터 기종을 확인한 후 슬라이서
소프트웨어의 설정값을 수험자가 결정하여 작업하시오.
(단, 3D프린터의 사양을 고려하여 슬라이서 소프트웨어에서 3D프린팅 출력시간이
1시간 20분 이내가 되도록 설정값을 결정하시오.)

라. 최종 제출파일 목록

 ...(상세 붙임파일 참고)

※ 슬라이서 소프트웨어 상 출력예상시간을 감독위원에게 확인받고, 최종 제출파일을
지급된 저장매체(USB 또는 SD-card)에 저장하여 제출하시오.
※ 채점 시 STP확장자 파일을 기준으로 평가하오니, 이를 유의하여 변환하시오.

2. 수험자 유의사항
※ 다음의 유의사항을 고려하여 요구사항을 완성하시오.
1) 시험 시작 전 장비 이상유무를 확인합니다.
2) 시험 시작 전 감독위원이 지정한 위치에 본인 비번호로 폴더를 생성 후 작업내용을
저장하고, 시험 종료 후 저장한 작업내용을 삭제합니다.
3) 인터넷 등 네트워크가 차단된 환경에서 작업합니다.
4) 정전 또는 기계고장을 대비하여 수시로 저장하시기 바랍니다.
(단, 이러한 문제 발생 시 “작업정지시간 + 5분”의 추가시간을 부여합니다.)
5) 시험 중에는 반드시 감독위원의 지시에 따라야 합니다.
6) 다음 사항에 대해서는 채점대상에서 제외하니 특히 유의하시기 바랍니다.
가) 기권
(1) 수험자 본인이 수험 도중 시험에 대한 포기의사를 표하는 경우
(2) 실기시험 과정 중 1개 과정이라도 불참한 경우
나) 실격
(1) 시설·장비의 조작 또는 재료의 취급이 미숙하여 위해를 일으킬 것으로 감독위원
전원이 합의하여 판단한 경우
(2) 시험 중 봉인을 훼손하거나 저장매체를 주고받는 행위를 할 경우
(3) 시험 중 휴대폰을 소지/사용하거나 인터넷 및 네트워크 환경을 이용할 경우
(4) 3D프린터운용기능사 실기시험 3D모델링작업, 3D프린팅작업 중 하나라도 0점인 과제가 있는 경우
(5) 감독위원의 정당한 지시에 불응한 경우
다) 미완성
(1) 시험시간 내에 작품을 제출하지 못한 경우
(2) 요구사항의 최종 제출파일 목록(3D모델링 부품①,②, 어셈블리, 슬라이싱)을
1가지라도 제출하지 않은 경우
라) 오작
(1) 슬라이싱 소프트웨어 설정 상 출력 예상시간이 1시간 20분을 초과하는 경우
(2) 어셈블리 STP파일에 비번호 각인을 누락 또는 오기한 경우
(3) 어셈블리 STP파일에 비번호 각인을 지정된 위치에 하지 않은 경우
(4) 채점용 모델링 및 어셈블리 형상을 1:1척도로 제출하지 않은 경우
(5) 채점용 어셈블리 형상을 조립된 상태로 제출하지 않은 경우
(6) 모델링 형상 치수가 1개소라도 ±2 mm를 초과하도록 작업한 경우

 

[3D프린팅 작업]

※ 시험시간 : [시험 2] 2시간
1. 요구사항
※ 지급된 재료 및 시설을 사용하여 아래 작업을 완성하시오.
※ 작업순서는 가. 3D프린터 세팅 → 나. 3D프린팅 → 다. 후처리 순서로
작업시간의 구분 없이 작업하시오.
가. 3D프린터 세팅
1) 노즐, 베드 등에 이물질을 제거하여 출력 시 방해요소가 없도록 세팅하시오.
2) PLA 필라멘트 장착 여부 등 소재의 이상여부를 점검하고 정상 작동하도록 세팅하시오.
3) 베드 레벨링 기능 등을 활용하여 베드 위치를 세팅하시오.
※ 별도의 샘플 프로그램을 작성하여 출력테스트를 할 수 없습니다.
나. 3D프린팅
1) 출력용 파일을 3D프린터로 수험자가 직접 입력하시오.
(단, 무선 네트워크를 이용한 데이터 전송 기능은 사용할 수 없습니다.)
2) 3D프린터의 장비 설정값을 수험자가 결정하시오.
3) 설정작업이 완료되면 3D모델링 형상을 도면치수와 같이 1:1척도 및 조립된 상태로
출력하시오.
다. 후처리
1) 출력을 완료한 후 서포트 및 거스러미를 제거하여 제출하시오.
2) 출력 후 노즐 및 베드 등 사용한 3D프린터를 시험 전 상태와 같이 정리하고
감독위원에게 확인받으시오.

2. 수험자 유의사항
※ 다음의 유의사항을 고려하여 요구사항을 완성하시오.
1) 시험 시작 전 장비 이상유무를 확인합니다.
2) 출력용 파일은 1회 이상 출력이 가능하나, 시험시간 내에 작품을 제출해야 합니다.
3) 정전 또는 기계고장을 대비하여 수시로 체크하시기 바랍니다.
(단, 이러한 문제 발생 시 “작업정지시간 + 5분”의 추가시간을 부여합니다.)
(단, 작업 중간부터 재시작이 불가능하다고 감독위원이 판단할 경우 3D프린팅작업을
처음부터 다시 시작합니다.)
4) 시험 중 장비에 손상을 가할 수 있으므로 공구 및 재료는 사용 전 관리위원에게
확인을 받으시기 바랍니다.
5) 시험 중에는 반드시 감독위원의 지시에 따라야 합니다.
6) 시험 중 날이 있는 공구, 고온의 노즐 등으로부터 위험 방지를 위해 보호장갑을
착용하여야 하며, 미착용 시 채점상의 불이익을 받을 수 있습니다.
7) 3D프린터 출력 중에는 유해가스 차단을 위해 방진마스크를 반드시 착용하여야 하며,
미착용 시 채점상의 불이익을 받을 수 있습니다.
8) 3D프린터 작업은 창문개방, 환풍기 가동 등을 통해 충분한 환기상태를 유지하며
수행하시기 바랍니다.
9) 다음사항에 대해서는 채점대상에서 제외하니 특히 유의하시기 바랍니다.
가) 기권
(1) 수험자 본인이 수험 도중 시험에 대한 포기의사를 표하는 경우
(2) 실기시험 과정 중 1개 과정이라도 불참한 경우
나) 실격
(1) 시설·장비의 조작 또는 재료의 취급이 미숙하여 위해를 일으킬 것으로 감독위원
전원이 합의하여 판단한 경우
(2) 시험 중 봉인을 훼손하거나 저장매체를 주고받는 행위를 할 경우
(3) 시험 중 휴대폰을 소지/사용하거나 인터넷 및 네트워크 환경을 이용할 경우
(4) 수험자가 직접 3D프린터 세팅을 하지 못하는 경우
(5) 수험자의 확인 미숙으로 3D프린터 설정조건 및 프로그램으로 3D프린팅이 되지 않는 경우
(6) 서포트를 제거하지 않고 제출한 경우
(7) 3D프린터운용기능사 실기시험 3D모델링작업, 3D프린팅작업 중 하나라도 0점인 과제가 있는 경우
(8) 감독위원의 정당한 지시에 불응한 경우
다) 미완성
(1) 시험시간 내에 작품을 제출하지 못한 경우
라) 오작
(1) 도면에 제시된 동작범위를 100% 만족하지 못하거나, 제시된 동작범위를 초과하여 움직이는 경우
(2) 일부 형상이 누락되었거나, 없는 형상이 포함되어 도면과 상이한 작품
(3) 형상이 불완전하여 감독위원이 합의하여 채점 대상에서 제외된 작품
(4) 서포트 제거 등 후처리 과정에서 파손된 작품
(5) 3D모델링 어셈블리 형상을 1:1척도 및 조립된 상태로 출력하지 않은 작품
(6) 출력물에 비번호 각인을 누락 또는 오기한 작품

3D프린터운용기능사_공개도면(2021년).pdf

0.74MB

3D프린터운용기능사_시험지(2021년).pdf

0.09MB

3D프린터운용기능사_출제기준(2021.1.1.~2023.12.31.).hwp

0.03MB

6. 시험 공략

(가) 일반사항

필기시험 문제는 일반적으로 3D프린터를 몇개월 운용해본 사람이면 무난하게 합격할만한 수준이다. 만점은 힘들지만 60점은 넘길 수 있다.

그도 그럴게 3D프린터 출력이라는 것이 생각보다 쉽지 않기 때문에 원활히 출력하기 위해서는 어차피 공부를 많이 하게 된다.

3D프린터 출력 난이도가 높다는 것은 유튜브에 3D프린터 출력노하우 강의가 많은 것을 보아도 반증할수 있다.

쉬우면 강의나 팁이 왜 필요하겠는가.

그리고 그렇게 실패하고 수정하고 하다보면 자연스럽게 필기시험을 합격할 수준만큼은 공부가 된다는 말이다.

실기 시험 유형은 거의 정해진 패턴을 벗어나지 않고 있으며 첨부파일의 유형에서 치수만 살짝 변경되는 정도이다. 미리 한번씩 그려보면 도움이 될 것이다.

조립품 상태로 출력하기 때문에 공차는 최대한 크게 주는 것이 유리하며(작동상태를 체크함) 재료는 PLA를 쓰는 것으로 보이므로 베드온도는 60도 정도가 적당하다.

리트렉션 설정은 보통 세팅이 되어 있어서 만질 필요가 없다.

베드부착 방법은 스커트, 브림, 라프트 중 골라야 하는데 출력시간과 모양을 보면서 스커트는 꼭 사용해주길 추천한다. 스커트나 브림을 줌으로써 필라가 새어 나오는 것을 어느정도 제거하고 시작할 수 있다. 브림도 시간의 여유가 있다면 나쁘지 않다. 라프트는 별로 추천하지 않는다.

서포트의 경우 필자는 큐라의 트리서포트를 애용하지만 수험장에서는 큐라를 쓰지 않았고 기본 세팅된 서포트에서 밀도만 확인하였다.

실제로 자기가 운용하는 프린터에서는 0.1미리 세팅에도 부품이 크게 좌우된다. 하지만 수험장에서는 프린터가 자기가 쓰던 것이 아니기 때문에 이런 부분은 기존 세팅을 의존하는 것이 좋다.

 

(나) 설계프로그램의 선택

설계프로그램은 인벤터, 퓨전360, 솔리드웍스, 카티아, 라이노 등등 아주 많지만 필자는 인벤터로 시험을 보았다.

전반적인 설계 난이도가 높지 않아서 자기가 잘 쓰고 있는 프로그램이 깔린 수험장을 고를 수 있다면 좋겠지만 그렇지 못한 경우는 조금 공부를 해야 할 것이다.

설계프로그램을 선택한 후에는 특히 옵션설정 같은 것을 정확히 이해하는 것이 도움이 된다.

전에 쓰던 사람이 어떻게 설정해놓고 떠났는지 알수가 없기 때문에 혹시라도 불편한 설정이 있다면 수정해야 하기 때문이다.

사실 설계프로그램이나 슬라이스프로그램이나 이런부분은 좀 복불복이라고 할 수 있다.

아무것도 만지지 않아도 될 만큼 잘 세팅이 된 경우가 있는 반면

이것저것 만져놓아서 수정해야 할 것이 많을 수도 있다.

시험장소별로 설치되어 있는 설계프로그램과 슬라이서프로그램, 3D프린터가 다르다.

 

(다) 슬라이스 프로그램의 선택

슬라이스 프로그램은 큐라, 아이디어메이커가 대중적이나 시험장에 따라서는 프린터메이커에 따른 독자적인 슬라이스 프로그램을 쓰는 곳이 있다. 미리 정보를 얻어서 사용법을 숙지하는 것이 필수다.

 

(라) 시험장소의 중요성

3D프린터 운용기능사 시험은 수험자가 몰리는 반면 수험장의 수용 능력이 부족하기 때문에 거의 접수와 동시에 전국 마감 현상을 보인다. 그래서 제주도에 사는 사람이 부산에 가는 일도 생기고 강원도에 사는 사람이 광주가는 일도 생기고 그렇다. 

접수를 놓쳤다고 낙심하지 말고 끈질기게 클릭을 해서 취소자가 나오는지 확인해볼 필요가 있다.

상술했지만 시험장에 따라 프로그램이 다르고 프린터도 다르기때문에 이런 정보를 사전에 확인하고 준비하는 것이 필수다.

(마) 공구

서포트 제거를 위한 공구는 수험장에 기본 공구는 있는 경우도 있지만 수험자가 준비해 가야 한다.

딱히 공구제한을 하는 것이 아니기 때문에 공구를 과하게 챙겨가도 눈총만 받을 뿐 제제받지는 않는다.

필자의 경우는 정밀작업용칼, 드라이버세트, 정밀니퍼 등을 챙겨갔는데 서포트가 잘 안떼져서 고생하는 중에 옆자리 감독관 분이 필자의 공구를 보면서

" 전문가용 공구를 챙겨오셨네요. 예전에는 어떤 어떤 공구가 제한이 있었지만 요즘은 제한이 없어요. 어쩌구 저쩌구 "

막 이야기를 해주시는데 갑자기 쏟아진 관심에 수전증이 도져서 서포트 제거하다가 손찌를뻔했다. 정밀 니퍼가 날카로워 정말 찔렸다면 피를 봤겠지. 시험중에 피보는 경우가 종종 있다고 한다.

출력시간이 한시간 정도 되기 때문에 거의 명상의 시간이라고 할 수 있다.

나는 누구인가 내가 지금 뭘 하고 있는 것인가. 이 프린터는 뭐지? 잘 출력되고 있나? 옆자리 사람은 뭐하고 있지? 누가 제일 빨리 출력되지? 같은 내면의 성찰을 하면서 쪽팔리니까 눈도 못감고 돌아다니자니 그럴 분위기도 아니고 해서...그냥 나는 돌이다 생각하고 한시간 있으면 된다.

장갑을 끼라고 3M안전장갑인가를 던져주셨는데 이런 작은 부품 제거하는데 괜히 장갑쓰는것도 자존심에 스크래치 날것 같아 쓸데없는 오기를 부렸는데 독자들은 왠만하면 처음부터 장갑을 껴 주기를 바란다.