shapr3d로 키보드 설계하기 #1

작년에 '야매로 키보드 설계하기'를 작성하다가 꼴랑 1편만 작성해 놓고, 게으름과 막막함 때문에 그만뒀었습니다.. 

 

이번에 shapr3d라는 무료툴을 다뤄보고 있는데 이게 키보드를 만드는 데 나쁘지 않을 거 같아서, 작년에 매듭짓지 못했던 야매 키보드 설계 포스팅을 처음부터 다시 해보려고 합니다.

 

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이번 야매키보드 설계는 3D프린터로 출력할 수 있는 키보드를 만드는 것이 목적입니다. 

3D프린터로 키보드를 만들 때의 단점

• 3D프린터로 만들면 사람들이 좋아하는 묵직한 키보드는 만들 수 없습니다.
• 후가공까지 맡기는 게 아니라면 사포질, 퍼티질, 도색 등등 후가공 작업을 해줘야 합니다. (후가공까지 맡기실 생각이시면 차라리 CNC가공을 맡기시는 게 낫습니다.)
• 내구성 (실수로 떨어트리면 깨질 가능성 매우 높음)

그럼에도 3D프린터로 키보드를 만들려는 이유는?

장점

• CNC가공을 맡기는 거에 비해 가격이 저렴합니다.
• 첫번째 장점의 연장선으로, 복잡한 형상도 가능합니다. (어느정도는 CNC가공으로도 가능은 하지만, 불가능한 형상도 있고, 가능한 형상이라 할 지라도 복잡도에 따라 큰 비용이 발생 할 수 있습니다.)
• 만들고, 고치고, DIY 좋아하는 사람에게는 후가공 하는 과정조차 재밌습니다. 

 

 

먼저 필요한 것은 shapr3d입니다. 살짝 찾아보니 보통은 아이패드에서 사용하는 것 같은데, 윈도우에서도 무료라고 듣고 설치해 봤습니다. 취미로 키보드를 설계하는 제 기준에서는 괜찮은 프로그램인 것 같습니다.

 

무료버전을 기준으로 포스팅을 작성하려고 했는데, 무료버전으로는 Export 해상도가 Low로 제한되어있어서 사용하지 못할 것 같습니다..

좌: 무료버전, 저해상도 stl파일 / 우: 고해상도 stl파일

 

 

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shapr3d를 설치하고 회원가입까지 마쳤다면 기본적인 준비는 끝입니다.

기초적인 조작법은 프로그램 내에서 동영상을 통해 알려주니까 이 글에서는 다루지 않겠습니다.

 

 

나만의 키보드를 만들기 위해 먼저 해야 할 것은 레이아웃 에디터에서 원하는 배열을 그리는 것입니다.

아래 사이트에 들어가줍니다.

http://www.keyboard-layout-editor.com/

Keyboard Layout Editor

좌측 상단에 preset을 눌러 자신이 그리고자 하는 배열과 가장 비슷한 배열을 로드하고, 마우스와 방향키, 그리고 아래쪽에 properties창 등을 이용해서 배열을 완성해 줍니다.

 

기본 조작

 

키 선택 : 마우스 클릭

여러 키 동시 선택 : Ctrl+마우스 클릭

키 위치 변경 : 키를 선택한 상태에서 방향키

크 크기 변경 : 키를 선택한 상태에서 Shift+방향키

Ctrl Z, Ctrl Shift Z, Ctrl C, Ctrl V 등등

 

 

 

원하는 대로 배열을 짰으면, Raw data의 내용을 복사해 줍니다.

["Esc","!\n1","@\n2","#\n3","$\n4","%\n5","^\n6","&\n7","*\n8","(\n9",")\n0","_\n-","+\n=","|\n\\","~\n`"],
[{w:1.5},"Tab","Q","W","E","R","T","Y","U","I","O","P","{\n[","}\n]",{w:1.5},"Backspace"],
[{w:1.75},"Caps Lock","A","S","D","F","G","H","J","K","L",":\n;","\"\n'",{w:2.25},"Enter"],
[{w:2.25},"Shift","Z","X","C","V","B","N","M","<\n,",">\n.","?\n/",{w:1.75},"Shift","Menu"],
[{w:1.5},"Ctrl","Win",{w:1.5},"Alt",{a:7,w:7},"",{a:4,w:1.5},"Alt","Win",{w:1.5},"Ctrl"]

이 포스팅에서는 위 코드블록에 적혀있는 상간배열 60% 레이아웃으로 야매설계를 진행해 보겠습니다. 

 

 

https://kbplate.ai03.com/

ai03 Plate Generator

raw data를 복사했으면 위 링크로 들어가서 "Paste KLE raw data or JSON here" 부분에 복사한 내용을 붙여 넣기 해줍니다.

따로 설정을 건들 필요 없이 바로 스크롤을 아래로 내려서 dxf 파일을 다운로드합니다. (필자는 filleting 부분을 전부 1로 바꿔주는 편이다.)

 

다운로드가 완료되었다면 Shapr3D를 실행해 줍니다.

로그인하고, New design 클릭, 설계 화면이 열렸다면 우측 상단 ●●●(More버튼)을 누르고 import를 클릭합니다.

요 버튼

방금 다운로드한 dxf 파일을 열고 좌측에 Done 버튼 클릭하면 도면파일이 불러와집니다.

 

스케치모드로 들어가서 Offset Edge 버튼을 누르고, 가장 바깥쪽 사각형을 클릭, 0.51을 입력하고 엔터를 누릅니다.

그리고 기존에 있던 사각형(오프셋 후에 안쪽에 있는 사각형)을 없애줍니다.

다시 한번 Offset Edge를 클릭하고 새로 생긴 사각형을 클릭, 치수입력칸에 원하는 베젤 사이즈를 입력합니다.

 

 

베젤 부분까지 스케치를 그려줬으면 스케치모드에서 나와 베젤 부분을 클릭하고 9.5만큼 돌출시켜 줍니다.

그다음, 보강판 부분을 클릭, 1.5 입력 후 돌출시키면

 키보드의 상판 형태가 대충 갖춰졌습니다.

그런데, 잘 보면 베젤 부 돌출과 보강판 부 돌출 사이에 선이 생겨있는 것이 보이시나요?

(툴에 익숙지 않아서 돌출시킬 때 하나의 오브젝트인 상태로 돌출시키는 방법을 모르겠습니다)

튜토리얼 영상에서 오브젝트를 선택하는 방법을 배우셨을 겁니다.

Shift를 누른 채로 베젤과 보강판을 선택하고, Union 버튼을 눌러 합쳐줍니다.

 

 

이후에 베젤의 두께를 조절하고 싶다면, 벽면을 클릭하고 화살표를 움직이거나, 치수를 입력해서 조절할 수 있습니다.

상하8mm, 좌우4mm로 조정해주었습니다.

그리고 안쪽 모서리에 모깎기(fillet)를 해줬습니다. (값 1)

모따기(chamfer) 도 해주고.

 

 

 

좌측상단 두 번째에 있는 "Show/Hide items"를 눌러 import 했던 도면과 사용했던 스케치들을 삭제해 줍니다.

오브젝트의 아랫면에 벽을 그려준 뒤 돌출(값 6.5)시킵니다. 이때 너무 얇을 경우 출력물이 깨질 우려가 있기 때문에, 벽의 두께는 최소 2mm 이상으로 해줍시다. (이 포스팅에선 상하 7mm 좌우 3mm로 했습니다 / 상하의 경우 자석을 넣을 공간을 주기 위해서 좌우 벽보다 조금 두꺼운 7mm로 하였습니다.)

 # 이번에 선물용 키보드를 출력해 보니, sla로는(레진종류에 따라 다르겠지만) 2mm도 불안하네요. 벽 높이가 그리 높지 않았는데도 깨져서 도착했습니다. https://kbddiary.tistory.com/47   안전하게 3mm 이상으로 하는 게 좋을 것 같습니다.

 

 

 

바닥면에 새로운 스케치를 열고 상판과 같은 크기의 사각형을 그린 후, 적당한 두께로 돌출시킵니다.

 

 

옆면에 새로운 스케치를 열고 자경을 원하는 만큼 넣어줍니다.

 

 

하판에 2mm만큼 공간을 파줍니다.

 

2mm인 이유

출처 (TeleV2님 유튜브, 커스텀 키보드 (TKL) 하우징 설계 강좌) - https://youtu.be/TKg5Cl8uFP0?list=PLo8pRnvKcKw1lPa1C5Ws6Z69zfXRtGXJC

보강판 아랫면부터 하판 바닥까지 약 8.1만큼의 공간이 필요한데,

아까 위에서 상판에 6.5mm만큼의 공간을 줬기 때문에, 2mm만큼만 파주었습니다.

 

 

이로써 야매 키보드가 기본적인 모양새를 갖추게 되었습니다.

외형적으로 모따기나 모깎기를 더 넣어 주고 싶다면, 위에서 했던 것처럼 원하는 부분들을 클릭해 주고 모따기,모깎기를 하면 됩니다.

 

 

다음 포스팅에서는 상하판 결합용 자석을 넣을 공간을 만들고, pcb의 3D파일을 불러와서 USB포트홀을 뚫어보도록 하겠습니다.

 

 

shapr3d로 키보드 설계하기 #2