감사인사 음성 3D프린팅하기

어버이날을 맞이하여 부모님께 어떤 선물을 드릴까 생각하다가 문득 어머니께서 예전에 제가 3D프린팅해드린 에펠탑이 이사 도중 부서졌다는 말씀을 하셨던 것이 기억나, 뭔가 특별한 것을 3D프린팅해서 선물하기로 마음먹었습니다. 

그래서 계획한 것이 바로 감사의 메세지를 담은 음성 데이터를 3D프린팅하는 것이었습니다. 일단 이를 위해서는 음성 녹음파일이 필요한데요. 저와 동생이 "아버지, 어머니 사랑합니다"라고 말해서 녹음을 해야 하는데 제 동생이 군복무 중이라서(..) 외출 나온 틈을 타서 스마트폰으로 저 멘트를 녹음한 후 저에게 보내주면 동생이 보내준 녹음 파일에 제가 말하는 것을 덧씌워 녹음하기로 했습니다.

이를 위해 갤럭시노트 2 할아버지를 잠시 부활시켜드렸습니다. 녹음기능은 갤노투가 짱이거든요ㅎ 위와 같이 제 아이폰과 연결된 블루투스 스피커로 동생이 보내준 녹음파일을 크게 재생을 하면서 동시에 제가 저 멘트를 말하면, 이를 갤노투로 다시 녹음하는 것이지요. 

왜 이렇게 번거롭게 하냐구요? 그냥 동생 외출나왔을 때 전화로 직접 통화하면서 실시간 녹음하면 안되냐구요? 

저도 그럴려고 했는데 제 동생이 녹음 파일을 너무 빨리 보내줬고, 전화하면서 다시 녹음하자고 했더니 자기는 저 멘트를 닭살 돋아서 다시 못하겠다고 하면서 군대에 다시 복귀하더군요(;;;;) 왜 닭살 돋냐구요?

1. 음성.mp3

이런 멘트에도 남자들은 매우 닭살 돋아합니다ㅠ 

음성 녹음파일도 확보가 되었겠다, 이제 남은 것은 이 소리 데이터를 3D프린팅이 가능한 파일로 바꾸어주는 작업만 남아있습니다. 

http://www.gillesazzaro.com

아이유 3단 고음 3D프린팅하기

소리 프린트하기 3D Printing sound

https://en.wikipedia.org/wiki/Heightmap

이 작업을 위해 위 링크들을 참고하였습니다. 먼저 이렇게 소리를 3D프린팅 가능한 파일로 바꾼 후 출력하는 작업으로 널리 알려진 Gilles Azzaro께 페이스북 메세지로 혹시 방법을 알려줄 수 있는지 여쭈어봤지만 특허로 등록된 기술(Patented process)라고 하셔서 곤란해하셨고, 홍정모 교수님의 리쏘페인 프로그램을 사용하여 작업을 해보려했지만 이 작업을 위한 Sound 모듈이 제가 다운로드받은 리쏘페인에는 빠져있더군요. 

그래서 하는 수 없이 직접 삽질해가면서 작업해보기로 했습니다. 먼저 음성 파일을 Height map으로 전환시키는 과정이 필요합니다. 저는 WavePad Sound Editor 데모버전을 사용했습니다. WavePad Sound Editor로 저와 제 동생의 목소리가 녹음된 파일을 불러오면 다음과 같이 보입니다.

이 WavePad Sound Editor에서 필요한 것은 이 소리를 Height map으로 만들어주는 기능입니다. Tool에서 TFFT(Temporal Frequency Analysis) 기능을 선택하면..

위와 같이 Temporal Frequency Analysis 결과를 얻을 수 있습니다. 남자 둘이 배경음악 없이 녹음해서 그런지 뭔가 주파수가 한쪽으로 치우쳐있군요;; 이를 그림파일로 저장합니다. 

Make mountains in Blender from height maps

그 다음 과정은 위 링크를 참조했습니다. 

블렌더(Blender)로 앞서 저장한 음성 Height map을 불러온 후(File-Import-Images as planes), Edit mode에서 Subdivide를 실행시킨 후 Number of Cuts를 300으로 설정합니다. 

그후 Add Modifier를 실행한 후 Texture를 위에서 불러온 Height map을 선택하고 direction normal, texture coordinates UV, strength 0.200을 설정해주면 위와 같이 3D 형상화된 음성 데이터를 얻을 수 있습니다. 

그 다음 아래쪽으로 단을 추가해주어 다음과 같은 결과물을 얻습니다. 저는 카티아와 Meshmixer, netfabb 등등의 프로그램들을 사용했습니다.

자, 3D모델링 파일도 확보가 되었으니 이제 출력할 시간입니다. 

원래 총 크기 40cm 정도로 계획하고 분할 출력해볼까 했었는데, 총 출력예상시간이 180시간이 나오는 바람에(..) 적당히 타협해서 150.71 x 76.98 x 24.05mm로 설정했습니다. 

출력에 사용한 3D프린터는 da Vinci 1.0 Pro이고 사용한 필라멘트는 Colorfabb사의 PLA/PHA standard white 필라멘트입니다. 

출력 세팅은 노즐 온도 210도, 히팅베드 온도 45도, 적층높이 100마이크론, shell thickenss은 shells 3 layers, top surface 5 layers, bottom surface 5 layers, infill density 5%, infill type honey comb, shell speed는 normal 40mm/s, surface 40mm/s, small radius(radius<2.2mm) 30mm/s, infill speed는 normal 70mm/s, top surface 60mm/s, solid infill 60mm/s, bridge printing speed 60mm/s, non-printing movement speed 70mm/s, bottom layer speed 50mm/s, retract speed 80mm/s, retract length 4.5mm, activate threshold 2mm로 설정하였습니다.

출력 시작 후 1시간이 지난 뒤의 모습입니다. honey comb 모습의 infill이 만들어지고 있습니다.

출력 시작 후 3시간이 지난 뒤의 모습입니다. 확실히 infill과 top & bottom layer의 수를 낮추니 이전보다는 빨리 출력되는군요. 

출력 시작 후 6시간 30분이 지난 뒤의 모습입니다. 소리 음파 부분을 출력하고 있습니다.

출력 시작 후 8시간 30분이 지난 뒤의 모습입니다. 이제 음파가 많은 부분만 출력이 남았군요. 

출력 시작 10시간만에 출력이 완료되었습니다. 

사실 이 3D프린팅을 진행하면서 걱정이 많았습니다. 사실 음파의 산 크기가 작은 만큼 출력이 어려울 것으로 생각되었기 때문입니다. 아예 안될 수도 있겠다란 생각도 했었지요.

그리고 자잘자잘한 구조물들이 서로 근접하고 있어 retraction 세팅이 중요한데 이 부분을 잘 세팅하지 못해 위와 같은 찌꺼기들이 구조물들에 붙어있었습니다. 이들을 모두 제거한 후의 모습 보시겠습니다.

3D 구현된 작은 음파들의 모습입니다. 매끄럽진 않지만 그래도 구조를 알아볼 수는 있게 출력되었습니다.

자잘자잘한 구조물이 아닌 부분은 꽤 매끈하게 출력되었구요.

전체적인 모습은 이렇습니다. 빨리 출력하려고 top layer를 5로 설정했다보니 약간 구멍이 난 곳도 보입니다.

부분별로는 이렇게 생겼습니다. 자, 이제 남은 건 후가공이지요.

매끄러운 표면처리를 위해 XTC-3D를 사용하기로 했습니다. 

해외에서 직구한 건데요, XTC-3D는 3D프린팅된 출력물들의 표면을 매꾸어주어 적층무늬를 최소화하고 매끄러운 표면을 구현할 수 있게 해줍니다. A용액과 B용액이 있는데 이를 2 : 1로 섞어서 잘 발라주면 됩니다.

XTC-3D 용액은 굳으면 매우 딱딱해져서 붓을 쓰기가 어렵습니다(한번 쓰고 버려야해서). 그래서 스펀지를 작게 잘라 XTC-3D 용액을 적신 후 얇게 발라줍니다.

반짝거리는 것이 바로 XTC-3D 용액이 도포된 모습입니다. 이를 4시간 정도 말려줍니다.

그 다음 도색 준비를 위해 Mr.Surfacer 1200을 도포하고 고급스런 느낌을 주기 위해 Testors Gloss Metallic Gold Spray Enamel을 도포합니다(금색!). 마지막으로 Mr.Super clear Gloss로 코팅하여 완성합니다.

오랜 삽질 끝에 완성된, 부모님께 바치는 "아버지, 어머니 사랑합니다" 음성의 3D 프린팅은 과연 어떤 모습일까요?

전체적인 모습과 크기는 이렇습니다. 개인적으로 나중에 이만한 금괴를 하나 부모님께 선물해드리고 싶군요ㅠ

XTC-3D와 서페이서 작업으로 표면이 매끈해졌고 여기에 금색으로 도색을 하다보니 나름 고급스러운 느낌이 듭니다(자화자찬이라니-_-;;). 물론 세부적인 디테일이 한데 뭉뚱그려진 것은 아쉬운 점이지요. 

오늘은 어버이날을 맞이하여 부모님께 올리는 감사의 말씀을 3D프린팅해보았습니다. 평소에 낯간지러워서 잘하지 못하는 이런 말들을 3D프린팅하여 부모님께 선물함으로써 말은 안하지만 마음으로는 계속 표현하고 있음을 알려드릴 수 있지 않을까 해서 시작해본 작업이었습니다. 부모님께 사랑한다는 말씀을 하기 어려우신 분들, 이렇게 3D프린팅해서 선물하세요ㅎ

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!