출력된 각 소체의 강도 실험은 2가지 방식으로 수행되었다. 각 소체를 일반적인 코트 기장과 유사한 120cm 길이가 되도록 세로로 연결하여 마네킹에 고정한 후, 중력에 따른 소체 자체의 하중으로 인한 소체의 연결 부위의 파손 여부를 실험하였다. 또한, 출력된 각 소체가 인체에 걸쳐졌을 때 신체의 움직임에 따른 파손 가능성 여부를 확인하기 위해 결합된 소체를 실험자의 신체에 꼭 맞는 실험복의 팔꿈치와 어깨 관절 부위에 부착하여, 실험자가 반복적으로 움직여 운동 부하에 따른 소체의 파손 여부를 실험하였다.

네 번째, 앞선 과정을 통해 개발된 각 의상을 제6회 국제 3D 프린팅 코리아 엑스포 개막 패션쇼에서 제시한다.

두 번째, 디자인된 최소 단위의 소체를 필라멘트 수지를 사용하는 FMD 방식과 액상레진을 사용하는 SLA 방식의 프린터를 활용하여 실험 출력하여 앞서 고려된 각 소체 간의 결합 방법 및 강도, 심미적 디자인의 적합성을 실험 및 평가하여 3D 모델링을 정교화하고, 각 소체를 활용하여 개발할 의상의 최종적인 형상을 3D 프린트된 소체에 적용된 문양에 적합한 의상 디자인을 전개한다.

두 번째, 액상레진을 광경화함에 따라 FDM에 비해 내구성은 떨어지지만 출력물의 해상도가 높고 유연성이 뛰어난 SLA방식을 위한 소체에는 볼트와 너트와 같은 암과 수의 결합구조를 적용하여 각 소체를 연결한 후 나사를 끼워 각 소체가 결합되도록 결합구조를 디자인하였다.

보상화문을 활용한 소체의 경우, 문양의 8방향의 꼭지점이 있는 조형적 특성을 참고하여 각진 형태의 베이스 패널을 적용하였고, 태평화문을 활용한 소체는 상대적으로 곡선이 강조되는 조형적 특성을 참고하여 둥근 실루엣의 베이스 패널을 적용하였다. 두 소체 모두 연당초문에 비해 정형화된 조형성을 구축하기 위해 상대적으로 두꺼운 베이스 패널에 양각기법을 활용하여 모티브가 된 문양을 표현하고자 하였다.

폴리젯(Poly-jet) 프린터가 아닌, 보급형 3D 프린터의 경우 색상의 조합이 불가능하며 제조사가 제공하는 소재의 색상 또한 한정적임에 따라, 색에 관계없이 면과 선의 조형성만으로 전통적인 이미지를 표현할 수 있는 모티브를 선정 한다. 둘째, 최대 20cm의 x, y, z축의 출력 공간 내에서 이미지를 분할하지 않고 한 번에 출력이 가능한 조형적 특성을 가지는 모티브를 선정한다.

각 3D 프린팅 의상의 경우, 앞서 개발된 연당초문과 보상화 문을 활용한 각 소체들의 조형적 특성을 강조하는 방향성에서 전반적인 실루엣의 디자인이 수행되었다. 또한 3D 프린팅 의상에 적용된 정교한 문양의 조형성을 강조하고, 이너 의상과 명확한 소재적 경계 구분을 위해, 3D 프린팅 의상과 일반 원단으로 제작된 이너 의상은 서로 대비되는 색상의 적용이 계획되었다. 이너 의상의 경우, 3D 프린팅 의상 디자인의 중심에 전통 문양이 있음에 따라, 이를 시각적으로 뒷받침할 수 있도록 고전복식의 직선적이며 신체를 구속하지 않고 걸쳐지는 루즈핏의 실루엣과 형태로 기본적인 디자인 방향성이 설정되었다(Table 4).

FDM 방식의 프린터와 흰색 반투명 TPU 소재가 활용되는 두 번째 보상 화문 의상은 고대 삼국시대 금속을 사슬로 이어 붙여 제작한 흉갑의 제작방식과 형상에 착안하여, 평면적인 각 소체의 선을 왜곡하지 않고 직선적으로 신체에 걸쳐지는 좌우 비대칭의 슬리브리스 베스트 형태로 디자인되었다(Table 4). 또한, 심플한 실루엣의 의상에 장식성을 더하기 위해, 광택이 있는 TPU 소재와 유사한 광택을 가지는 경량의 금속 O링을 연결하여 제작한 체인의 적용이 계획되었다. 3D 프린팅 의상을 위한 이너 의상의 경우, 금속성 체인이 장식적으로 적용된 베스트형의 3D 의상의 광택과 소체의 문양을 강조하고자 유광의 검정색 실크 소재를 활용하여 미세한 곡선이 소매와 바지의 윤곽선에 적용된 고전 복식 풍의 상의와 하의 투피스로 디자인되었다(Table 4).

또한, 이와 함께 3D 프린팅이 더 이상 해외의 유명 디자이너나 기업만의 전유물이 아닌, 한국의 산업계는 물론 개인이 손쉽게 접근 가능한 기술이라는 개념 또한 시각적으로 전달하고자, ‘한국의 오래된 레트로적인, 전통적 시각요소의 반영’을 디자인 콘셉트로 설정하였다.

각 소체를 일반적인 코트 기장과 유사한 120cm 길이가 되도록 세로로 연결하여 마네킹에 고정한 후, 중력에 따른 소체 자체의 하중으로 인한 소체의 연결 부위의 파손 여부를 실험하였다. 또한, 출력된 각 소체가 인체에 걸쳐졌을 때 신체의 움직임에 따른 파손 가능성 여부를 확인하기 위해 결합된 소체를 실험자의 신체에 꼭 맞는 실험복의 팔꿈치와 어깨 관절 부위에 부착하여, 실험자가 반복적으로 움직여 운동 부하에 따른 소체의 파손 여부를 실험하였다.

마지막으로 네 번째 쇼 의상은 전통적인 질감과 문양의 소재를 적용한 스퀘어 넥의 H라인 원피스의 표면에 플렉시블 액상 레진 소재의 보상화문 소체를 고온 압착하여 텍스타일 패턴으로 적용하여 개발하였다(Fig. 18). 런웨이 프레젠테이션 결과, 고온 압착 프레스를 통해 일반 원단의 표면에 텍스타일 패턴으로서 부착된 각 소체가 착용자가 의상을 입고 벗는 과정및 착용 후 신체활동에도 파손되지 않음이 확인되었다.

먼저 보상화문에 비해 소체의 면적이 좌우로 확장된 형태적 특성을 가지는 연당초문 소체의 경우, ‘길이’를 강조할 수 있을 로브 형의 실루엣과 기하학적인 장식구조의 구현을 주요 디자인 방향성으로 설정하였다.

디자인 작업이 완료된 이후, 각각의 디자인 콘셉트에 따른 3D 프린팅 의상의 소체 조립과정 및 이너 의상의 제작 작업이 수행되었다. 먼저 착용이 예정된 모델들의 신체 치수에 따른 이너 의상의 평면 패턴 및 가봉작업이 선행되었고, 가봉된 각 이너 의상을 드레이핑 바디에 입힌 상태에서 그 위에 출력된 각 소체를 결합하는 방식으로 각 3D 프린팅 의상의 개발이 이루어졌다. 이는 일반적인 의상의 소재에 비해 유연성이 떨어지나 탄성이 강한 3D 프린팅의 출력 소재의 재질적 특성을 감안하여, 보다 인체에 걸쳐지기 용이하도록, 입체적으로 각 의상의 실루엣과 형태를 구성하기 위한 조치이다.

보상화문(Fig. 10)과 태평화문(Fig. 11)을 활용한 소체의 디자인 및 모델링은 해당 문양들이 단일형상으로 구성됨에 따라, 연당초문을 활용한 소체에 비해 정형화된 형태를 구성하도록 4방향에서 각 소체가 연결되도록 소체를 설계하였다. 보상화문을 활용한 소체의 경우, 문양의 8방향의 꼭지점이 있는 조형적 특성을 참고하여 각진 형태의 베이스 패널을 적용하였고, 태평화문을 활용한 소체는 상대적으로 곡선이 강조되는 조형적 특성을 참고하여 둥근 실루엣의 베이스 패널을 적용하였다.

11)을 활용한 소체의 디자인 및 모델링은 해당 문양들이 단일형상으로 구성됨에 따라, 연당초문을 활용한 소체에 비해 정형화된 형태를 구성하도록 4방향에서 각 소체가 연결되도록 소체를 설계하였다. 보상화문을 활용한 소체의 경우, 문양의 8방향의 꼭지점이 있는 조형적 특성을 참고하여 각진 형태의 베이스 패널을 적용하였고, 태평화문을 활용한 소체는 상대적으로 곡선이 강조되는 조형적 특성을 참고하여 둥근 실루엣의 베이스 패널을 적용하였다. 두 소체 모두 연당초문에 비해 정형화된 조형성을 구축하기 위해 상대적으로 두꺼운 베이스 패널에 양각기법을 활용하여 모티브가 된 문양을 표현하고자 하였다.

세 번째, 소체의 문양패턴과 가장 심미적으로 균형을 이루며, 또한 결합시 안정성이 확보될 수 있는 디자인을 선정하여 3D 프린팅 패션쇼를 위한 의상 컬렉션을 디자인, 개발한다.

연당초문을 활용한 소체(Fig. 9)의 디자인 및 모델링은 해당 문양이 좌우로 연속될 수 있는 repeated pattern과 유사한 조형적 특성을 보임에 따라, 다양한 방향에서 소체를 서로 연결 하여 의상을 구성할 수 있도록 8방향에 결합구조가 적용된 0.4mm의 베이스 패널 위에 소체의 내구성 확보를 위한 최소한의 패널 면적을 유지하면서 음 · 양각기법을 교차적으로 사용하는 방향성에서 해당문양을 표현하고자 하였다.

이후 각 문양을 활용하여 각 문양의 기본적인 조형성을 유지하면서 3D 프린팅 및 의상을 구성하기 위해 적합한 형태 및 결합 구조가 형성되도록 각 소체를 디자인하였다. 소체의 디자인과 프린팅을 위한 모델링 및 출력을 위한 stl 파일 변환에는 Rhino Ceros 5.

첫 번째 쇼 의상은 흰색의 반투명 TPU 소재의 연당초문 소체를 결합하여 슬리브리스 로브 스타일의 실루엣, 고대 복식의 로브 스타일을 강조하기 위한 후면의 긴 트레인, 기하학적인 형상의 칼라와 가슴 상단과 후면의 선형장식 구조가 적용된 3D 프린팅 의상과 전통복식과 같은 비정형적, 비대칭적인 여밈선과 햄라인, 칼라가 적용된 셔츠와 플리츠가 적용된 팬츠로 구성된 투피스로 구성되었다(Fig. 15). 런웨이 프레젠테이션 결과, 3D 프린팅 의상에 적용된 원단 소재에 비해 유연성이 떨어지는 TPU 소재라도 무리 없이 일반 의상과 같이 긴 트레인이 바닥에 쓸리는 효과가 조성될 수 있으며, 입체적인 형상으로 구성된 칼라 또한 인체의 움직임에 따라 유연하게 형태가 변형되어 착용자의 움직임에 제한을 주지 않으면서도 형태가 자연스럽게 복원되는 탄성을 가지고 있음이 확인되었다.

첫 번째, 보급형 FDM과 SLA 3D 프린터가 한 번에 출력 가능한 크기 및 출력된 각 소재의 직관적이며 손쉬운 결합방안을 충분히 고려하여, 전체 의상을 구성할 최소 단위 소체의 심미적인 문양 디자인 개발 및 3D 모델링 작업을 수행한다.

첫 번째, 수지 필라멘트를 고온 사출하여 출력하는 방식에 따라 출력물의 내구성이 높은 FDM 방식을 위한 소체에는 스냅단추와 같은 암과 수의 결합구조를 적용하여 원스냅 동작으로 각 소체의 결합이 이루어지도록 결합구조를 디자인하였다.

첫째, 고가의 폴리젯(Poly-jet) 프린터가 아닌, 보급형 3D 프린터의 경우 색상의 조합이 불가능하며 제조사가 제공하는 소재의 색상 또한 한정적임에 따라, 색에 관계없이 면과 선의 조형성만으로 전통적인 이미지를 표현할 수 있는 모티브를 선정 한다. 둘째, 최대 20cm의 x, y, z축의 출력 공간 내에서 이미지를 분할하지 않고 한 번에 출력이 가능한 조형적 특성을 가지는 모티브를 선정한다.

FDM 방식의 프린터의 출력 소재로는 유연소재인 TPU 필라멘트가 사용되었고, SLA 방식의 프린터에는 유연수지인 플렉시블 액상 레진(Flexible liquid reisn) 소재를 사용하여 각 소체를 출력하였다. 출력된 각 소체의 강도 실험은 2가지 방식으로 수행되었다. 각 소체를 일반적인 코트 기장과 유사한 120cm 길이가 되도록 세로로 연결하여 마네킹에 고정한 후, 중력에 따른 소체 자체의 하중으로 인한 소체의 연결 부위의 파손 여부를 실험하였다.

각 소체의 출력에는 국내의 개발사인 하이비전 시스템의 큐비콘 싱글플러스 보급형 FDM 3D 프린터와 미국의 Formlab사의 Form2, 대만의 XYZ Printing사의 Novel 보급형 SLA 3D 프린터들이 활용되었다. FDM 방식의 프린터의 출력 소재로는 유연소재인 TPU 필라멘트가 사용되었고, SLA 방식의 프린터에는 유연수지인 플렉시블 액상 레진(Flexible liquid reisn) 소재를 사용하여 각 소체를 출력하였다. 출력된 각 소체의 강도 실험은 2가지 방식으로 수행되었다.

인 및 모델링 작업이 완결된 후, 해당 소체의 내구성 실험이 후속되었다. 각 소체의 출력에는 국내의 개발사인 하이비전 시스템의 큐비콘 싱글플러스 보급형 FDM 3D 프린터와 미국의 Formlab사의 Form2, 대만의 XYZ Printing사의 Novel 보급형 SLA 3D 프린터들이 활용되었다. FDM 방식의 프린터의 출력 소재로는 유연소재인 TPU 필라멘트가 사용되었고, SLA 방식의 프린터에는 유연수지인 플렉시블 액상 레진(Flexible liquid reisn) 소재를 사용하여 각 소체를 출력하였다.

이에 따라 한 번에 인체를 덮을 수 있는 크기를 출력할 수 없으므로 이를 극복하기 위한 의상을 구성하는 최소 단위 부품의 형태 및 출력 재질, 부품끼리의 결합방법 등에 관한 고려가 이루어졌다. 또한, 본 연구의 3D 프린팅 패션쇼를 위한 3D 프린팅 의상의 연구개발 기간이 한 달여로 매우 제한적이었음에 따라, 한정된 프린터의 출력 범위 내에서 출력 가능한 규격화된 소체의 형태적 조형성 및 출력된 각 소체의 연결 방법과 구조, 이질적인 소재로 개발된 소체가 결합되었을 때, 의상으로서 인체에 착용될 수 있을 의상의 형태 구성으로 연구의 범위를 한정하였다.

또한, 관절 움직임 실험에서 Formlab사의 플렉시블 액상 레진을 사용하여 출력한 태평화문의 소체의 경우, 유연성이 상대적으로 부족하며, 보상화문에 비해 원형구조가 강조되는 태평화문의 형태 또한 상대적으로 디테일이 파손되기 쉬움이 발견되었다. 이에 따라, 3D 패션쇼를 위한 의상에는 하이비전 시스템의 FDM과 XYZ Printing의 SLA 프린터, 연당초문과 보상화문을 모티브로 디자인된 소체를 활용하는 것으로 사용 기술과 디자인의 범위를 한정하였다. 이에 따라 XYZ 의 SLA 방식을 활용하는 보상화문 소체의 경우, 기존에 비해 높은 강도를 확보하기 위해, 3D 그래픽 툴에서 소체 모델의 두께를 1.

이후 각 문양을 활용하여 각 문양의 기본적인 조형성을 유지하면서 3D 프린팅 및 의상을 구성하기 위해 적합한 형태 및 결합 구조가 형성되도록 각 소체를 디자인하였다. 소체의 디자인과 프린팅을 위한 모델링 및 출력을 위한 stl 파일 변환에는 Rhino Ceros 5.0을 활용하였다.

그러나 한편으로 소재에 따라 190°~ 230°에 달하는 고온으로 고체 재료가 용해, 압출되는 성형방식 임에 따라 출력된 결과물의 내구성이 SLA 방식의 출력결과물에 비해 상대적으로 우수함이 확인되었다.

둘째, SLA 방식은 섬세한 무늬나 복잡한 구조를 출력하기에 적합한 성형방식이나, 플렉시블 액상 레진을 활용하여 의상의 텍스타일 소체를 출력할 경우, 출력물의 내구성이 FDM 방식의 프린터로 출력한 결과물에 비해 떨어짐이 확인되었다. SLA 방식의 프린터로 출력한 소체가 다량으로 연결되거나 인체관절부위에 적용되어 반복적인 움직임이 가해질 경우, 소체 자체의 하중과 운동부하를 견디지 못하고 파손되었다.

12). 또한, 관절 움직임 실험에서 Formlab사의 플렉시블 액상 레진을 사용하여 출력한 태평화문의 소체의 경우, 유연성이 상대적으로 부족하며, 보상화문에 비해 원형구조가 강조되는 태평화문의 형태 또한 상대적으로 디테일이 파손되기 쉬움이 발견되었다. 이에 따라, 3D 패션쇼를 위한 의상에는 하이비전 시스템의 FDM과 XYZ Printing의 SLA 프린터, 연당초문과 보상화문을 모티브로 디자인된 소체를 활용하는 것으로 사용 기술과 디자인의 범위를 한정하였다.

15). 런웨이 프레젠테이션 결과, 3D 프린팅 의상에 적용된 원단 소재에 비해 유연성이 떨어지는 TPU 소재라도 무리 없이 일반 의상과 같이 긴 트레인이 바닥에 쓸리는 효과가 조성될 수 있으며, 입체적인 형상으로 구성된 칼라 또한 인체의 움직임에 따라 유연하게 형태가 변형되어 착용자의 움직임에 제한을 주지 않으면서도 형태가 자연스럽게 복원되는 탄성을 가지고 있음이 확인되었다.

16). 런웨이 프레젠테이션 결과, 3D 프린팅 의상의 실루엣을 강조하기 위해 원구와 유사한 형태로 제작된 어깨 구조와 힙 부분의 실루엣을 강조하기 위해 상대적으로 허리에 밀착되도록 결합된 허리부의 구조가 인체의 움직임을 방해하지 않으면서도 착용자의 움직임에 따라 형태가 변형되거나 신체에서 떨어지지 않는 유연성과 탄성이 확보되었음이 확인되었다.

17). 런웨이 프레젠테이션 결과, 3D 프린팅 의상의 전반적인 실루엣이 비대칭적으로 구성되고, 금속 O링 체인 역시 장식성을 고려해 비대칭적으로 적용되었으나, 소체의 적용양이 많은 부위에 두께가 상대적으로 얇은 소체를 적용하여 무게균형을 잡음으로써, 출력된 비대칭의 3D 의상이 인체의 움직임에도 한쪽으로 쏠리지 않고 안정적으로 걸쳐져 있을 수 있음이 확인되었다.

18). 런웨이 프레젠테이션 결과, 고온 압착 프레스를 통해 일반 원단의 표면에 텍스타일 패턴으로서 부착된 각 소체가 착용자가 의상을 입고 벗는 과정및 착용 후 신체활동에도 파손되지 않음이 확인되었다.

연당초문의 경우, 함께 선정된 타 문양들에 비해 비정형적으로 자연스럽게 연장되는 이미지를 형성하기에 적합할 수 있다는 긍정적인 평가를 받음에 따라 선정되었다. 보상화문과 태평화문은 연당초문에 비해 상대적으로 정형적인 폐쇄성과 섬세하고 복잡한 면과 선의 조형성을 보임에 따라 연당초문과 달리 구조적이거나 디테일을 강조하기 위한 소재개발에 적합할 수 있고, 각각의 문양이 모서리가 강조되는 8각의 꼭지점을 보이거나, 모서리가 두드러지지 않는 부드러운 곡선 구조를 보이는 등 차별적인 조형성을 보인다는 긍정 평가를 받음에 따라 소체 개발에 활용이 결정되었다(Fig. 8).

실험 결과, FDM 방식의 TPU 소재를 사용한 소체는 두 가지 실험 모두에서 파손되지 않았으나, SLA 방식의 플렉시블액상 레진을 사용한 소체는 두 실험 결과 모두 파손되었음이 확인되었다(Fig. 12). 또한, 관절 움직임 실험에서 Formlab사의 플렉시블 액상 레진을 사용하여 출력한 태평화문의 소체의 경우, 유연성이 상대적으로 부족하며, 보상화문에 비해 원형구조가 강조되는 태평화문의 형태 또한 상대적으로 디테일이 파손되기 쉬움이 발견되었다.

SLA 방식의 프린터로 출력한 소체가 다량으로 연결되거나 인체관절부위에 적용되어 반복적인 움직임이 가해질 경우, 소체 자체의 하중과 운동부하를 견디지 못하고 파손되었다. 따라서 SLA 방식을 의상개발에 사용할 경우, 의상의 전반적인 형상을 구성하기 위해서는 강도가 높은 하드타입 액상 레진을 활용하여 신체에 자연스럽게 걸쳐지기 위한 텍스타일의 구조나 형태 측면의 연구가 필수적일 것으로 판단된다. 반면, 플렉시블 액상 레진을 활용할 경우, 해당 소재의 내구성의 한계점을 고려하여 의상 전체를 구성하기보다, 고해상도의 출력품질의 장점을 부각할 수 있는 섬세하고 정교한 디자인의 장식적 부자재 혹은 텍스타일 패턴을 개발하여 FDM으로 출력한 소재나 원단 소재에 적용하는 것이 적합한 것으로 사료된다.

본 연구에서 활용된 보급형 3D 프린터의 경우, FDM(Fused Deposition Modeling)과 SLA(Stereo Lithography Apparatus)의 출력방식에 관계없이 한 번에 출력 가능한 개체의 크기가 10cm에서 20cm까지이며, 출력에 사용 가능한 재료 또한 매우 제한적인 한계점이 있다. 이에 따라 한 번에 인체를 덮을 수 있는 크기를 출력할 수 없으므로 이를 극복하기 위한 의상을 구성하는 최소 단위 부품의 형태 및 출력 재질, 부품끼리의 결합방법 등에 관한 고려가 이루어졌다.

본 연구에서는 3D 프린팅 패션쇼를 위한 실체적 준비 기간이 한달여에 불과했던 점과 한정된 예산으로 연구개발이 수행됨에 따라 보다 다양한 연결 구조 및 소재를 활용한 실험이 불가했던 점, SLA 방식의 3D 프린터의 경우 아직 플렉시블 액상 레진이 의상을 개발하기에 충분한 점성을 가지지 못해 기존의 섬유 원단에 출력한 소체를 고온 압착하여 활용할 수밖에 없었던 점이 연구의 한계점으로 작용하였다. 이에 따라 향후, 보다 정교한 모델링 및 결합방법, 다양한 재료를 활용하여 3D 출력물만으로 의상을 구성하기 위한 연구 및 의상으로서의 활용을 위해 충분한 내구성을 확보할 수 있는 SLA 방식의 플렉시블 레진 소재의 활용성에 관한 연구가 후속될 예정에 있다.

본 연구에서는 3D 프린팅 패션쇼를 위한 실체적 준비 기간이 한달여에 불과했던 점과 한정된 예산으로 연구개발이 수행됨에 따라 보다 다양한 연결 구조 및 소재를 활용한 실험이 불가했던 점, SLA 방식의 3D 프린터의 경우 아직 플렉시블 액상 레진이 의상을 개발하기에 충분한 점성을 가지지 못해 기존의 섬유 원단에 출력한 소체를 고온 압착하여 활용할 수밖에 없었던 점이 연구의 한계점으로 작용하였다. 이에 따라 향후, 보다 정교한 모델링 및 결합방법, 다양한 재료를 활용하여 3D 출력물만으로 의상을 구성하기 위한 연구 및 의상으로서의 활용을 위해 충분한 내구성을 확보할 수 있는 SLA 방식의 플렉시블 레진 소재의 활용성에 관한 연구가 후속될 예정에 있다.