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3차원 프린팅을 이용한 어린이용 무릎보호대의 분절형 하드쉘 설계
Segmental Hard Shell Design of Knee Protector for Children Using 3D Printing 원문보기

패션비즈니스 = Fashion business, v.21 no.4, 2017년, pp.116 - 126  

이효정 (충남대학교 생활과학연구소) ,  이예진 (충남대학교 의류학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study applied a segmented hard shell design on knee protectors for children with the objective of increasing mobility. The prototype of the hard shell that does not correspond to movement of the body among components of the knee protector was developed. Surface modeling was conducted based on 3...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 새로운 시도로 완성품 보호대 설계에 고려해야하는 폼 패 딩의 결합 및 고정 장치 등의 설계 요소는 우선 배제하고 하드쉘 설계에 집중하였다 또한 디자인 설계 과정에서 . 3D 프린팅을 활용해 하드쉘 시제품을 제작하고 착용자 평가를 통해 최적의 디자인을 도출하고자 하였다 추후 폼과 결합 . 된 다리보호대 완제품 설계 시 기초자료로도 활용하고자 하였다.
  • 3D 프린팅을 활용해 하드쉘 시제품을 제작하고 착용자 평가를 통해 최적의 디자인을 도출하고자 하였다 추후 폼과 결합 . 된 다리보호대 완제품 설계 시 기초자료로도 활용하고자 하였다.
  • 또한 본 연구는 어린이용 보호대의 단단한 하드쉘의 착 용감과 인체적합성을 향상시키기 위해 이론적 토대를 기반 으로 최신 기술인 데이터 모델링 프린팅 등 3D , 3D , 3D 다양한 기술을 활용해 제품 제작 및 평가를 실시한 연구로 서 과학적인 제품 개발 프로세스를 실시하였다 이러한 방 . 법론의 활용과 인간공학적인 관점 및 엔지니어링 디자인 설계법의 접근은 여러 기능성 의류와 제품 설계에 응용이 가능할 것으로 사료된다 또한 본 연구의 결과물은 어린이 .
  • 본 연구는 인체적합성이 높은 어린이용 무릎보호대를 개발 하기 위해 분절형 하드쉘 디자인을 시도하였다 이를 위해 . 3D 3D 인체형상을 기반으로 하여 모델링으로 하드쉘 디 자인을 완성하였으며 동작에 따른 피부변화를 고찰해 분 , 절 라인 디자인을 설정하였다 총 종의 분절형 하드쉘을 .
  • 기능성 의복이나 제품 설계 시 활동성 및 착용감을 향상시 키기 위해 동작 시 피부의 길이변화를 분석하여 이를 반영 하는 선행연구들이 증가하고 있는 추세이다 이러한 관점 . 에서 본 연구에서도 동작 시 피부 변화를 중심으로 분절 위치를 선정하고자 동작에 따른 피부변화를 고찰한 선행연 구를 살펴보았다 는 우주복 디자인을 위해 . Bethke (2005) 관절의 움직임에 따른 인체의 면적 부피 신장 등을 분석 , , 하여 디자인 선에 반영함으로써 동작가동성을 높이고 의도 했던 의복압을 부여하였다 그 중 피부가 최대로 신장하는 .
  • 이에 본 연구에서는 어린이 무릎보호대의 하드쉘 디자인 을 위해 인체형상을 기반으로 모델링을 실시하고 어린 3D , 이의 인체치수와 피부변형을 고려해 동작가동성을 거스르 지 않고 인체와 함께 움직일 수 있는 하드쉘의 분절형 디 자인 을 제시하고자 하였다 구체적으로 선행연구 에서 파악된 현재 판매되고 (Lee & Lee, 2016) 있는 제품의 문제점이나 불만족을 반영하면서 인체 곡률과 동작에 따른 피부 길이 변화를 설계 시 초점으로 두었다.
  • 도는 분절의 수가 역치 이상이면 유사하게 높아졌다 즉 . 절개선의 수는 너무 적거나 많으면 동작 시 밀착도가 떨어 지거나 정자세 시 외관상 보기 좋지 않았다 그러므로 본 , . 연구에서는 기본 분절 디자인으로 설정했던 이 밀착도와 S6 착용 외관이 가장 적정한 것으로 평가되었다 정자세와 동 .
  • 이에 본 연구에서는 어린이 무릎보호대의 하드쉘 디자인 을 위해 인체형상을 기반으로 모델링을 실시하고 어린 3D , 이의 인체치수와 피부변형을 고려해 동작가동성을 거스르 지 않고 인체와 함께 움직일 수 있는 하드쉘의 분절형 디 자인 을 제시하고자 하였다 구체적으로 선행연구 에서 파악된 현재 판매되고 (Lee & Lee, 2016) 있는 제품의 문제점이나 불만족을 반영하면서 인체 곡률과 동작에 따른 피부 길이 변화를 설계 시 초점으로 두었다. 하드쉘과 폼으로 구성된 다리보호대 부속 중 인체에 대응 하지 않으면 쾌적성에 문제를 유발하는 하드쉘의 프로토타 입 디자인을 연구하였다 하드쉘의 분절화 디자인에 대한 . 새로운 시도로 완성품 보호대 설계에 고려해야하는 폼 패 딩의 결합 및 고정 장치 등의 설계 요소는 우선 배제하고 하드쉘 설계에 집중하였다 또한 디자인 설계 과정에서 .
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
프로토타입 설계에 있어서 인체 데이터를 기반으로 제품을 모델링하는 것이란? 리고 소비자와의 반복적인 피드백을 통해 디자인을 완성시 켜 나아간다 그런데 반복적인 (Hong & Scheurell, 1997). 피드백은 경제적인 손실을 수반하므로 프로토타입 설계에 있어서 인체 데이터를 기반으로 제품을 모델링하는 것 3D 은 인체 적합성을 향상시켜 피드백의 횟수를 감소시킬 수 있는 매우 효율적인 방법론이다 더불어 차 산업 혁명을 . 4 주도하고 있는 프린팅 또한 의료 항공 자동차 패션 3D , , , 등 다양한 제조업 분야에서 보다 빠른 시간에 제품을 제작 할 수는 장점이 있어 이를 시제품에 적극적으로 활용하고 있는 추세이다 이 (Kim, 2016; Lee, 2015; Jeong, 2016).
기능성 제품 설계 순서는? 일반적으로 보호 장비와 같은 기능성 제품 설계 시 사용 되는 엔지니어링 디자인 프로세스는 소비자 요구도 조사, 아이디어의 창출 디자인 프로토타입 개발 기능성 및 착용 , , 평가를 통한 최적화 제품 개발의 순으로 이루어지고 있다 , (Dammacco, Turco, & Glogar, 2012; Gupta, 2011; Hong & Scheurell, 1997). 그 중 디자인 프로토타입 개발 과정에서는 소비자의 요구에 따라 제품의 개념과 추구하는 목적에 맞는 제품이 완성될 수 있도록 핵심 요소를 연구하 고 이를 조합하여 디자인을 도출한다 그 (Gupata, 2011).
팔꿈치와 무 . 릎을 보호해야 하는 장비 제작 시, 우선적으로 고려해야하는 것은? 릎을 보호해야 하는 장비는 인체와의 상호적합성이 월등히 중요한 요인이라 할 수 있다 이 부위들은 외전이나 내전 . 없이 굴곡과 신전만 하는 경첩관절 로 상 (ginglymus joint) 대적으로 부상이 많이 발생하며 동작에 따라 피부의 변형 이 두드러지는 특징이 있다 그러므로 신축성이 없는 하드 . 한 보호패드가 동작가동성과 착용감에 부정적인 영향을 미 치지 않도록 보호패드 설계 시 여유량 배분이나 절개선 위 치 선정 등이 우선적으로 고려되어야만 한다 (Choi & Hong, 2015; Lee, Eom, & Lee, 2015).
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참고문헌 (20)

  1. Bethke, K. K. A. (2005). The second skin approach: Skin strain field analysis and mechanical counter pressure prototyping for advanced spacesuit design (Unpublished doctoral dissertation). Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, USA. 

  2. Braham, R. A., Finch, C. F., McIntosh, A., & McCrory, P. (2004). Community football players' attitudes towards protective equipment-a pre-season measure. British Journal of Sports Medicine, 38(4), 426-430. 

  3. Choi, J., & Hong, K. (2015). 3D skin length deformation of lower body during knee joint flexion for the practical application of functional sportswear. Applied Ergonomics, 48, 186-201. 

  4. Coblentz, A., Mollard, R., & Ignazi, G. (1991). Three-dimensional face shape analysis of French adults, and its application to the design of protective equipment. Ergonomics, 34(4), 497-517. 

  5. Dammacco, G., Turco, E., & Glogar, M. I. (2012). Design of protective clothing. Functional Protective Textiles, 1-32. 

  6. Gupta, D. (2011). Design and engineering of functional clothing. Indian Journal of Fibre & Textiles Research, 36, 327-335. 

  7. Hong, K., & Scheurell, D. M.. (1997). Development process of clothing and textiles product. Fiber Technology and Industry, 1(4). 481-487. 

  8. Jeong, H. Y. (2016). The current status of 3D printing use in fashion industry and utilization strategies for fashion design departments. Journal of the Korea Fashion & Costume Design Association, 18(3), 245-260. 

  9. Kim, H. Y. (2016). A research for the development of millineries using 3D printing - Designs based on the transformation of ribbon. Journal of the Korean Society of Fashion Design, 16(3), 29-45. 

  10. Kim, J. H., & Kim, H. S. (2015). Designing of protector utilizing 3D body scanning. Design Forum, 18, 227-236. 

  11. Kim, S., & Nam, Y. (2016). A study on the classification of lower body shape type for fit evaluation of slacks. Journal of Fashion Business, 20(2), 181-196. 

  12. Lee, B. (2015). Patent trend analysis in 3D printing. Prospectives of Industrial Chemistry, 18(1), 45-49. 

  13. Lee, H. J., Kim, N. Y., Hong, K., & Lee, Y. (2015). Selection and design of functional area of compression garment for improvement in knee protection. Korean Journal of Human Ecoology, 24(1), 97-109. 

  14. Lee, H., & Lee, Y. (2016). Design characteristics and fit evaluation of sport protective gear. Korean Journal of Human Ecology, 25(6), 787-800. 

  15. Lee, H., Eom, R., & Lee, Y. (2016). Development of ergonomic leg guard for baseball catchers through 3D modeling and printing. Journal of Fashion Business, 20(3), 17-29. 

  16. Lee, H., Eom, R. I., & Lee, Y. (2015). 3D modeling of safety leg guards considering skin deformation and shape, Korean Journal of Human Ecology, 24(4), 555-569. 

  17. Sohn, B. & Kweon, S. (2016). Development of a semi-automatic protocol for embodiment of a desirable 3D breast shape and deployment of bra cup pattern. Journal of Fashion Business, 20(4), 189-206. 

  18. Paquette, S. (1996). 3D scanning in apparel design and human engineering. IEEE Computer Graphics and Applications, 16(5), 11-15. 

  19. Quinn, E. M., & Bradley, C. P. (2012). Injury prevention in camogie: Current trends in the use of protective equipment. European Journal of Sport Science, 12(2), 185-192. 

  20. Watkins, S. M. (2003). Clothing environment (Choi, H. Trans.). Seoul: Ewha Womans University Press. (Original work published 1995). 

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