본 논문은 21세기에 접어들어 다품종 소량생산으로 변화하고 있는 추세에 맞추어 가구디자인 분야가 이바지 할 수 있는 방향성을 3D프린팅을 이용한 가구디자인 제작 사례를 분석함으로써 제시하는 것에 목적을 두고 있다. 본 논문은 3D 프린팅으로 제작된 가구 및 조명의 사례를 3가지 분류로 분석하였다. 첫째 3D프린팅 방식과 재료의 연관성에 따른 분류, 둘째 3D프린팅 가구디자인의 8가지 조형적 특징에 따른 분류, 셋째 실용성, 사용성, 내구성에 따른 기존 가구디자인과 3D 프린팅 가구 디자인의 경쟁력 비교분석이다. 본 연구를 통해 얻어진 가구디자인 분야에서 3D 프린팅 기술이 가져다주는 경쟁력은 다음과 같다. 첫째, 개인 취향에 맞춘 다품종 소량생산이 가능하다. 둘째, 디지털을 통한 가구의 전송, 운송이 편리해 졌다. 셋째, 가구디자인 생산에 변혁을 가져다준다. 넷째, 3D 프린팅과 사물인터넷의 융합을 통해 스마트가구디자인 분야로의 발전 가능성이 있다. 다섯째, 지속가능한 친환경 가구디자인이 용이해진다.
본 논문은 21세기에 접어들어 다품종 소량생산으로 변화하고 있는 추세에 맞추어 가구디자인 분야가 이바지 할 수 있는 방향성을 3D프린팅을 이용한 가구디자인 제작 사례를 분석함으로써 제시하는 것에 목적을 두고 있다. 본 논문은 3D 프린팅으로 제작된 가구 및 조명의 사례를 3가지 분류로 분석하였다. 첫째 3D프린팅 방식과 재료의 연관성에 따른 분류, 둘째 3D프린팅 가구디자인의 8가지 조형적 특징에 따른 분류, 셋째 실용성, 사용성, 내구성에 따른 기존 가구디자인과 3D 프린팅 가구 디자인의 경쟁력 비교분석이다. 본 연구를 통해 얻어진 가구디자인 분야에서 3D 프린팅 기술이 가져다주는 경쟁력은 다음과 같다. 첫째, 개인 취향에 맞춘 다품종 소량생산이 가능하다. 둘째, 디지털을 통한 가구의 전송, 운송이 편리해 졌다. 셋째, 가구디자인 생산에 변혁을 가져다준다. 넷째, 3D 프린팅과 사물인터넷의 융합을 통해 스마트가구디자인 분야로의 발전 가능성이 있다. 다섯째, 지속가능한 친환경 가구디자인이 용이해진다.
This study aims to suggest the direction in which furniture design can contribute, keeping with the trend of small quantity batch production by analyzing cases of furniture design manufacturing. This study analyzed cases of furnitures and lights made by 3D printing with 3 classifications. They are 1...
This study aims to suggest the direction in which furniture design can contribute, keeping with the trend of small quantity batch production by analyzing cases of furniture design manufacturing. This study analyzed cases of furnitures and lights made by 3D printing with 3 classifications. They are 1st, classification by correlation between 3D printing method and materials, 2nd, classification by 8 formative characteristics of 3D printing furniture design, 3rd, comparison analysis of competitiveness between existing furniture design and 3D printing furniture design by practicality, usability and durability. The competitiveness 3D printing technique arouses in furniture design industry, which is investigated in this thesis, is as follows. 1st, small quantity batch production, which caters to personal taste, is made possible. 2nd, transmission and transportation via digital are became more convenient. 3rd, it brings about a breakthrough in furniture design manufacturing. 4th, there is room for development into the 'smart furniture design' industry through collaborative use of 3D printing and internet of things. 5th, an Eco-friendly method of furniture design is consistently facilitated.
This study aims to suggest the direction in which furniture design can contribute, keeping with the trend of small quantity batch production by analyzing cases of furniture design manufacturing. This study analyzed cases of furnitures and lights made by 3D printing with 3 classifications. They are 1st, classification by correlation between 3D printing method and materials, 2nd, classification by 8 formative characteristics of 3D printing furniture design, 3rd, comparison analysis of competitiveness between existing furniture design and 3D printing furniture design by practicality, usability and durability. The competitiveness 3D printing technique arouses in furniture design industry, which is investigated in this thesis, is as follows. 1st, small quantity batch production, which caters to personal taste, is made possible. 2nd, transmission and transportation via digital are became more convenient. 3rd, it brings about a breakthrough in furniture design manufacturing. 4th, there is room for development into the 'smart furniture design' industry through collaborative use of 3D printing and internet of things. 5th, an Eco-friendly method of furniture design is consistently facilitated.
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문제 정의
이렇듯 3D 프린팅과 가구디자인의 융합이 시도되기 시작하고 있으나, 기존 논문 등에선 3D프린팅과 디자인 전반, 혹은 주얼리 등 타 디자인 분야에 대한 연구만이 주를 이루고 있을 뿐, 가구디자인 분야와의 직접적인 연구는 크게 진행되고 있지 않다. 그러므로 가구 디자인분야 역시 시대적 사명감을 가지고 다품종 소량생산, 빠른 디지털 시대에 이바지 할 수 있는 방향성을 3D 프린팅 기술을 통한 가구디자인 사례들을 분석함으로써 새로운 역량을 제시하는 것이 이 논문의 목적이다.
3D 프린팅이 이용되고 있는 분야는 그것을 구분하는 것이 무의미 할 정도로 많은 분야에 이용되고 있으며 디자인 분야 역시 예외가 아니다. 본 논문에서는 3D프린팅 기법이 가장 활발하게 진행되고 있는 3가지의 대표적인 디자인 분야인 패션디자인, 산업디자인, 건축디자인에서의 활용 사례를 조사하였다.
본 연구를 통해서 3D 프린팅 기술을 이용한 가구 디자인의 사례들을 분석해 보았다. 21세기에 접어들면서 우리는 디지털 콘텐츠를 통해 다양한 정보들을 입수할 수 있게 되었고, 이에 따라 생산자는 다양한 소비자의 욕구를 충족시켜야 하는 숙제를 떠안게 되었다.
제안 방법
3D 프린팅 제품에 보이는 조형적 특징을 나타내는 가구들의 사례를 조사하여 [표 4]와 같이 8종류로 분류하였다.
첫째, 3D 프린팅 기술의 방식과 이에 따라 이용된 재료의 연관성에 대해 분석하였다. 둘째, 3D 프린팅을 통해 제작된 가구의 조형적 특징에 따라 분류하였다. 그 조형적 특징으로는 첫째 오브젝트 내부의 오브젝트형, 둘째 프리핸드 스케치 기반형, 셋째 움직이는 부품의 동시 구축형, 넷째 프리핸드 스케치 기반형, 다섯째 디지털 자연주의형, 여섯째 모듈형 형, 일곱째 사물 인터넷 형, 여덟째 커넥터 형이 있다.
디자인 스튜디오 Minale-Maeda는 플라스틱(PA)재질을 이용한 FFF 3D 프린팅 기법으로 못이나 볼트대신 가구를 고정할 수 있는 커넥터들을 제작하였다. ‘Keystone'이라 이름 붙여진 이 커넥터들은 쉽게 사용할 수 있는 실용성뿐만 아니라 조립 시 보이는 특유의 디자인적 특징이 있다[16].
그 조형적 특징으로는 첫째 오브젝트 내부의 오브젝트형, 둘째 프리핸드 스케치 기반형, 셋째 움직이는 부품의 동시 구축형, 넷째 프리핸드 스케치 기반형, 다섯째 디지털 자연주의형, 여섯째 모듈형 형, 일곱째 사물 인터넷 형, 여덟째 커넥터 형이 있다. 마지막으로 기존 가구에 대한 3D 프린팅 가구의 경쟁력을 실용성, 사용성, 내구성으로 비교 분석하였다.
본 연구는 3D프린팅 기술을 통해 제작되고 있는 가구들의 사례를 다음과 같은 기준을 통해 분류, 분석하였다.
본 연구에서는 일반 가구를 포함한 조명분야까지를 가구의 범위로 하였으며 3D프린팅 기법을 주 연구 범위로 설정하였다. 종합하면 ‘3D 프린팅 기술을 통하여 제작된 가구 및 조명’이 본 연구의 범위이다.
본 연구는 3D프린팅 기술을 통해 제작되고 있는 가구들의 사례를 다음과 같은 기준을 통해 분류, 분석하였다. 첫째, 3D 프린팅 기술의 방식과 이에 따라 이용된 재료의 연관성에 대해 분석하였다. 둘째, 3D 프린팅을 통해 제작된 가구의 조형적 특징에 따라 분류하였다.
대상 데이터
최초의 3D프린터는 1987년 3D Systems사를 통해 개발된 프린터로 액체 원료와 레이저를 사용하였다. 그후 압출적층방식의 3D프린터가 1991년 미국 Stratasys사에 의해 개발되었고, 그 특허권이 가장 먼저 해제되면서 빠른 속도로 시장에 유입되었다.
프로그래머인 Corneel Cannearts는 벨기에의 한 디자이너와 함께 조명 ‘Dazzle Lamp'를 만들었다.
이론/모형
커넥터형 디자인인 ‘Minale-Maeda'의 'Keystones'와 ’Samuel Bernier'의 조명 디자인인 ‘Dentelle'등은 FDM의 특허가 만료되면서 나타나게 된 FDM의 보급형 방식인 FFF(FusedFilament Fablrication) 방식을 통해 제작되었다.
성능/효과
3D 프린팅 가구가 기존 가구에 비해 실용적 측면에서 가지는 경쟁력은 크게 운송과정과 제작과정에 있으며, 비용절감효과가 큰 것으로 분석되었다.
사물인터넷 시장이 열리면서 전 분야에 걸친 제품에 스마트 기능이 탑재되고 있는 이 시점에서 3D 프린팅을 통해 더욱 스마트화 되고 디지털화 된 가구디자인이 가능할 것으로 기대된다. 다섯째, 지속가능한 친환경가구디자인이 용이해진다. 3D 프린팅을 통한 운송비 등의 절감 효과로 인해 화석연료의 절약과 공해를 감소시킬 수 있다.
이런 변화 속에서 다품종 소량생산 체제에 적합한 3D프린팅 생산 방식이 가구 생산 분야에 이바지 할 것으로 보인다. 둘째, 디지털을 통한 전송, 운송이 편리해 졌다. 기존의 가구산업 분야에서는 큰 가구의 포장 및 운송에 큰 한계점이 있었으나, 3D 모델링 파일만 있으면 디지털 전송을 통해 전 세계 어디든 3D프린터로 제작할 수 있으므로 그 한계점을 극복하는데 이바지할 것으로 전망된다.
그러나 목재분말 필라멘트를 이용하면 나이테나 나무 향과 같은 목재의 장점을 살리면서도 휘어짐과 뒤틀림 등이 생기지 않는 가구를 생산할 수 있다. 또한 MDF 등에 사용되는 접착제 등에서 새집증후군 원인물질인 포름알데히드 성분이 검출되는데, 이런 유해성도 감소시키는데 효과가 있을 것으로 보이며, 40%를 재활용 목재를 쓰므로 자연보호 효과도 있다. 최초의 목재 필라멘트는 2012 년에 ‘Kai Parthy’가 개발 한 ‘LAYWOO-D3’가 대표적이며, ‘4AXYZ’에서 목재 3D프린팅 기법을 이용한 가구를 실제 제작 판매하고 있다.
SLA는 레이저를 통한 가공을 통해 제품의 성형속도가 우수하고 출력 중 변형의 위험이 적어 정밀도가 우수하다. 또한 액체 형태의 원료에 빛을 쏘아 제작하는 원리덕분에 FDM 방식보다 결과물의 매끈한 표면처리가 가능하다.
3D 프린팅을 통한 운송비 등의 절감 효과로 인해 화석연료의 절약과 공해를 감소시킬 수 있다. 또한 전통 생산방식에서 재료를 깎아 내거나 구멍 등을 뚫을 때 버려지는 자원들을 3D 프린팅 생산방식으로의 변화를 통해 줄일 수 있게 되었다. 뿐만 아니라 소량생산을 통해 재고를 획기적으로 줄일 수 있으며, 생산품의 재활용도 용이해 원자재 자원 절약도 가능하다.
또한 전통 생산방식에서 재료를 깎아 내거나 구멍 등을 뚫을 때 버려지는 자원들을 3D 프린팅 생산방식으로의 변화를 통해 줄일 수 있게 되었다. 뿐만 아니라 소량생산을 통해 재고를 획기적으로 줄일 수 있으며, 생산품의 재활용도 용이해 원자재 자원 절약도 가능하다.
기존의 가구산업 분야에서는 큰 가구의 포장 및 운송에 큰 한계점이 있었으나, 3D 모델링 파일만 있으면 디지털 전송을 통해 전 세계 어디든 3D프린터로 제작할 수 있으므로 그 한계점을 극복하는데 이바지할 것으로 전망된다. 셋째, 가구디자인 생산에 변혁을 가져다준다. 과거에는 금형 틀이나 생산도구, 볼트 및 너트 등의 도구들을 사용해야 했으므로 비용이나 시간, 제작에 한계를 가져올 수밖에 없었다.
첫째, 개인 취향에 맞춘 다품종 소량생산이 가능하다. 정보화 시대가 도래 하면서 소비자 니즈는 매우 다양해졌다.
후속연구
그러나 3D 프린팅을 이용하면 ‘Rael SanFratello’의 ‘The Seat Slug’처럼 시멘트나 ‘FrancisBitoni’의 ‘Fiber Tables’와 같이 금속 등으로도 제작이 가능하므로 견고함과 동시에 내열성까지 갖춘 가구를 제작할 수 있을 것으로 보인다.
또한 ‘MGX’의 ‘FractalTable’처럼 플라스틱을 이용한 가구들 역시 사용에 큰 무리가 없을 만큼 내구성 있게 제작되고 있다. 그러나 기존의 목재 등을 이용한 가구에 비해 내구성이 떨어지므로 신소재 플라스틱 등의 연구가 필요할 것을 보인다. 다만 'Canal house'와 같은 3D 프린팅 건축물도 제작되고 있는 만큼 그 가능성은 충분할 것으로 보인다.
이런 점을 충족하기 위해 앞으로는 창의적 가구디자이너들의 역할이 커질 것이므로 그 전망이 밝다. 이런 변화 속에서 다품종 소량생산 체제에 적합한 3D프린팅 생산 방식이 가구 생산 분야에 이바지 할 것으로 보인다. 둘째, 디지털을 통한 전송, 운송이 편리해 졌다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
3D 프린팅 기술은 원료 종류 및 사출 원리에 따라 어떻게 나뉘는가?
3D 프린팅 기술은 크게 [표 1]에 나와 있는 3가지 방식으로 나눌 수 있는데 그것은 FDM, SLS, SLA방식이다. 이 방식을 구분하는 가장 큰 기준은 원료의 종류와 이에 따른 원료 사출 원리에 있다.
3D프린팅 기술이란 무엇인가?
3D프린팅 기술은 컴퓨터 모델링을 통해 제작된 데이터를 이용하여 플라스틱이나 금속 등을 원료로 3차원물체로 직접 출력해내는 것이다. 3D프린터를 사용하면 실제 모델을 짧은 시간 안에 출력하는 것이 가능하고(신속조형기술) 제품 제작과정에 금형을 요구하지 않음으로(적층가공기술) 즉각적인 수정이 가능하며 비용 절약의 효과가 크다.
3D프린팅 기술의 장점은 무엇인가?
3D프린팅 기술은 컴퓨터 모델링을 통해 제작된 데이터를 이용하여 플라스틱이나 금속 등을 원료로 3차원물체로 직접 출력해내는 것이다. 3D프린터를 사용하면 실제 모델을 짧은 시간 안에 출력하는 것이 가능하고(신속조형기술) 제품 제작과정에 금형을 요구하지 않음으로(적층가공기술) 즉각적인 수정이 가능하며 비용 절약의 효과가 크다.
참고문헌 (19)
강선아 기자, "[사진] 3D 프린팅 기술 이용한 오바마 대통령 흉상 제작 과정", 온라인 중앙일보, 2014.02.04.
김미리 기자, "가구도 이제 하루 만에 뚝딱", 조선닷컴, 2007.11.09.
크리스토퍼 바넷, 3D프린팅 넥스트 레볼루션, 한빛 비즈, 2014.
허제, 3D 프린터의 모든 것, 동아시아, 2013.
오왕균, "FDM 방식의 3D 프린터를 이용한 골반골절 환자의 맞춤형 모델 제작", 한국콘텐츠학회논문지, 제14권, 제11호, pp.370-377, 2014.
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