투고일 _2017.08.10 심사기간 _2017.09.01.-14 게재확정일 _2017.09.29 DLP 방식 3D 프린팅을활용한패션디자인연구 Study on Fashion Design using DLP 3D Printing 이종석, 경인여자대학교패션문화디자인과교수 / 진성모( 교신저자 ), 국민대학교의상디자인학과교수 Lee, Jong Seok_Fashion & Culture Design, Kyung-In Women's University / Jin, Sung Mo_Fashion Design, Kookmin University 차례 1. 서론 1.1. 연구배경 1.2. 연구목적및방법 2. 이론적배경 2.1. 3D 프린팅의개요 2.2. 3D 프린팅의출력방식별기술특성 2.3. 패션디자인과 3D 프린팅 3. 작품제작 3.1. 샘플출력테스트 3.1.1. 광석소재질감표현을위한 3D 프린팅연구 3.1.2. 니트소재질감표현을위한 3D 프린팅연구 3.2. 광석소재연구에기반한작품제작 3.2.1. 작품_01, 02제작과정 3.2.2. 작품완성및착용성테스트 3.3.. 니트소재연구에기반한작품제작 3.3.1. 작품_03, 04제작과정 3.3.2. 작품완성및착용성테스트 4. 결론및제언 참고문헌
DLP 방식 3D 프린팅을활용한패션디자인연구 Study on Fashion Design using DLP 3D Printing 이종석, 경인여자대학교패션문화디자인과교수 / 진성모( 교신저자 ), 국민대학교의상디자인학과교수 Lee, Jong Seok_Fashion & Culture Design, Kyung-In Women's University / Jin, Sung Mo_Fashion Design, Kookmin University 요약 4차산업혁명의핵심기술인 3D 프린팅은의료, 자동차, 항공, 예술등분야를막론한다양한산업에활용되고있다. 중심어 3D 프린팅 3D 프린팅패션디자인 패션디자인 DLP 3D 프린팅 패션산업에서도 3D 프린팅을적용하고자하는많은연구가진행되고있지만다른산업에비하여패션업계의 3D 프 린팅활용은매우미비한실정이다. 대표적인원인은대부분의패션디자이너사용하는 FDM 프린터의기술적한계 를들수있다. FDM 방식의프린터는가격, 기술측면에서진입장벽이낮기때문에패션디자이너들이많은적용시 도를하였으나 FDM 방식의기술특성상표면조도, 압축강도, 인장강도등모든면에서제품생산에필요한품질을 만족할수없기때문이다. 이에본연구의목적은최근 3~4년간많은기술적발전을통하여현실적인하드웨어가격 과출력단가를제안할수있는 DLP 방식의프린터를사용하여 3D 프린팅패션디자인의가능성을제시하는데있다. 이를위하여첫째, 다양한출력물을테스트하여 DLP 방식과 FDM 방식의장단점을비교한결과 FDM 방식에비하 여 DLP 방식이출력속도, 표면조도등의상품화요건에대한비교우위가있음이증명되었다. 둘째, 출력물테스트 결과를바탕으로의상 4벌을제작하여실제적인 3D 프린팅의복제작프로세스에대한구체적이고실제적인결과를 도출하였다. 작품_01, 02 는스콜레사이트광석에서영감을받은디자인을전개하였다. 작품_03, 04는니트조직에 서영감을받은디자인을전개하였다. 셋째, 완성된작품의모델피팅을진행하여착용성테스트를진행하였다. 작품 제작결과작품의조형성측면에서 3D 프린팅기법을통한새로운형태의의상이가지는형태적독창성이적절히표 현되었으며본연구의목적인 DLP 방식의프린터를사용하여실제적인의상을제작하여 3D패션디자인의새로운 가능성을제안하였다. 다만위의분석결과로제시된 DLP 방식프린팅의기술적한계인출력물의크기제한과출력 물의중량증가에대한후속연구가필요할것으로본다. ABSTRACT Keyword 3D Printing 3D Printing Fashion Design Fashion Design DLP 3D Printing 본연구는국민대학교교내학술연구비지원과제임 3D printing which is a core technology of the 4th industrial revolution, is being used in various industries such as medical, automobile, aviation, and art. A lot of research is going on to apply 3D printing in the fashion industry. However, the use of 3D printing in the fashion industry is very poor compared to other industries. Typical causes are the technical limitations of FDM printers used by most fashion designers. FDM printers have low barriers to entry in terms of price and technology. Therefore, although fashion designers have tried many applications, the FDM method can not satisfy the quality required for product production in all aspects, such as surface roughness, compressive strength, and tensile strength. The purpose of this study is to propose the possibilities of 3D printing fashion design using DLP type printer which can propose reasonable price and output cost through technological development in recent 3~4 years. First, we tested various printouts to compare the advantages and disadvantages of DLP and FDM. Experimental results show that the DLP method has a comparative advantage over commercialization requirements such as output speed and surface roughness compared with FDM method. Secondly, based on the output test results, four outfits were made and the concrete results of the 3D printing apparel manufacturing process were derived. Works 01 and 02 have developed a design inspired by scolecite. Works03 and 04 developed a design inspired by knit organization. Third, the model fitting of the finished work was performed and the wearability test was conducted. This study is a study on 3D printing fashion design which adopts DLP method to overcome the technical limitation of FDM method and it draws concrete and actual research result through actual production of work. Through this, we propose realistic possibilities for 3D printing fashion design in the future and contribute to related research in the future.
1. 서론 1.1. 연구배경 4차산업혁명의핵심기술인 3D 프린팅은의료, 자동차, 항공, 예술등분야를막론한다양한 산업에활용되고있으며특히최근들어디지털하드웨어의가격하락과사물인터넷과의결합 으로더욱다양한활용이제안되고있다. 패션산업에서도 3D 프린팅을적용하고자하는많은 연구가진행되고있다. 3D 프린팅기술의가장큰장점인다품종소량생산은개개인의다른 개성을추구하는패션소비자의니즈를잘반영할수있다는장점을가지고있으며이러한장점 을부각시키고자패션디자이너들은 2000 년대초반부터꾸준히 3D 프린팅을패션디자인프로 세스에응용하고자하는노력을지속하여왔다. 하지만 2017 년현재다른산업에비하여패션업 계의 3D 프린팅활용은매우미비한실정이다. 대표적인원인은대부분의패션디자이너들이 사용하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 프린터의기술적한계를들수있다. FDM 방식 의프린터는가격, 기술측면에서진입장벽이낮기때문에패션디자이너들이많은적용시도를 하였으나 FDM 방식의기술특성상표면조도, 압축강도, 인장강도등모든면에서제품생산에 필요한품질을만족할수없기때문이다. 이런 FDM 방식의단점을극복하고자몇몇패션디자 이너는글로벌 3D 프린터회사의지원으로 SLS 방식으로출력한디자인은선보이고있으나 지나치게높은장비가격과출력단가로인하여상품화를시도하기는힘든현실이다. 1.2. 연구목적및방법 이에본연구의목적은최근 3~4년간많은기술적발전을통하여현실적인하드웨어가격과 출력단가를제안할수있는 DLP(Digital Light Processing) 방식의프린터를사용하여 3D 프 린팅패션디자인의가능성을제시하고자한다. 이를위한연구방법은다음과같다. 첫째, 다양 한출력물테스트결과를바탕으로의상 4벌을제작하여실제적인 3D 프린팅의복제작프로세 스에대한구체적이고실제적인결과를도출한다. 둘째, 모델피팅을진행하여착용성테스트와 인체적용시디자인장단점을고찰한다. 이를통하여앞으로 3D 프린팅패션디자인에대한 현실적인가능성을제안하여향후관련연구에기여하고자한다. 2. 이론적배경 2.1. 3D 프린팅의개요 3D 프린팅기술은 1983 년일본나고야시공업연구소의히데오코다마 (Hideo Kodama) 의 포토 폴리머 RP 시스템에관한기술보고서 로시작되었다. 이를바탕으로 1984 년미국의척헐(Chuck Hull) 이세계최초로특허를획득하고 1988년 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, 1989년 FDM 방식프린터를출시하게된다. 이후 SLA 방식은 2006 년, FDM 방식은 2009년 특허가만료됨에따라본격적인 3D 프린터의대중화가이루어지게되었다. 1) 현재 3D 프린팅은 4 차산업혁명의핵심기술로서산업분야를막론하고가장주목받는신기술로인정받고있으며 자동차, 항공, 제품등제조업을비롯하여의료, 예술, 디자인등의영역에서도그활용도를넓혀 나가고있다. 제조업분야에서는기존의금형, 절삭가공방식으로제작되던시제품제작프로세 2) 스를 3D 프린팅방식으로바꾸어시간과비용을획기적으로절약하고있다. 패션산업에서도 3D 프린팅을활용한다양한시도들이이루어지고있으며글로벌 3D 프린팅업체와디자이너의 협업으로실험적인작품들이제시되고있다. 2.2. 3D 프린팅의출력방식별기술특성 3D 프린팅의출력프로세스는 3차원디자인모델을슬라이싱프로그램을통하여 3D 프린팅 단계를거친다. 3) 또한 3D 프린팅출력방식은크게 DLP, FDM, SLS 세가지로분류된다 4). 1) 최귀동, 이진필, 3D 프린팅핸드북, 프라이드디자인, 2016. p.34 2) 이종석, 3D 프린팅을활용한패션제품개발연구, 브랜드디자인학연구 13 호, 2015. p.150 3) 양진원, 3D 디지털프린팅을활용한패션디자인연구, 홍익대학교석사학위논문, 2013, p.6 기초조형학연구 18권 5 호 ( 통권 83 호) 451
본연구에서는 SLS 방식은파우더를정리하기위한별도의설비와공정이필요한관계로패션디 자이너들의기술진입장벽이지나치게높은이유로 SLS 방식을제외한 FDM 방식과 DLP 방식 을비교평가하고자한다. FDM 방식과비교하여 DLP 방식은빛을쏘아서경화시키는방식이 기때문에출력안정성, 적층두께, 출력속도가우수하다. 본연구에서는 20mm 20mm 10mm 의육면체를 FDM 방식프린터와 DLP 방식의프린터로출력시간테스트를시행하였다 < 표 1>. FDM 방식출력을위한프린터는 Makerbot R2 가사용되었으며 DLP 방식출력을위한 프린터는 CARIMA IM 장비가사용되었다. 출력테스트결과같은조건을적용하였을때 FDM 방식은 39 분, DLP 방식은 12분으로약 3.25 배의출력속도차이를보이고있다. < 표 1> FDM 방식과 DLP 방식출력시간비교 출력 방식 기기명출력소재출력대상적층두께 infill 출력시간 FDM Makerbot R2 PLA (White) 육면체 (20mm 20mm 10mm) 0.1mm 100% 39min DLP CARIMA IM ABS resin(white) 육면체 (20mm 20mm 10mm) 0.1mm 100% 12min 2.3. 패션디자인과 3D 프린팅 디자이너노라라비(Noa Raviv) 는 Hard Copy 컬렉션을통하여착시효과를컨셉으로한추상 적이고직선적인라인의분할이돋보이는 3D 프린팅작품을선보였다. 스트라타시스 (Stratasys) 의오브젝트 24(Stratasys Objet 24), 플렉서블소재가사용되었으며글로벌 3D 프린팅회사인스트라타시스의 2016년글로벌프린트쇼어워드의패션부분수상작으로선정 되었다. 기존의 3D 프린팅패션디자인은소재의제한으로단단한형태의오브젝트를패브릭에 접착하는방식으로전개되었다. 최근플렉서블소재개발로패브릭과비슷한질감을적용한 디자인사례가늘고있는추세이다. < 그림 1> 노라라비(Noa Raviv) 의 Hard Copy 컬렉션 최근 FDM 방식 3D 프린터의대중화로졸업작품의상에적용되는사례도늘고있다. 안드레스 바스티안(Andreas Bastian) 은이스라엘의디자인학교인산카컬리지(Shankar College of Engineering and Design) 의졸업작품프로젝트로다수의의상을제작하였으며모두소형데 스크탑프린터위드박스 (Withbox 2) 를이용하여제작되었다. 이프로젝트는저가의프린터를 이용하여전체의상이제작되었다는데큰의의가있지만의상당출력시간이 200시간이넘어가 는등기술적한계를가지고있다. < 그림 2> 안드레스바스티안 (Andreas Bastian) 의작품 4) 한국기계연구원전략연구실, 글로벌3D 프린터산업기술동향분석, 기계기술정책 71호 2008. p.2 452
SLS 방식프린팅을가장잘활용한예로는디자인스튜디오너비오스시스템 (Nervous System) 에서진행한키네마틱드레스(KINEMATICS DRESS) 를들수있다. 프로젝트는 SLS 프린팅방 식을효과적으로활용하여 3D 모델링된드레스를다시접어서프린트하는방식으로프린터 크기에따른한계를극복하여한벌의옷을한번에프린트할수있는기술을개발하였다는 평가를받고있다. 출력시간은 38 시간, 출력장비는 Shapways 의 EOSINT P760 이사용되었다. 하지만해당장비는 3 억원에이르는고가의장비로가격접근성이낮다는단점을가지고있다. < 그림 3> 너비오스시스템(Nervous System) 키네마틱드레스(KINEMATICS DRESS) 3. 작품제작 3.1. 샘플출력테스트 작품제작을위하여샘플출력테스트가진행되었으며동일한 3D 모델링데이터를 FDM 방식과 DLP 방식으로크기를줄여가면서출력하였다. 3D 모델링데이터는크기별로 10개의샘플을 만들어서진행되었으며적층이불가능한현상이나타나면출력을중단하는형태로샘플출력 테스트가진행되었다. 3.1.1. 광석소재질감표현을위한 3D 프린팅연구 백색의스콜레사이트광석(scolecite) 에서영감을받은디자인을전개하였다. 해당광석은투 명하며가늘고기다란결정형의바늘들이한지점에서부터 3차원적으로방사상으로퍼지며 뻗어나가는형태를하고있어조형적심미성을고려하여선정되었다. 이를표현하기위하여 다수의샘플을테스트하였으며최종적으로아래부분이결합을위하여파여있으며위로갈수 로좁아지는형태의원기둥모양의오브젝트가디자인되었다. 스콜레사이트광석의조형성을 표현하기위해 2cm, 4cm, 6cm, 8cm, 10cm로총 5 종의높이의디자인이선정되었다. 오브젝 트의결합을위하여반투명우레탄소재원단, 반투명원단위에지름 2.5mm 의레이저타공, 3D 모델링을위한소프트웨어는라이노 5.0(Rhionceros 5.0), 출력을위한 3D 프린터는 CARIMA IM 장비가사용되었다. < 그림 4> 광석소재에서영감을받은 3D 모델링이미지와샘플출력 형태적디자인이결정된후디자인의심미성을높이기위하여최대한작은크기로출력해야 하는필요성이제기되었다. 따라서오브젝트의크기를최대한작게출력할수있는테스트가 진행되었다. FDM 방식출력을위한프린터는 Makerbot+ 가사용되었으며 DLP 방식출력을 위한프린터는 CARIMA IM 장비가사용되었다. 기초조형학연구 18권 5 호 ( 통권 83 호) 453
<표 2> FDM 방식과 DLP 방식 크기에 따른 출력 테스트 출력방식 기기명 출력소재 FDM Makerbot+ PLA (White) DLP CARIMA IM 지름 10 지름 9 지름 8 지름 7 지름 6 지름 5 지름 4 출력불가 출력불가 ABS resin (White) 출력불가 출력 테스트 결과 FDM 방식은 지름 7mm부터 형태의 변형이 발생하였고 지름 6mm 오브젝트 는 표면이 균일하지 않게 적층되는 현상이 일어났다. 지름 5mm 부터는 바닥면을 제외한 모든 부분이 일정하게 적층되지 않고 형태가 무너지는 현상이 발생하였다. 반면 DLP 방식은 지름 6mm 까지 안정된 적층상태를 기록하였다. 지름 5mm 샘플은 형태상으로는 안정되게 출력되 었으나 우레탄 패브릭에 결합하였을 때 홈이 파인 부분이 부러지는 현상이 발생하였다. 테스트 결과 광석 소재에서 영감을 받은 형태를 표현하기 위하여 최소 지름이 6mm오브젝트가 필요한 것으로 조사되었으며 FDM 프린팅 방식은 해당 요건을 충족하지 못하였다. DLP 방식은 프린팅을 해당 요건을 충족하였으나 80개의 샘플을 출력하여 샘플작업을 진행한 결과 얇은 부분의 내구성 문제가 발생하여 최종적으로 지름 7mm, DLP 방식 샘플이 본 작업을 위하여 선정되었다. 3.1.2. 니트 소재 질감 표현을 위한 3D 프린팅 연구 니트 평직의 조형적 형태에서 영감을 받아 디자인 되었다. 하지만 3D 프린팅의 소재기술의 한 계로 부드러운 니트 조직의 프린팅이 불가능하므로 이에 대한 대체로 체인메일 형태의 조직 출려이 선정되었다. FDM 방식의 체인메일 형태는 선행연구에서 이미 조사된 바 있다.5) 본 연구 에서는 이와 더불어 DLP 방식의 체인메일 출력 테스트를 병행하여 진행하였다. FDM 방식 출력 을 위한 프린터는 Makerbot R2 가 사용되었으며 DLP 방식 출력을 위한 프린터는 CARIMA IM 장비가 사용되었다. <그림 5> 니트 소재에서 영감을 받은 3D 모델링 이미지와 샘플 출력 형태적 디자인이 결정된 후 디자인의 심미성을 높이기 위하여 최대한 작은 크기로 출력해야 하는 필요성이 제기되었다. 따라서 오브젝트의 크기를 최대한 작게 출력할 수 있는 테스트가 진행되었다. 5) 이종석, 이재정 FDM 3D 프린팅을 활용한 패션디자인 개발에 관한 연구, 한국패션디자인학회지 16호, 2016, p.111 454
<표 3> FDM 방식과 DLP 방식 크기에 따른 출력 테스트 출력방식 기기명 출력소재 FDM Makerbot R2 PLA (White) DLP CARIMA IM 15 14 13 12 11 10 9 출력불가 ABS resin(white) 출력 테스트 결과 FDM 방식은 11mm부터 형태의 변형이 발생하였고 11mm 오브젝 트는 정상적인 적층이 이루어지지 않았다. 10mm 부터는 모든 부분이 일정하게 적층되지 않고 형태가 무너지는 현상이 발생하였다. 반면 DLP 방식은 9mm 까지 안정된 적층상태를 기록하였다. 8mm 부터는 내구성에 문제가 발생하여 테스트에서 제외하였다. 테스트 결 과 니트 소재에서 영감을 받은 형태를 표현하기 위하여 10mm 이하의 오브젝트가 필요한 것으로 조사되었다. 테스트 결과 15mm의 FDM 방식의 출력물은 두꺼운 니트 소재의 느낌 을 표현하는데 적절하다고 판단되어 해당 결과물을 바탕으로 작품 1점을 제작하였다. 9mm의 DLP방식의 출력물은 가는 니트 평직 소재를 표현하는데 적절하다고 판단되어 해당 결과물을 바탕으로 작품 1점을 제작하였다. 외 경 15mm의 FDM 방식 테스트 결과물과 9mm의 DLP방식의 테스트 결과물로 400개의 고리가 연결된 테스트 출력물을 제작하여 2차 소재 테스트를 진행하였다. 총 10회 출력을 진 행하였고 두 결과물 모두 안정적으로 출력됨을 확인하였다. 특히 DLP 방식 결과물은 플렉서블 수지를 사용하여 출력하였기 때문에 의복 제작 <그림 6> 테스트 출력물의 소재 테스트 시 착용감이 뛰어날 것으로 분석되었다. 3.2. 모피 소재 연구에 기반한 작품 제작 3.2.1. 작품_01, 02 제작 과정 작품제작은 다섯 단계 과정을 거쳐 진행되었다. 첫째, 피 실험자의 전신을 3D 스캔하여 디지털 3D 모델을 구축하였다. 사용된 3D 스캐너 제품명은 Openscan 3D Laser Scanning System이 다. 둘째, 디지털 3D 모델을 바탕으로 의류제작을 위한 치수데이터를 도출 하였으며 작품 01, 02에 동일한 치수 데이터가 사용되었다. 치수 데이터는 다음과 같다. 어깨 15.5, 소매 24.3, 등 길이 14.5, 기장 43, 앞품 13.5, 유장 10, 전장 16.1, 상동 33, 유상동 34, 허리 26.5, 엉덩이 27.5. 디지털 3모델 제작을 위하여 사용된 소프트웨어는 라이노 5.0(Rhionceros 5.0)이다. 셋째, 이를 바탕으로 의상패턴을 제작하였다. <그림 7> 작품_01, 02 제작 과정 작품 01은 바디수트 패턴을 제작하였으며 작품_02는 프린세스라인 원피스 패턴을 제작하였다. 넷째, 의상 패턴을 기반으로 우레탄 필름을 재단하고 레이저 타공 가공을 진행하였다. 레이저 기초조형학연구 18권 5호 (통권 83호) 455
타공에 사용된 장비는 코리아트사의 마이크로 레이저조각기 C40 이다. 다섯째, 패턴을 재봉하 고 3D 프린팅 된 오브젝트를 준비된 타공 구멍에 끼워 넣는 작업을 진행하였다. 3D 프린팅 된 오브젝트 출력을 위하여 사용된 장비는 CARIMA IM 이며 출력 소재는 작품_01에 carima ABS White, 작품_02에 carima ABS Yellow 가 사용되었다. 3.2.2. 작품 완성 및 착용성 테스트 <그림 8> 작품_01, 작품 02 완성작품 모델 착용사진 완성 작품의 착용성 테스트 결과 작품_01의 경우 바디수트 패턴의 엉덩이 부분과 허리 부분의 타공 자리에 오브젝트가 촘촘히 박혀있기 때문에 착용감이 좋지 않은 것으로 조사되었다. 의상 패턴 제작시 오브젝트가 박히는 부분에 대한 여분을 계산하는 방식에 대한 추가 연구가 이루어 져야 할 것이다. 또한 오브젝트의 바닥 부분은 원기둥 형태로 마감되었지만 직접적으로 피부에 456
닿는부분임으로다소착용감을떨어트리는요인중하나로지적되었다. 3D 모델일제작시바닥모서리부분을둥글게처리하여착용감을높이는방안이제시되었다. 작품_01, 02 의경우총 4500 개의타공과출력물에부착되어서예정된디자인보다다소길이가길어지고쳐지는현상이발생하였다. 후속연구에서는 3D 오브젝트의내부를비워출력하는방식으로의상의총중량을조절하는방법이제안되었다. 3.3. 니트소재연구에기반한작품제작 3.3.1. 작품_03, 04 제작과정 3D 스캔데이터를바탕으로의상패턴을만드는과정은앞선제작과정과동일하게진행되었다. 작품 03 은판쵸형태의패턴을제작하였으며작품_04 는랜덤라인원피스패턴을제작하였다. 의상패턴을기반으로출력된 3D 프린팅패브릭을연결하는작업을진행하였다. 작품_03은 Makerbot+, 출력소재는 PLA White 필라멘트가사용되었으며작품_04 는 CARIMA IM, 출력 소재는 carima Silicon 가사용되었다. 작업진행시작품_03, 작품_04 의경우최대출력사이즈 가가로 40cm, 세로 40cm 로한정되었다. 때문에최대사이즈로출력을한후각출력물을수작 업으로연결하기위한커넥터가별도로제작되었다. 작품_03 의경우 PLA 소재의특성상경고한 커넥터제작이가능하였으나작품_04 에활용된실리콘소재는소재자체의탄력성이있기때문 에커넥터부분의내구성이본출력물보다떨어지는기술적인한계가존재하였다. 완성된작품 의심미성부분에서는작품_03 은니트조직이라기보다는체인메일의형태가연상된다는피드 백을받았다. 작품_04 의경우조직의크기와물성의조합으로피실험자가체인메일형태가아 닌니트조직으로인식하는결과를도출할수있었다. < 그림 9> 작품_03, 04 제작과정 3.3.2. 작품완성및착용성테스트 완성작품의착용성테스트결과작품_03 의경우 FDM 프린팅의특성상표면조도가높지못하 고 PLA 소재가단단하기때문에표면처리공정을거쳤음에도불구하도착용감이매우좋지 못하였다. 특히작품의무게가지탱되는어깨부분의착용성이좋지못한결과가도출되었다. 후속연구에서는아세톤훈증등의별도의후처리공정을통해서표면조도를높일수있는방법 이제안되었다. 특히의복으로활용되기위해서는조직내부의채움값을조절하여작품의무게 를줄일수있는방법에대한연구가제안되었다. 작품_04의경우착용성테스트결과는매우 좋은것으로나타났다. 하지만 DLP 방식의단점인작은출력물을연결하기위하여제작된케넥 터의내구성문제로허리와어깨부분의내구성에문제가생기는결과가도출되었다. 후속연구 를통한내구성개선방안으로접혀있는상태의조직을렌더링하여출력하는연속출력방법에 대한연구가필요한것으로결론이도출되었다. 기초조형학연구 18권 5 호 ( 통권 83 호) 457
<그림 10> 작품_03, 작품 04 완성작품 모델 착용사진 4. 결론 및 제언 3D 프린팅은 의료, 자동차, 항공, 예술 등 분야를 막론한 다양한 산업에 활용되고 있으며 특히 최근 들어 디지털 하드웨어의 가격 하락과 사물 인터넷과의 결합으로 더욱 다양한 활용이 제안 되고 있다. 패션 산업에서도 3D 프린팅을 적용하고자하는 많은 연구가 진행되고 있지만 다른 산업에 비하여 패션업계의 3D 프린팅 활용이 미비한 가장 큰 이유는 많은 패션 디자이너가 사용 하는 FDM 방식의 기술 특성상 표면조도, 압축 강도, 인장 강도 등 모든 면에서 제품 생산에 필요한 품질을 만족할 수 없기 때문이다. 이런 FDM 방식의 단점을 극복하고자 몇몇 패션 디자 이너는 글로벌 3D 프린터 회사의 지원으로 SLS 방식으로 출력한 디자인은 선보이고 있으나 지나치게 높은 장비가격과 출력 단가로 인하여 상품화를 시도하기는 힘든 현실이다. 이에 본 458
연구의목적은최근기술적발전을통하여현실적인하드웨어가격과출력단가를제안할수있 는 DLP 방식의프린터를사용하여 3D 프린팅패션디자인의가능성을제시하고자한다. 이를위한연구는세단계로진행되었다. 첫째, 다양한출력물을테스트하여 DLP 방식과 FDM 방식의장단점을비교한결과 FDM 방식에비하여 DLP 방식이출력속도, 표면조도등의상품화 요건에대한비교우위가있음이증명되었다. 하지만출력에사용된 Makerbot+ 의가격은 500 만원대, Carima IM 은 900 만원대로가격접근성측면에서는다소차이가있는것으로조사되 었다. 둘째, 출력물테스트결과를바탕으로의상 4벌을제작하여실제적인 3D 프린팅의복 제작프로세스에대한구체적이고실제적인결과를도출하였다. 작품_01, 02는스콜레사이트 광석에서영감을받은디자인을전개하였다. 작품_03, 04는니트조직에서영감을받은디자인 을전개하였다. 두작품모두 FDM 방식과 DLP 방식모두소재질감표현을위한 3D 프린팅 연구가진행되었다. 작품_01, 02는 DLP 방식의한계인지름 7mm 의원통뿔을출력하는방식 이제안되었으며작품_03, 04는 FDM, DLP 두가지방식모두를사용하여도넛형태의오브젝 트가연결된구조물을출력하여니트조직의소재질감을표현한작품이제작되었다. 작품제작 결과작품의조형성측면에서는 3D 프린팅기법을통한새로운형태의의상이가지는형태적 독창성이적절히표현되었다. 셋째, 완성된작품의모델피팅을진행하여착용성테스트를진행 한결과작품_01, 02 에서는 4500 여개의오브젝트의무게감을고려한의상패턴수정이제안 되었다. 작품_03 에서는 FDM 방식의기술적한계인표면처리문제로착용감에대한개선이 요구되었다. 작품_04 의경우에는연결부분에대한취약점이나타나커넥터의대한내구성개선 이요구되었다. 본연구는 FDM 방식의기술적한계를극복하고자 DLP 방식을도입한 3D 프린팅패션디자인에 관한연구이며실제적인작품제작을통한구체적이고실제적인연구결과를도출하였다. 이를 통하여앞으로 기여하고자한다. 3D 프린팅패션디자인에대한현실적인가능성을제안하여향후관련연구에 참고문헌 최귀동, 이진필, 3D 프린팅핸드북, 프라이드디자인, 2016 권경범, 꿈돌이의라이노 5, 청담북스, 2016 정광섭, 라이노 5 로배우는 3D 프린팅, 청담북스, 2016 고정현, 미래를바꿀 3D 프린팅, 정보문화사, 2016 호드립슨, 멜바컬만, 3D 프린팅의신세계, 한스미디어, 2013 김선미, 디자이너를위한섬유소재, 교문사, 2009 최성권, 산업디자이너를위한신속조형기술활용가이드, 살림출판사, 2006 이소연, 3D 프린팅을활용한자연주의문양의상디자인연구, 홍익대학교석사학위논문, 2014 이지련, 보로노이다이어그램 (Voronoi Diagram) 의 기하학적형태를응용한패션디자인연구, 이화여자대학교디자인대학원석사학위논문, 2012 양진원, 3D 디지털프린팅을활용한패션디자인연구, 홍익대학교석사학위논문, 2013 김효숙, 이지애 패션분야의 3D 프린팅활용현황에관한연구,, 한국패션디자인학회지 17 호, 2015 김혜은, 3D 프린팅기술의발달로인한패션산업변화연구, 한국패션디자인학회지 4 호, 2015 이종석, 3D 프린팅을활용한패션제품개발연구, 브랜드디자인학연구 13 호, 2015 이종석, FDM 3D 프린팅을활용한패션디자인개발에관한연구, 한국패션디자인학회지 16 호, 2016 이종석, 디지털디자인기법에따른 3D 프린팅패션액세서리의비정형적조형특성, 한국패션디자인학회지 16 호, 2016 http://www.carima.com/ko/ https://www.makerbot.com/ http://www.irisvanherpen.com/ http://n-e-r-v-o-u-s.com http://www.shapeways.com/ 기초조형학연구 18권 5 호 ( 통권 83 호) 459
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