[논문]SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계 연구 -유연성 있는 직조구조 직물설계를 중심으로-

송하영

doi:10.12940/jfb.2019.23.3.67

SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계 연구 -유연성 있는 직조구조 직물설계를 중심으로-
Study on the Textile Structural Design using SLS 3D Printing Technology -Focused on Design of Flexible Woven Fabric Structure- 원문보기

패션비즈니스 = Fashion business, v.23 no.3, 2019년, pp.67 - 84

송하영 (상명대학교 텍스타일디자인학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Since the early 2000s, various fashion design products that use 3D printing technology have constantly been introduced to the fashion industry. However, given the nature of 3D printing technology, the flexible characteristics of material of textile fabrics is yet to be achieved. The aim of this study is to develop the optimal design conditions for production of flexible and elastic 3D printing fabric structure based on plain weave, which is the basic structure in fabric weaving using SLS 3D printing technology. As a the result this study aims to utilize appropriate design conditions as basic data for future study of flexible fashion product design such as textile material. Weaving structural design using 3D printing is based on the basic plain weave, and the warp & weft thickness of 4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, and 0.7mm as expressed in Rhino 6.0 CAD software program for making a 3D model of size $1800mm{\times}180mm$ each. The completed 3D digital design work was then applied to the EOS SLS Machine through Maker ware, a program for 3D printer output, using polyamide 12 material which has a rigid durability strength, and the final results obtained through bending flexibility tests. In conclusion, when designing the fabric structure design in 3D printing using SLS method through application of polyamide 12 material, the thickness of 1 mm presented the optimal condition in order to design a durable digital textile structure with flexibility and elasticity of the 3D printing result.

주제어

표/그림 (24)

그림 Figure 1. 3D printing kinematics dress, 2014 (n-e-r-v-o-u-s.com)
표 Table 1. Comparison of 3D Printing Process and Fabric Manufacturing
그림 Figure 2. Research Process of 3D Printing Based Fabric Structure Design
표 Table 2. 3D Printing Technology Techniques and Examples
표 Table 3. 3D Printing Technology According to Applicable Materials
그림 Figure 3. Jiri Evenhuis and Janne Kyttanen, 1999 (wikipedia.org)
그림 Figure 4. Jiri Evenhuis and Janne Kyttanen, 2003 (3dsystems.com)
그림 Figure 5. Continuum Fashion and Shapeways, 2011 (newatlas.com)
그림 Figure 6. Iris Van Herpen, 2012 (irisvanherpen.com)
그림 Figure 7. Iris Van Herpen, 2015 (irisvanherpen.com)
그림 Figure 8. Gabriela Ligenza, 2015 (ccba.kr)
그림 Figure 9. New Balance 3D printed shoes, 2015 (dezeen.com)
그림 Figure 10. Kipling 3D printed bag, 2014 (3Ders.org)
그림 Figure 11. Adidas 3D printed shoe, 2015 (theverge.com)
표 Table 4. Examples of Fashion Development using SLS 3D Printing
표 Table 5. 3D Printing Application Material Polyamide 12 Features
표 Table 6. Lightfastness of 3D Printing Application Material Polyamide 12
표 Table 7. Design Specification for Woven Fabric Structure
표 Table 8. Textile Structural Design Based on Plain Weave
표 Table 9. 3D Modeling Digital Design and 3D Output Results
그림 Figure 12. Flexibility of 3D Printing Woven Structure Results
표 Table 10. Flexibility Testing of 3D Printing Woven Structure Results
표 Table 10. Continued
그림 Figure 13. Bending Flexibility of 3D Printing Woven Structure Results

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

3D 프린팅 기술 방식과 적용소재에 따른 텍스타일의 직물구조적인 설계조건과 이의 END-USE에 적합한 상용화 활용도 면에서 여전히 많은 문제점과 한계점이 지적되고 있는 바, 본 연구에서는 SLS 방식의 3D 프린팅 기술에서 직 조직물의 기본구조인 평직을 기반으로 하여 3D 프린팅 직물구조디자인의 유연성 및 탄력성에 대한 최적의 디자인 설계조건을 도출함으로써, 향후 텍스타일 소재와 같은 유연성을 지닌 패션제품 디자인개발의 지속연구에서 적정한 디자인설계조건을 기본 자료로 활용하고자 하였다. 3D 프린팅을 활용한 직조직물 디자인설계는 평직의 기본구조를 기반으로 하였고, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기를 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.
3D 프린팅 기술을 활용하여 텍스타일의 3차원 직물구조 디자인을 응용하여 복잡하고 까다로운 직물설계 및제조방식을 간편하게 3D 디지털 작업을 통하여 완성할 수 있음으로써, 시간과 경비를 절감할 뿐만 아니라 복잡한 직물 구조도 디지털 렌더링 작업으로서 직물제직의 방향성과 무관하게 3차원 디자인 구현이 가능하다는 관점에서 창의적이며 조형적인 융합 기술 디자인설계가 가능한 혁신적인 제조 생산방식이라고 볼 수 있다(Table 1). 3D 프린팅 기술을 활용한 텍스타일의 직물구조적인 설계조건과 개발제품의 END-USE에 적합한 소재 및 상용화 활용도 면에서 여전히 많은 문제점과 한계점이 지적되고 있는 바, 본 연구에서는 세밀하고 정교한 입체적인 구조 표현이 가능한 SLS (Selective Laser Sintered) 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여, 텍스타일 직물구조적인 디자인설계를 통한 3D 프린팅 결과물에 대하여 텍스타일 특성에 근접한 유연성 및 탄력성이 있는 3D 프린팅 직물구조디자인 설계조건을 도출함으로써, 향후 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계의 패션제품 개발을 위한 기반 자료로서 향후 지속적인 연구에 적용하고자 한다. 이에 SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 텍스타일 직조직물의 구조적인 디자인설계조건을 도출하기 위하여, 직조직물의 기본평직구조를 기반으로 3차원 직물형상 디지털디자인을 실의 굵기 변화에 따라 설계하고 이의 3D 프린팅 출력결과물에 대한 유연성 및 탄력성을 테스트함으로써 향후 지속연구에 반영하여 패션소재와 같은 실용적이며 기능적인 가치를 지닌 패션제품 디자인 설계조건에 활용하고자 한다.
본 연구에 적용된 3D 프린팅 기술은 SLS 방식으로서, 향후 지속적인 3D프린팅 패션제품디자인 개발연구에 적용하기 위하여 최적의 3차원 직물구조적인 디자인 설계조건을 도출하고자 기본 평직직물구조를 기반으로 한 실의 굵기 변화에 따른 3차원 직물형상 디지털디자인을 설계하고, 이의 3D 프린팅 출력결과물의 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. 기존의 대부분 3D프린팅 패션제품관련 선행연구에서는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 하드(hard)한 소재가 적용된 니트 구조의 연결식 구조인 반면, 본 연구에서는 분말을 정밀하게 소결하여 세밀한 입체적인 구조 표현이 가능한 SLS출력방식으로서, 강연한 폴리아미드(polyamide) 소재를 적용하여 다양한 실의 두께를 표현하고자 하였다. 본 연구에서 3D 프린팅을 활용한 직물구조적인 디자인설계는 직조직물의 기본구조인 평직(plain weave)을 기반으로 하여 3D 디지털디자인으로 완성하고, 이의 3D 프린팅 출력물에 대한 일정조건 하에 굽혀지는 유연성 및 탄력성을 테스트하였다.
본 연구를 위한 방법으로서 우선적으로 3D 프린팅과 관련된 국내외 서적, 논문, 간행물 등을 통해 3D 프린팅 기술의 방식과 적용 소재들을 고찰하고, 현 섬유패션 산업분야에서 3D 프린팅의 국내외 적용된 사례를 조사하여 장점과 단점,문제점 및 한계점을 분석함으로써 디지털패션산업 분야에서 3D 프린팅 기술이 적용된 텍스타일의 직물구조적인 상품디자인 END-USE 방향을 파악하고자 하였다. 본 연구에 적용된 3D 프린팅 기술은 SLS 방식으로서, 향후 지속적인 3D프린팅 패션제품디자인 개발연구에 적용하기 위하여 최적의 3차원 직물구조적인 디자인 설계조건을 도출하고자 기본 평직직물구조를 기반으로 한 실의 굵기 변화에 따른 3차원 직물형상 디지털디자인을 설계하고, 이의 3D 프린팅 출력결과물의 유연성 및 탄력성을 테스트하였다.
본 연구를 위한 방법으로서 우선적으로 3D 프린팅과 관련된 국내외 서적, 논문, 간행물 등을 통해 3D 프린팅 기술의 방식과 적용 소재들을 고찰하고, 현 섬유패션 산업분야에서 3D 프린팅의 국내외 적용된 사례를 조사하여 장점과 단점,문제점 및 한계점을 분석함으로써 디지털패션산업 분야에서 3D 프린팅 기술이 적용된 텍스타일의 직물구조적인 상품디자인 END-USE 방향을 파악하고자 하였다. 본 연구에 적용된 3D 프린팅 기술은 SLS 방식으로서, 향후 지속적인 3D프린팅 패션제품디자인 개발연구에 적용하기 위하여 최적의 3차원 직물구조적인 디자인 설계조건을 도출하고자 기본 평직직물구조를 기반으로 한 실의 굵기 변화에 따른 3차원 직물형상 디지털디자인을 설계하고, 이의 3D 프린팅 출력결과물의 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. 기존의 대부분 3D프린팅 패션제품관련 선행연구에서는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 하드(hard)한 소재가 적용된 니트 구조의 연결식 구조인 반면, 본 연구에서는 분말을 정밀하게 소결하여 세밀한 입체적인 구조 표현이 가능한 SLS출력방식으로서, 강연한 폴리아미드(polyamide) 소재를 적용하여 다양한 실의 두께를 표현하고자 하였다.
본 연구에서는 SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여 직조직물의 기본구조인 평직을 기반으로 하여 3D 디지털디자인으로 완성하고 3D 프린팅 출력물에 대한 일정조건 하에 굽혀지는 유연성 및 탄력성을 테스트하여 최적의 설계조건을 도출함으로써, 향후 텍스타일 소재와 같은 유연성을 지닌 패션제품 디자인개발 지속연구에서 디자인설계조건의 기본자료로 활용하고자 하였다. 3D 프린팅을 활용한 직조직물디자인설계는 평직구조를 기반으로 하여, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사를 실(yarn) 굵기 차이에 따라 각각4mm, 3mm, 2mm, 1.
직조직물의 경우 조직의 기본이 되는 것은 평직, 능직, 수자직인데, 이 중에 평직은 경사와 위사가 한 올씩 상하로 교차되어 있는 가장 간단하고 기본이 되는 조직으로써, 가장 강하고 실용적인 조직으로 이를 기본으로 하여 여러 가지 조직 변화로 응용할 수 있다(Kim, 2006). 본 연구에서는 향후 지속연구에서 3D 프린팅 기술을 활용한 패션제품 3차원 디지털 직물구조적인 설계디자인의 최적 설계조건을 도출하고자 기본평직직물구조를 기반으로 3차원 직물형상을 디지털디자인완성 한 후, 이의 3D 프린팅 출력결과물에 대한 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. Table 9의 3D 프린팅 출력 총 6점 결과물에서 보는 바와 같이, 3차원 평직 직조직물형상의 디지털디자인을 설계 완성 한 후, 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 소재를 적용하여 분말로 된 재료를 레이저로 부분적으로 녹여 분말 소결 프린팅 하는 파우더(powder) SLS 방식의 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력하였다.
3D 프린팅 기술을 활용한 텍스타일의 직물구조적인 설계조건과 개발제품의 END-USE에 적합한 소재 및 상용화 활용도 면에서 여전히 많은 문제점과 한계점이 지적되고 있는 바, 본 연구에서는 세밀하고 정교한 입체적인 구조 표현이 가능한 SLS (Selective Laser Sintered) 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여, 텍스타일 직물구조적인 디자인설계를 통한 3D 프린팅 결과물에 대하여 텍스타일 특성에 근접한 유연성 및 탄력성이 있는 3D 프린팅 직물구조디자인 설계조건을 도출함으로써, 향후 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계의 패션제품 개발을 위한 기반 자료로서 향후 지속적인 연구에 적용하고자 한다. 이에 SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 텍스타일 직조직물의 구조적인 디자인설계조건을 도출하기 위하여, 직조직물의 기본평직구조를 기반으로 3차원 직물형상 디지털디자인을 실의 굵기 변화에 따라 설계하고 이의 3D 프린팅 출력결과물에 대한 유연성 및 탄력성을 테스트함으로써 향후 지속연구에 반영하여 패션소재와 같은 실용적이며 기능적인 가치를 지닌 패션제품 디자인 설계조건에 활용하고자 한다.
0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였으며, 3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력하였다. 최종 3D 프린팅 출력결과물 총 6점에 대한 굽힘 유연성 및 탄력성을 일정한 조건하에 테스트하여 본 연구에서 SLS 방식의 3D 프린팅을 적용한 직물구조적인 디자인설계를 위한 최적의 설계디자인 조건을 도출함으로써, 향후 지속연구에서 강도와 유연성을 유지하는 3D 프린팅 기반의 상품디자인개발 후속연구에 반영하고자 하였다.
3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력한 후, 최종 결과물에 대한 굽힘 유연성 테스트를 진행하였다. 텍스타일 제품디자인의 END-USE에 적합한 텍스타일과 같은 유연한 소재특성을 발현할 수 있는 3D 프린팅 디자인설계 제품을 개발하여 디지털 패션산업 분야에서 상용화가 가능한 실용성, 기능성 및 심미성을 지닌 3D 프린팅 패션소재 설계조건을 도출하여 지속연구에 적용하고자 한다. 본 연구를 위한, SLS방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계 연구개발 프로세스는 Figure 2와 같다.

제안 방법

2014년에 Kipling은 ‘Monkey Madness' 컬렉션에서 Materialise사와 콜라보레이션하여 ’City Jungle Shopper'를 제작하였는데, 3D 프린팅에 두 가지 다른 재질을 적용하는 것으로서 하나는 SLS 방식을 이용하여 유연한 소재 TPU 92A-1로 제작하였고, 다른 하나는 SLA 방식을 이용하여 단단한 소재 에폭시로 제작하였다(Park & Yoo, 2016).
0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였다. 3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력한 후, 최종 결과물에 대한 굽힘 유연성 테스트를 진행하였다. 텍스타일 제품디자인의 END-USE에 적합한 텍스타일과 같은 유연한 소재특성을 발현할 수 있는 3D 프린팅 디자인설계 제품을 개발하여 디지털 패션산업 분야에서 상용화가 가능한 실용성, 기능성 및 심미성을 지닌 3D 프린팅 패션소재 설계조건을 도출하여 지속연구에 적용하고자 한다.
3D 프린팅을 활용한 직조직물 디자인설계는 평직의 기본구조를 기반으로 하였고, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기를 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.7mm 사이즈로서 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하여 가로 1800mm × 세로 180mm 크기로 각각 3D 렌더링 디지털 디자인하였다.
본 연구에서는 SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용하여 직조직물의 기본구조인 평직을 기반으로 하여 3D 디지털디자인으로 완성하고 3D 프린팅 출력물에 대한 일정조건 하에 굽혀지는 유연성 및 탄력성을 테스트하여 최적의 설계조건을 도출함으로써, 향후 텍스타일 소재와 같은 유연성을 지닌 패션제품 디자인개발 지속연구에서 디자인설계조건의 기본자료로 활용하고자 하였다. 3D 프린팅을 활용한 직조직물디자인설계는 평직구조를 기반으로 하여, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사를 실(yarn) 굵기 차이에 따라 각각4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.7mm 사이즈로서 각각3D 렌더링 작업하여 총 6점으로 3D 디지털디자인 완성하였다. SLS 방식의 3D 프린팅에 적용된 소재는 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12를 적용하였고, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.
SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인 설계의 총 6점 결과물에 대한 굽힘 유연성 테스트를 진행하기에 앞서, 현재 3D 프린팅을 통한 직물구조적인 결과물에 대한 텍스타일 직물물성과 같은 인증된 시험기준이 아직은 확립되지 않았기 때문에, 본 연구에서는 직물강연도 시험방법인 캔티레버(Cantilever)법을 참조하여 테스트의 일정 기준을 정하고 이에 따라 3D 프린팅 출력결과물 총 6점의 굽힘 유연성 및 탄력성을 테스트하였다 . 직물에서 강연도 (stiffness)란 뻣뻣함과 부드러움의 정도를 나타내는 것으로 천의 움직임에 대한 저항성 즉 유연한 정도를 평가하는 것으로서, 캔티레버법은 일정 길이의 시험편을 41.
SLS 방식의 3D 프린팅 기술을 활용한 직물구조적인 디자인설계 연구를 위하여 Table 8에서 보는 바와 같이, 평직의 기본구조를 기반으로 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기를 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.7mm 사이즈로서 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하여 가로 1800mm × 세로 180mm 크기로 각각 3D 렌더링 디지털디자인 작업 완성하였다.
7mm 사이즈로서 각각 3D 렌더링 작업하여 총 6점으로 3D 디지털디자인 완성하였다. SLS 방식의 3D 프린팅에 적용된 소재는 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 이며, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였다. 3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력한 후, 최종 결과물에 대한 굽힘 유연성 테스트를 진행하였다.
7mm 사이즈로서 각각3D 렌더링 작업하여 총 6점으로 3D 디지털디자인 완성하였다. SLS 방식의 3D 프린팅에 적용된 소재는 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12를 적용하였고, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였으며, 3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력하였다. 최종 3D 프린팅 출력결과물 총 6점에 대한 굽힘 유연성 및 탄력성을 일정한 조건하에 테스트하여 본 연구에서 SLS 방식의 3D 프린팅을 적용한 직물구조적인 디자인설계를 위한 최적의 설계디자인 조건을 도출함으로써, 향후 지속연구에서 강도와 유연성을 유지하는 3D 프린팅 기반의 상품디자인개발 후속연구에 반영하고자 하였다.
Table 7과 Table 8에서 보는 바와 같이, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였고, 평직조직 기반의 3D 프린팅을 위한 전체 디자인설계 사이즈는 가로1800mm × 세로 180mm, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기는 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.7mm 사이즈로서 각각 3D 렌더링 디지털디자인 작업으로 수정검토 확인하여 총 6점을 완성하였다.
본 연구에서는 향후 지속연구에서 3D 프린팅 기술을 활용한 패션제품 3차원 디지털 직물구조적인 설계디자인의 최적 설계조건을 도출하고자 기본평직직물구조를 기반으로 3차원 직물형상을 디지털디자인완성 한 후, 이의 3D 프린팅 출력결과물에 대한 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. Table 9의 3D 프린팅 출력 총 6점 결과물에서 보는 바와 같이, 3차원 평직 직조직물형상의 디지털디자인을 설계 완성 한 후, 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 소재를 적용하여 분말로 된 재료를 레이저로 부분적으로 녹여 분말 소결 프린팅 하는 파우더(powder) SLS 방식의 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력하였다.
기존의 대부분 3D프린팅 패션제품관련 선행연구에서는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 하드(hard)한 소재가 적용된 니트 구조의 연결식 구조인 반면, 본 연구에서는 분말을 정밀하게 소결하여 세밀한 입체적인 구조 표현이 가능한 SLS출력방식으로서, 강연한 폴리아미드(polyamide) 소재를 적용하여 다양한 실의 두께를 표현하고자 하였다. 본 연구에서 3D 프린팅을 활용한 직물구조적인 디자인설계는 직조직물의 기본구조인 평직(plain weave)을 기반으로 하여 3D 디지털디자인으로 완성하고, 이의 3D 프린팅 출력물에 대한 일정조건 하에 굽혀지는 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. 평직 직물구조의 디자인설계는 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사를 기본으로 한, 평직의 실(yarn) 굵기 차이에 따라 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.
본 연구에서 적용된 3D 프린팅 출력 방식은 SLS 방식으로서, 이에 적용된 소재는 섬세한 세사(細絲)의 3D 프린팅 출력이 용이한 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 로서(Table 5, Table 6), 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업을 위해서는 Rhino 6.0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하였다. Table 7과 Table 8에서 보는 바와 같이, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.
본 연구에서는 폴리아미드 12 소재를 적용한 3D 프린팅 출력결과물을 고려하여 Figure 12에서 보는 바와 같이, 평평한 면에 3D 프린팅 출력결과물을 올려놓고 왼쪽 손으로 시료를 고정한 상태에서 오른쪽 손으로 휘었을 때 굽혀지는 각도를 3회 측정한 평균 각도를 최종값으로 굽힘 유연성을 측정하였으며, 180°로 휘여 졌으나 절사가 발생되었을 때는 굽힘 유연성에 문제가 있다고 판단하였다.
7mm 사이즈로서 각각 3D 렌더링 디지털디자인 작업으로 수정검토 확인하여 총 6점을 완성하였다. 완성된 3D 디지털 디자인설계 작업들은 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력한 후, 최종 결과물에 대한 굽힘 유연성(bending flexibility) 테스트를 진행하였다.
0 CAD 소프트웨어 프로그램을 활용하여 가로 1800mm × 세로 180mm 크기로 각각 3D 렌더링 디지털 디자인하였다. 완성된 3D 디지털 디자인설계 작업들은 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 소재를 적용 하여 3D 프린터 출력용 프로그램인 Makerware를 통해 EOS Model P110 SLS Machine에서 출력한 후, 최종 결과물에 대한 굽힘 유연성 테스트를 진행하였다 . 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기가 4mm인 경우는 12°, 3mm인 경우는 26°, 2mm인 경우는 50°, 1.
2011년에는 컨티넘 패션(Continuum Fashion)사와 쉐이프어웨이(Shapeways)사가 공동으로 세계 최초의 3D 프린팅 의류인 ‘N12 bikini’ 수영복을 무봉제 스냅연결 방식으로 디자인 개발하여 ready-to-wear 컬렉션에 발표하여 미래 3D프린팅 의류 패션의 상용화 가능성을 제시하였다. 이의 3D프린팅 수영복은 강하고 유연하며 방수성이 있는 Nylon12소재를 적용하였고, Rhino 3D CAD 소프트웨어에서 0.7 mm까지의 얇은 두께로 디자인 제작하여 SLS 출력방식으로 3D 프린팅 제작한 것이다. 또한 2014년 F/W 컬렉션에 영국의 디자이너 가브리엘라 리겐자(Gabriela Ligenza)는 입체적인 구조 디자인으로서, 21세기 기술과 예술의 융합을 3D프린팅 모자 컬렉션으로 표현하였다.
본 연구에서 3D 프린팅을 활용한 직물구조적인 디자인설계는 직조직물의 기본구조인 평직(plain weave)을 기반으로 하여 3D 디지털디자인으로 완성하고, 이의 3D 프린팅 출력물에 대한 일정조건 하에 굽혀지는 유연성 및 탄력성을 테스트하였다. 평직 직물구조의 디자인설계는 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사를 기본으로 한, 평직의 실(yarn) 굵기 차이에 따라 각각 4mm, 3mm, 2mm, 1.5mm, 1mm, 0.7mm 사이즈로서 각각 3D 렌더링 작업하여 총 6점으로 3D 디지털디자인 완성하였다. SLS 방식의 3D 프린팅에 적용된 소재는 단단한 내구성 강도가 있는 폴리아미드 12 이며, 직물구조적인 3차원 디지털 디자인설계 작업은 Rhino 6.

성능/효과

Table 10과 Figure 13에서 보는 바와 같이, 세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기가 4mm인 경우는 12°, 3mm인 경우는 26°, 2mm인 경우는 50°, 1.5mm인 경우는 70°이고, 1mm인 경우에서는 굽힘 유연성이 180°로서 매우 우수하지만, 0.7mm으로 굵기가 더 가늘어지면서 180°로서 굽힘 유연성이 증가하지만 절사가 발생하여 3D 프린팅 출력결과물의 직물설계디자인에 문제가 있음을 파악할 수 있었다 .
7mm으로 굵기가 더 가늘어지면서 180°로서 굽힘 유연성이 증가하지만 절사가 발생하여 3D 프린팅 출력결과물의 직물설계디자인에 문제가 있음을 파악할 수 있었다 . 결론적으로, SLS 방식의 3D 프린팅에서 폴리아미드 12 소재를 적용하여 직물구조적인 디자인설계시에 , 3D 프린팅 결과물의 강도를 유지하면서도 유연성 및 탄력성이 있는 디지털 직물구조 설계디자인을 위해서는 굵기 설계조건은 1mm인 경우가 최적의 조건임을 테스트 결과를 통해 파악할 수 있었다.
7mm으로 굵기가 더 가늘어지면서 180°로서 굽힘 유연성이 증가하지만 절사가 발생하여 3D 프린팅 출력결과물의 직물설계디자인에 문제가 있었다. 결론적으로, SLS 방식의 3D 프린팅에서 폴리아미드 12 소재를 적용하여 직물구조적인 디자인설계시에, 3D 프린팅 결과물의 강도를 유지하면서도 유연성 및 탄력성이 있는 디지털 직물구조 설계디자인을 위해서는 굵기 설계조건은 1mm인 경우가 최적의 조건임을 파악할 수 있었다. 본연구결과를 토대로 향후 지속 연구에서는 3D 프린터의 다각적인 기술 적용방식에 따른 텍스타일과 같은 유연한 직물 특성을 발현할 수 있는 다양한 소재 적용과 직물구조 디자인에 대한 연구와 더불어, 패션 산업 분야에서 상용화가 가능한 소비자의 END-USE에 적합한 실용성, 기능성 및 심미성을 지닌 텍스타일 제품디자인에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
세로 방향의 경사와 가로 방향의 위사로 표현되는 굵기가 4mm인 경우는 12°, 3mm인 경우는 26°, 2mm인 경우는 50°, 1.5mm인 경우는 70°이고, 1mm인 경우에서는 굽힘 유연성이 180°로서 매우 우수하지만, 0.7mm으로 굵기가 더 가늘어지면서 180°로서 굽힘 유연성이 증가하지만 절사가 발생하여 3D 프린팅 출력결과물의 직물설계디자인에 문제가 있었다.

후속연구

‘3D 프린팅은 디자인을 지향하는 기업의 미래’라고 하여 개인 맞춤형 소량생산과 디지털 데이터에 의한 다양한 3차원 변형이 용이한 효율적인 생산방식을 의료, 자동차, 기계, 건설, 생활용품, 패션, 쥬얼리 등의 다양한 생산제조 산업분야에 활용하여 향후 소비 시장이 점차적으로 크게 성장할 것이라고 기대하고 있다.
3D 프린팅 기술을 활용한 상용화 제품디자인 개발 측면에서, 패션산업 분야는 타 산업분야에 비하여 3D 프린팅 활용이 원활하지 못하고 있는 실정이기 때문에 , 이에 대한 3D 프린터의 다각적인 기술 적용방식에 따른 적합한 소재연구와 텍스타 일의 직물특성 및 구조에 적합한 지속적인 디자인 연구가 필요하다. 3D 프린팅 기술은 특히 개인맞춤형 제작의 즐거움도 있는 혁신적인 제조 기술의 패러다임으로 확산되고 있으므로, 현재 국내외적으로 연구 진행되고 있는 패션, 인테리어, 패션부자재 및 패션잡화 등의 다양한 상품 분야에 대한 심미적이면서도 기능성 및 실용성 등을 검토한 개인맞춤형 다품종 소량 생산제조방식의 디자인 개발프로세스로서 3D 프린팅 기술 적용의 상용화 가능성을 연구 제시할 필요가 있다 .
결론적으로, SLS 방식의 3D 프린팅에서 폴리아미드 12 소재를 적용하여 직물구조적인 디자인설계시에, 3D 프린팅 결과물의 강도를 유지하면서도 유연성 및 탄력성이 있는 디지털 직물구조 설계디자인을 위해서는 굵기 설계조건은 1mm인 경우가 최적의 조건임을 파악할 수 있었다. 본연구결과를 토대로 향후 지속 연구에서는 3D 프린터의 다각적인 기술 적용방식에 따른 텍스타일과 같은 유연한 직물 특성을 발현할 수 있는 다양한 소재 적용과 직물구조 디자인에 대한 연구와 더불어, 패션 산업 분야에서 상용화가 가능한 소비자의 END-USE에 적합한 실용성, 기능성 및 심미성을 지닌 텍스타일 제품디자인에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	SLS 방식은 무엇인가?	Hull)에 의해 발명된 것으로서, 이는 액체 상태의 ‘광폴리머(광경화성 수지)’ 가 담긴 수조안에 레이저 빔을 투사하여 레이어를 쌓아올려 조형하는 방식으로 모두 플라스틱 수지인 레진(resin)을 사용한다. SLS 방식은 분말로 된 재료를 레이저로부분적으로 녹여 분말 소결 프린팅 하는 방식으로써, 파우더같이 작은 입자의 플라스틱 분말이나 금속 분말, 세라믹 분말을 높은 열의 레이저로 녹여 입체 조형을 만들고, 프로세스는 SLA이나 DLP 같은 광 경화성 수지 조형방식과 유사하지만 여분의 분말로 조형체가 덮여 있기 때문에 서포터없이 비교적 정확한 치수의 인쇄물을 얻을 수 있고 인쇄가끝난 후 분말제를 털어내는 후처리 과정이 필요하다. 이외에DLP(Digital Light Processing) 방식이 있는데, 이는 인쇄를위한 이미지를 수조 안에 담긴 광경화성 수지에 조사하여한 층씩 경화시켜 조형하는 방식으로 인쇄 속도가 빠르다는장점이 있지만 사용 가능한 원료와 색상이 제한적이고 원료와 프린터가 비싸다는 단점이 있다(Cho & Lee, 2009; Kim, 2017 ).
	FDM 방식은 어떻게 진행되는가?	Scott Crump)에 의해 특허 출원된 후 2009년 스트라타시스의 특허권이 만료된 방식으로 오픈 소스(Open Source)를 활용하여 현재 전 세계적으로 약 400여종, 수 만대 이상의 렙랩(RepRap) 기반 3D 프린터가 제작되고 있다. 이 방식은 베드에 열로 녹인 플라스틱을 가늘게 한 층씩 적층하여 형상을 만드는 방식으로 비교적 저렴한 가격으로 가장 널리 보급되어 사용되고 있다. 이 방식에 사용되는 필라멘트는 플라스틱이 기본재질이고, 플라스틱을 함유한 청동, 나무, 형광재질의 다양한 필라멘트, PLA나 ABS소재가 대부분 사용되고 있다.
	3D 프린팅 기술의 장점은 무엇인가?	‘3D 프린팅은 디자인을 지향하는 기업의 미래’라고 하여 개인 맞춤형 소량생산과 디지털 데이터에 의한 다양한 3차원변형이 용이한 효율적인 생산방식을 의료, 자동차, 기계, 건설, 생활용품, 패션, 쥬얼리 등의 다양한 생산제조 산업분야에 활용하여 향후 소비 시장이 점차적으로 크게 성장할 것이라고 기대하고 있다. 3D 프린팅 기술은 CAD로 디자인된3차원 디지털 설계 데이터를 입력 받아 입체적인 형태로 연속적으로 적층하면서 출력되는 혁신적인 삼차원 생산제조방식으로서 맞춤제작이 용이하고 제조원가 절감 등의 효과가있는 장점 때문에 3D 프린팅은 앞으로 지속적으로 산업을촉진시킬 것이라고 예견하고 있다(Lee & Kim, 2015). 디지털 테크놀로지와 섬유패션산업이 융합된 제품제조 분야에도3D 프린팅 기술을 적용하여 다양한 디자인 제품들에 소비자 니즈를 반영하여 손쉽게 제작할 수 있는 생산제조 프로세스방식으로 개인맞춤형 상품개발을 상용화할 수 있다는관점에서 향후 미래 산업의 발전 가능성으로 기대되고 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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