갓쌤에듀랩

모든 학습이 하나로 연결되는 AI미래교육연구회

[muselms_translate style="dropdown"]

LOGIN

회원가입

LOGOUT

CART

주문내역

내 수업을 위한 최적의 솔루션 찾기

LOGIN

강의실

LOGIN

강의실

image (11)

3D펜

3D펜은 3D 프린터의 원리를 손에 쥘 수 있는 펜 형태로 압축한 도구입니다. 펜 뒤쪽으로 플라스틱 막대(필라멘트)를 넣으면, 펜 내부의 히터가 필라멘트를 녹여 펜촉(노즐)으로 밀어냅니다.

[3D펜]


  • 3D펜은 3D 프린터의 원리를 손에 쥘 수 있는 펜 형태로 압축한 도구입니다. 펜 뒤쪽으로 플라스틱 막대(필라멘트)를 넣으면, 펜 내부의 히터가 필라멘트를 녹여 펜촉(노즐)으로 밀어냅니다.
  • 노즐을 통과한 액체 상태의 플라스틱은 공기 중에서 빠르게 굳으며 입체적인 형태를 만들어냅니다. 이 원리를 통해 사용자는 평평한 종이 위를 벗어나 허공에 직접 그림을 그리듯 3차원의 사물을 즉석에서 만들 수 있으며, 학생들의 창의력과 공간지각능력을 키우는 혁신적인 STEAM 교육 도구로 각광받고 있습니다.

 

[핵심 기능]


  • 직관적인 입체 드로잉
    • 자유로운 형태 구현: 밑그림(도안)을 따라 그리거나, 허공에 직접 선을 이어 붙여가며 머릿속 상상을 즉시 입체적인 조형물로 만들 수 있음.
  • 다양한 필라멘트 사용
    • PLA/ABS 필라멘트: 옥수수 전분으로 만든 친환경 PLA나 내구성이 강한 ABS 등 다양한 색상과 재질의 필라멘트를 사용하여 다채로운 작품을 제작함.
    • PCL 필라멘트 (저온형): 녹는 점이 60~80℃로 낮은 PCL 필라멘트를 사용하는 저온 3D펜은 화상 위험이 적어 어린이도 비교적 안전하게 사용할 수 있음.
  • 온도 및 속도 조절 기능
    • 정밀한 제어: 필라멘트의 종류에 맞게 노즐의 온도를 설정하고, 압출되는 속도를 조절하여 정교한 작업부터 넓은 면을 채우는 작업까지 자유롭게 제어함.
  • 안전 기능 및 편의성
    • 자동 절전/꺼짐: 일정 시간 사용하지 않으면 자동으로 전원이 차단되어 안전사고를 예방함.
    • LCD 디스플레이: 현재 온도, 속도, 필라멘트 종류 등 펜의 작동 상태를 LCD 화면으로 쉽게 확인할 수 있음.

 

[활용 안내]


  • 창의 미술 및 공예 활동
    • 입체 조형물 제작: 동물, 건축물, 캐릭터 등 다양한 입체 모형을 직접 만들어 봄.
    • 액세서리 및 소품 제작: 안경테, 열쇠고리, 이름표 등 자신만의 개성이 담긴 소품을 디자인하고 제작함.
  • STEAM 교육
    • 도형 및 구조물 학습: 정육면체, 피라미드 등 입체 도형이나 다리의 트러스 구조 등을 직접 만들며 수학적, 과학적 원리를 직관적으로 이해함.
    • 분자 구조 모델링: 과학 시간에 배우는 물(H₂O)이나 메탄(CH₄)과 같은 분자 구조를 입체적으로 만들어 봄.
  • 프로토타이핑 및 디자인
    • 아이디어 시각화: 제품 디자이너나 건축가가 초기 아이디어를 3차원의 간단한 목업(Mock-up)으로 빠르게 만들어 봄.
  • 생활 속 수리 및 보수
    • 부러진 플라스틱 장난감이나 생활용품의 일부를 3D펜으로 때우거나 보강하여 수리하는 '메이커(Maker)' 활동에 활용함.

 

[세부 사항]

항목 내용
작동 방식 FDM (Fused Deposition Modeling, 용융 적층모델링) 
사용 필라멘트 PLA, ABS (고온형) / PCL (저온형)
노즐 온도 고온형: 약 160230℃ / 저온형: 약 6090℃
주요 기능 속도 조절, 온도 조절, LCD 디스플레이
전원 방식 USB 전원 어댑터 또는 보조배터리
주요 제조사 3Doodler, 사나고(Sanago), XYZprinting 등

 

활용 사례

1. 초등학교: 기초 감각과 상상의 구체화

  • [수학] '살아있는 도형' 만들기: 1~2학년군 '여러 가지 모양' 단원과 연계합니다. 삼각형, 사각형 도안을 따라 그린 뒤 이를 이어 붙여 입체 곤충(애벌레, 나비)이나 우리 집 모형을 만듭니다.

  • [과학/융합] 튼튼한 다리(Bridge) 건설 프로젝트: 고학년 실과/과학 시간, 트러스 구조나 아치 구조를 3D펜으로 직접 그려보고 어떤 모양의 다리가 가장 무거운 무게를 견디는지 실험합니다.

  • [AI 융합] AI가 그린 캐릭터 소환하기: 학생들이 생성형 AI(예: 뤼튼, 챗GPT)로 '나만의 수호신' 이미지를 생성한 뒤, 그 이미지를 도안 삼아 3D펜으로 실제 피규어를 제작합니다. (AI와 메이커 교육의 결합)

2. 중학교: 개념의 시각화와 기능적 설계

중학생 시기에는 교과 지식을 정교하게 모델링하거나 실생활 문제를 해결하는 시제품 제작에 집중합니다.

  • [과학] 'Doodle-Atoms' 원자 모델링: 눈에 보이지 않는 원자 구조(러더퍼드 모델 등)를 3D펜으로 입체화하여 전자 궤도와 핵의 위치를 시각적으로 이해합니다.

  • [기술/진로] 미래 주거 공간 및 패션 디자인: '미래의 우리 집'이나 '스마트 웨어러블 기기'를 설계합니다. 3D 프린터보다 수정이 빠르기 때문에 아이디어를 즉석에서 보완하는 퀵 프로토타이핑(Quick Prototyping) 도구로 활용합니다.

  • [수학] 플라톤의 다면체 스노우맨: 정다면체의 성질을 학습한 뒤, 서로 다른 크기의 정다면체들을 3D펜으로 제작하여 쌓아 올린 '기하학적 눈사람' 만들기 미션을 수행합니다.

3. 고등학교: 전문적 프로토타이핑과 공학적 탐구

고등 단계에서는 대학 전공 탐색과 연계하여 정교한 설계 및 하드웨어 결합 활동을 수행합니다.

  • [미술/디자인] 1:100 건축 모델링: 디자인 전공 희망 학생들이 자신의 평면 도면을 바탕으로 건축물의 외관을 정교하게 입체화합니다. 3D펜 특유의 와이어 느낌을 살린 예술 작품 제작도 가능합니다.

  • [정보/공학] 피지컬 컴퓨팅 케이스 제작: 아두이노나 마이크로비트(Micro:bit)를 활용한 발명품을 만들 때, 센서가 흔들리지 않게 고정하는 맞춤형 브래킷이나 외관 케이스를 3D펜으로 즉석에서 제작합니다.

  • [물리] 역학 구조 분석: 테세이 구조나 텐세그리티(Tensegrity) 구조물을 3D펜으로 만들며 장력과 압축력의 균형을 시각적·물리적으로 분석합니다.

교육활용방안

기본 정보
  • 3D펜은 3D 프린터의 원리를 손에 쥘 수 있는 펜 형태로 압축한 도구입니다. 펜 뒤쪽으로 플라스틱 막대(필라멘트)를 넣으면, 펜 내부의 히터가 필라멘트를 녹여 펜촉(노즐)으로 밀어냅니다.
  • 노즐을 통과한 액체 상태의 플라스틱은 공기 중에서 빠르게 굳으며 입체적인 형태를 만들어냅니다. 이 원리를 통해 사용자는 평평한 종이 위를 벗어나 허공에 직접 그림을 그리듯 3차원의 사물을 즉석에서 만들 수 있으며, 학생들의 창의력과 공간지각능력을 키우는 혁신적인 STEAM 교육 도구로 각광받고 있습니다.

등록된 배지가 아직 없습니다.