TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구

@article{ART002365062},
author={ 이시창 },
title={TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구},
journal={Journal of Integrated Design Research},
issn={2765-2793},
year={2018},
volume={17},
number={2},
pages={31-42},
doi={10.21195/jidr.2018.17.2.003},
url={http://dx.doi.org/10.21195/jidr.2018.17.2.003}

TY - JOUR
AU - 이시창
TI - TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구
T2 - Journal of Integrated Design Research
PY - 2018
VL - 17
IS - 2
PB - 인제대학교 디자인연구소
SP - 31-42
SN - 2765-2793
AB - 연구배경: 전 세계 신발산업은 단순 노동집약적 산업에서 점점 고부가가치화 양상으로 변화하고 있고 신발 생산 또한 맞춤형, 소량 생산 체계로의 변신을 꾀하고 있는 현실에 있어서 대규모 생산라인 없이 소규모의 생산공장에서 3D 프린터로 양산할 수 있는 보편적 인솔의 개발은 필수적이다. 이에 본 연구에서 금형을 통해서만 제작되는 기존 EVA 인솔을 대체할 수 있는 TPU 소재 인솔을 양산화할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 연구방법: 정확한 형상의 인솔 모델링을 진행하기 위하여 1단계로 기존 EVA 인솔을 3D 스캐너를 통하여 스캔 받는다. 2단계로 스캔 받은 인솔 3D 데이터를 실제 모델링에 활용할 수 있도록 Design X 소프트웨어를 사용하여 역설계를 진행하고 3단계로 Rhino와 Solidworks 소프트웨어를 활용하여 인솔 내부 지지 구조 샘플 모델링을 진행하고 샘플 모델링은 2D 내부 지지 구조 4종과 3D 내부 지지 구조 모델링 4종으로 총 8종 진행한다. 마지막으로 8종의 모델링 데이터를 FDM(FFF) 3D 프린터를 통하여 TPU 소재로 출력한다. 출력된 샘플을 경도계를 사용하여 경도테스트를 진행하고, 실착 테스트 후 설문 조사도 병행하여 정량적 정성적 테스트를 모두 진행하고 이를 바탕으로 결과를 도출하고자 한다. 연구결과: 평면적인 2D 내부 지지 구조 모델 4종과 입체적인 3D 내부 지지 구조 모델 4종에 대한 경도 측정 결과 양산형 EVA 인솔과 유사한 경도를 보여주는 것은 2D 내부 지지 구조 모델들이라는 것이 정량적 결과로 도출되었고, 또한 2D 내부 지지 구조 모델 중에서 기본적인 X형태의 지지구조가 출력하였을 때 인솔로서의 적합한 경도를 가지고 있었다. 또한 인솔의 기능성을 위한 위치별 경도에 있어서도 X형태의 지지구조가 인솔 생산에 적합함을 본 연구의 테스트 결과로 도출하였다. 그리고 웨어러블 제품인 만큼 제품 착용감 및 감성적 부분을 실착 테스트를 통하여 평가하고 경도와 착용감의 관계성을 연구 결과로 나타내었다. 결론: 본 연구는 신발 산업 현장에 있어 대형 생산라인을 갖추지 않은 소규모의 신발 생산 업체에서도 3D Printer를 활용한 TPU 소재 인솔을 제작하여 활용할 수 있도록 인솔 제작에 따른 내부 지지 구조 최적 생성에 대한 방안을 제시하였다. 이를 통하여 TPU 인솔 제작 가능성을 높이고 기존 EVA 인솔을 대체할 수 있는 방안의 일부를 제시한 것에 본 연구의 의의가 있다고 하겠다.
KW - 인솔, 열가소성 폴리우레탄, 지지 구조, 3D 프린터
DO - 10.21195/jidr.2018.17.2.003
UR - http://dx.doi.org/10.21195/jidr.2018.17.2.003
ER -

이시창 (2018). TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구. Journal of Integrated Design Research, 17( 2), 31- 42.

이시창 . 2018, “TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구”, Journal of Integrated Design Research, vol. 17, no. 2, pp. 31-42. Available from: doi:10.21195/jidr.2018.17.2.003

이시창 “TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구” Journal of Integrated Design Research 17.2 pp. 31-42 (2018): 31.

이시창 . TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구 Journal of Integrated Design Research [Internet]. 2018; 17( 2), : 31-42. Available from: doi:10.21195/jidr.2018.17.2.003

이시창 . “TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구” Journal of Integrated Design Research 17, no.2 (2018): 31-42. doi: 10.21195/jidr.2018.17.2.003

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TPU 소재를 활용한 소량 생산형 인솔의 내부 지지 구조에 관한 연구

Journal of Integrated Design Research

약어 : JIDR

2018, vol.17, no.2, pp.31 - 42

DOI : 10.21195/jidr.2018.17.2.003

발행기관 : 인제대학교 디자인연구소

연구분야 : 디자인

이시창¹

¹동의대학교

인용한 논문 수 : 2 서지 간략 보기

초록

연구배경: 전 세계 신발산업은 단순 노동집약적 산업에서 점점 고부가가치화 양상으로 변화하고 있고 신발 생산 또한 맞춤형, 소량 생산 체계로의 변신을 꾀하고 있는 현실에 있어서 대규모 생산라인 없이 소규모의 생산공장에서 3D 프린터로 양산할 수 있는 보편적 인솔의 개발은 필수적이다. 이에 본 연구에서 금형을 통해서만 제작되는 기존 EVA 인솔을 대체할 수 있는 TPU 소재 인솔을 양산화할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 연구방법: 정확한 형상의 인솔 모델링을 진행하기 위하여 1단계로 기존 EVA 인솔을 3D 스캐너를 통하여 스캔 받는다. 2단계로 스캔 받은 인솔 3D 데이터를 실제 모델링에 활용할 수 있도록 Design X 소프트웨어를 사용하여 역설계를 진행하고 3단계로 Rhino와 Solidworks 소프트웨어를 활용하여 인솔 내부 지지 구조 샘플 모델링을 진행하고 샘플 모델링은 2D 내부 지지 구조 4종과 3D 내부 지지 구조 모델링 4종으로 총 8종 진행한다. 마지막으로 8종의 모델링 데이터를 FDM(FFF) 3D 프린터를 통하여 TPU 소재로 출력한다. 출력된 샘플을 경도계를 사용하여 경도테스트를 진행하고, 실착 테스트 후 설문 조사도 병행하여 정량적 정성적 테스트를 모두 진행하고 이를 바탕으로 결과를 도출하고자 한다. 연구결과: 평면적인 2D 내부 지지 구조 모델 4종과 입체적인 3D 내부 지지 구조 모델 4종에 대한 경도 측정 결과 양산형 EVA 인솔과 유사한 경도를 보여주는 것은 2D 내부 지지 구조 모델들이라는 것이 정량적 결과로 도출되었고, 또한 2D 내부 지지 구조 모델 중에서 기본적인 X형태의 지지구조가 출력하였을 때 인솔로서의 적합한 경도를 가지고 있었다. 또한 인솔의 기능성을 위한 위치별 경도에 있어서도 X형태의 지지구조가 인솔 생산에 적합함을 본 연구의 테스트 결과로 도출하였다. 그리고 웨어러블 제품인 만큼 제품 착용감 및 감성적 부분을 실착 테스트를 통하여 평가하고 경도와 착용감의 관계성을 연구 결과로 나타내었다. 결론: 본 연구는 신발 산업 현장에 있어 대형 생산라인을 갖추지 않은 소규모의 신발 생산 업체에서도 3D Printer를 활용한 TPU 소재 인솔을 제작하여 활용할 수 있도록 인솔 제작에 따른 내부 지지 구조 최적 생성에 대한 방안을 제시하였다. 이를 통하여 TPU 인솔 제작 가능성을 높이고 기존 EVA 인솔을 대체할 수 있는 방안의 일부를 제시한 것에 본 연구의 의의가 있다고 하겠다.

키워드

인솔, 열가소성 폴리우레탄, 지지 구조, 3D 프린터

참고문헌(14)

[학위논문] 김성익 / 2015 / 3D프린팅 기술을 활용한 디자인 비즈니스 모델 개발에 관한 연구
[학위논문] 김정현 / 2015 / 3D 프린터를 활용한 맞춤형 라운드토 중창 디자인을 위한 발측정 도구와 모델링 프로세스 제안
[단행본] 박광철 / 2018 / 스마트신발디자인 및 실습 / 도서출판 지누
[인터넷자료] 박수연 / 하이비젼시스템 - 산업용 3D프린터로 시장 공략
[인터넷자료] 서영진 / 생체역학적 성능평가지원
[단행본] 이경태 / 2000 / 당뇨병성 족부질환 / 최신의학서
[단행본] 이종철 / 2007 / 신발재료학 / 도서출판 글로벌
[학위논문] 이주성 / 2016 / Optimal Generation of Inner Support Structure for FDM Type 3D Printer
[인터넷자료] 제드시스템 / Boost Insole 부스트 인솔 TPU 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머 인솔 기능성깔창 특수스포츠 깔창
[인터넷자료] 조규남 / ‘맞춤형 3D 프린트 신발’ 제작
[학위논문] 조창익 / 2004 / 소재 특성 이해를 위한 족저압력 측정에 관한 연구 : 신발 인솔 소재를 중심으로
[인터넷자료] 피츠인솔 / Insole 종류
[인터넷자료] Adidas Korea / Create with miadidas
[인터넷자료] Sean Rohringer / 3D Printer Filament Guide 2018-The Top 25 Types