3D 프린팅을 활용한 유기적 형태의 아트웨어 연구

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(1)투고일_2019.10.10. 심사기간_2019.11.01-14. 게재확정일_2019.12.02. 3D 프린팅을 활용한 유기적 형태의 아트웨어 연구 A Study of Artwear in Organic Form Using 3D Printing 제갈유광_단국대학교 대학원 석박사과정 / 윤지영(공동저자)_단국대학교 패션산업디자인과 초빙교수 / 김현주(교신저자)_단국대학교 패 션산업디자인과 부교수 Jae Gal, You Kwang_Graduate School of Dankook University / Youn, Ji Young(Co author)_Fashion & Merchandise Design, Dankook University / Kim, Hyun Joo(Corresponding author)_Fashion & Merchandise Design, Dankook University. 차례. 1. 서론 2. 3D 프린팅의 개념과 정의 3. 3D 프린팅의 출력방식별 기술 특성 4. 3D 프린팅 출력방식에 따른 아트웨어의 조형적 특성 5. 3D 프린팅 소재에 따른 아트웨어의 조형적 특성 6. 3D 프린팅을 활용한 아트웨어 작품 디자인 및 제작 7. 결론 참고문헌.

(2) 3D 프린팅을 활용한 유기적 형태의 아트웨어 연구 A Study of Artwear in Organic Form Using 3D Printing 제갈유광_단국대학교 대학원 석박사과정 / 윤지영(공동저자)_단국대학교 패션산업디자인과 초빙교수 / 김현주(교신저자)_단국대학교 패션산업디자인과 부교수 Jae Gal, You Kwang_Graduate School of Dankook University / Youn, Ji Young(Co author)_Fashion & Merchandise Design, Dankook University / Kim, Hyun Joo(Corresponding author)_Fashion & Merchandise Design, Dankook University. 요약 중심어 3D 프린팅 아트웨어 유기적 형태. ABSTRACT Keyword 3D printing Artwear Organic Forms. 3D 프린터 기술이 출현하면서 현재의 아트웨어 시장은 큰 변화를 맞이하게 되었다. 기존의 방식으로 작업된 아 트웨어 작업물은 표현의 조형적 한계성이 존재했으나, 3D 프린팅의 보급으로 인해 수공예로 작업하기 어려웠던 정교한 실루엣을 비교적 쉽게 실물로 제작 가능하게 되었다. 3D 프린팅의 도래는 작가의 의도를 그대로 살릴 수 있다는 점에서 아트웨어 제작기법의 혁명이라 할 수 있다. 이에 본 연구는 현존하는 3D 프린팅의 기술과 현 시점에서의 기술적 방법론의 한계점을 파악하여 앞으로의 3D 아트웨어의 조형적 방향성을 대체 할 수 있으며 이를 응용한 아트웨어 디자인 제시에 그 목적이 있다. 연구방법은 먼저 3D 프린팅의 정의와 기술 특성에 관한 개념 정립을 기반으로 출력방식 및 소재에 따른 3D 프 린팅 기반의 아트웨어 작품 제작을 진행하였다. 이론적 고찰은 3D 프린팅 관련 단행본, 학위논문, 학술연구지, 전자자료 등의 자료 수집을 통한 문헌과 사례조사를 통해 본 연구 수행의 타당성을 검토하였다. 작품 제작 결과 는 3D 프린팅의 출력방식과 소재를 활용한 총 2벌의 아트웨어를 실물 제작하였다. 본 연구를 통해 첫째, 3D 프린팅 출력방식에 따른 아트웨어의 조형적 특성이 달라질 수 있음을 확인할 수 있었고, 둘째, 3D 프린팅 소재 에 따른 아트웨어의 조형적 특성이 각각 분명한 점을 알 수 있었다. 셋째, 기존의 3D 프린팅을 활용한 작품들 은 3D 프린터 크기로 인해 아트웨어의 형태적 특징이 제한되었으나 본 연구에서는 유기적인 곡선의 표현에 제 한이 없는 3D프린터의 장점을 극대화한 실용적 개선의 방법론을 제시하였다. 이는 유기적인 표현에 집중하는 것으로 출력된 각각의 형태들을 하나의 유기적인 형태로 연결하고 무한히 확장하여 아트웨어 작품으로 표현하 였다. 본 연구를 통해 진보하는 3D 프린팅 기술이 인간의 예술적 사유를 보다 더 효과적으로 표현할 수 있는 수단으로 다양하게 전개될 수 있음을 확인한바. 이는 향후 발전 가능한 유의미한 아트웨어 연구방법이 될 것이 라 기대한다. With the advent of 3D printer technology, the current artware market is facing a major shift. Artwear created using conventional methods had formative limitations in terms of expression, but due to the supply of 3D printing, it has become relatively easier to turn elaborate shapes or silhouettes into real products, which had been difficult to do by hand. The introduction of 3D printing is a revolution of artwear production technique in that it can fully convey the artist’s intentions. Accordingly, the objectives of this study are to determine the limitations of the existing 3D printing technology and technological methodologies at this point, and to present artwear designs that can replace the formative direction of 3D artwear in the future. We began by first defining 3D printing and establishing the concepts of its technological features. For theoretical review, we conducted a literature review and case study by collecting data related to 3D printing such as books, theses, scientific journals, and electronic data to review the validity of this study. We then created 3D printed artwear using various printing methods and materials a total of two pieces of artwear were made, effectively expressing organic curves. The study led to the following results. First, we could determine that the formative characteristics of artwear may vary depending on the 3D printing method. Second, the formative characteristics of artwear were clear and apparent depending on the 3D printing material. Third, the pieces that had been made using 3D printing had somewhat limited morphological characteristics in terms of artwear due to the size of the 3D printer. However, this study presents a methodology for practical improvement so that the benefits of the 3D printer could be maximized without limitations in expressing various forms of organic curves. This method focuses on organic expression, connecting and infinitely expanding each printed form into a single organic shape, thereby expressing it as artwear. The study proved that the 3D printing technology in progress can be developed more diversely as a means of expression in order to more effectively convey the artistic thoughts of human beings. this is expected to be a significant artwear research method with potential for future development.. 474.

(3) 1. 서론 최근 4차 산업혁명을 기점으로 전 분야의 업종에 걸쳐 3D 프린팅을 활용하고자 하는 움직임과 이에 따른 연구가 왕성하게 진행되고 있다. 현재 패션산업에서도 3D 프린팅을 활용한 다양한 시도들이 끊임없이 나타나고 있다. 이와 같은 동향으로 3D 프린팅의 대표적인 업체인 스트라 타시스(Stratasys), 3D 시스템즈(3D Systems), 머터리얼라이즈(Materialise) 등 유수의 글 로벌 3D 프린팅 업체와 디자이너와의 협업으로 혁신적이고 실험적인 아트웨어 작품들이 탄생 하고 있다. 특히, 머터리얼라이즈와 함께 협업한 디자이너 아이리스 반헤르펜(Iris Van Herpen)의 2010년 ‘Crystallization' 컬렉션은 세계적으로 큰 반향을 일으켰고, 이로 인해 3D 프린터를 활용한 아트웨어 디자인이 보다 더 확장되기 시작한 계기가 되었다. 이러한 경향을 비추어 최근 4년간 패션분야에서의 3D 프린팅 선행연구들을 살펴보면 아래의 <표 1>과 같다. <표 1> 최근 4년간 패션분야에서의 3D 프린팅 선행연구. 연구구분 출력방식별 주제 활용. 저자, 제목, 연도 - [3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구] 2016, 박수연, 유영선 - [패션 산업 내 3D 프린팅 사용 현황 및 패션디자인과 내의 활용방안] 2016, 정화연 - [기계 미학적 관점에서 살펴본 3D 프린팅 패션의 조형적 특성]. 특정 주제 활용. 2015, 김영삼, 이진아, 김장현, 전여선 - [보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발] 2017, 천재훈 - [패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구] 2016, 김효숙, 강인애. 연구구분은 크게 출력 방식을 주제로 활용하거나 특정 주제를 활용한 연구가 주로 진행되고 있음을 알 수 있었다. 그러나 3D 프린팅을 활용하여 유기적 개념을 적용한 연구는 미비한 실정이며, 특히 조형성을 활용한 유기적 표현방식에 관한 연구는 전무한 상황이다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅을 활용한 유기적 형태의 조형성과 표현방식의 틀을 마련하고자 한다. 따라서 3D 프린팅 아트웨어가 본격적으로 시작된 2010년부터 지금까지의 3D 프린팅 기법을 활용한 아트웨어에 대한 선행연구를 바탕으로 현 시점에서의 기술적 방법과 한계에 대해 파악 하고자 한다. 이를 통해 3D 프린팅의 실용적 개선 방안을 제시하고, 출력방식 및 소재에 따른 3D 프린팅 기반의 아트웨어 작품 제작을 진행함으로써 앞으로의 3D 아트웨어의 발전적인 조형적 방향성을 제시함에 그 목적이 있다. 본 연구의 방법은 3D 프린팅의 정의와 기술 특성에 관한 이론적 고찰을 통한 개념 정립을 바탕으로 실용적 개선 방법의 3D 프린팅 기반의 아트웨어 작품을 제작하는 것이다. 먼저 3D 프린팅과 관련한 이공 분야의 기술관련 선행 연구 및 단행본과 본 연구의 참고문헌에 링크되어 있는 사이트를 중심으로 3D 프린팅의 개념과 정의 및 해당 기술을 중점적으로 살펴보았다. 다음으로 3D 프린터와 관련한 트렌드 정보지와(Metal AM, 3ders, TCT megazine, 3D Grenzenlos, 3Druck) 연관 웹사이트(Dazeen.com, 3dprintingindustry.com, 3ders.org)들을 중심으로 2010년 이후에 나타난 3D 프린팅 기반의 아트웨어의 사례를 조사하였다.1) 특히 본 연구에서는 최근 9년간 발표된 3D프린팅을 활용한 아트웨어 작품들을 대상으로 3D 프린팅 출력방식에 따른 의상 디자인과 표현 방식 및 그로 인한 조형적 특성을 분석하였다. 상기의 조사 분석 결과를 토대로 3D 프린팅에 대한 실용적 개선론을 더한 유기적 형태의 디자인을 활용한 아트웨어를 제안하고자 한다.. 1) MetalAM, 3ders, TCTmegazine, 3DGrenzenlos, 3Druck,. Retrieved from https://3dprintingindustry.com, https://www.dezeen.com,. https://www.3ders.org/ (검색일: 2019. 4.29~5.20) 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 475.

(4) 2. 3D 프린팅의 개념과 정의 3D 프린팅은 소프트웨어로 제작된 가상의 3차원 설계도를 바탕으로 액체나 분말, 고체(필라 멘트(Filament), 와이어(Wire), 펠릿(Pellet))의 물질을 한 층씩 쌓아 올려 3차원 형태의 제품 을 제작하는 기술로 적층 제조(AM: Additive Manufacturing)를 의미한다.2) 적층 방식을 제외 한 제작 방법은 용융 적층식(Fused Deposition type), 분사식(Drop on Demand/ Binder Jetting type), 경화식(Stereo Lithography Apparatus type), 소결식(Eletron Beam Melting type) 등으로 다양한 제작 방식을 가지고 있다. 즉 이러한 제작 방법을 통하여 2차원의 형태로 이루어진 이미지나 도면을 스캔하여 디지털화 한 후 프린트 기술을 통하여 3차원의 입체물을 제작하는 것이다3) 3D 프린팅 기술의 시초는 1980년 4월, 히데오 코다마(秀男小玉)가 광경화성 수지에 적외선 을 쬐어 조형하는 기술을 특허 출원하고, 그 이듬해에 기능성 포토폴리머(photopolymer) RP(Rapid Prototyping) 시스템에 관한 실험결과를 학회지에 발표한 것이 시초이다. 현재 3D 시스템즈(3D Systems)의 공동창립자이자 최고 기술책임자를 맡고 있는 찰스 훌(Charles W. Hull)이 1986년 조형에 의한 3차원 물체의 제조 장치를 개발하고, 2년 후 1988년에 세계 최초 의 3D 프린터 SLA-250을 출시하면서4) 프린팅 기술이 본격적으로 개발되기 시작하였다5). 초기의 3D 프린터는 고가의 장비와 높은 유지보수 비용으로 인하여 해당 비용을 감당할 수 있는 일부 산업분야(의료, 항공, 건축)에서만 대량생산 전의 프로토 타입 제작의 용도로 주로 사용되었다6). 이렇듯 3D 프린팅 기술은 30 여년의 역사를 갖고 있지만 특허로 인한 기술 접근의 한계와 3D라는 또 다른 전문 분야로 인해 접근성이 제한적이었다.7) 하지만 2009년 스트라시스사가 보유하고 있던 수지압출 적층방식 FDM(Fused Deposition Modeling)의 특허 권이 만료되면서 저가형 3D 프린터의 생산이 활발해지는 계기가 마련되었다.8) 또한 2005년 아드리안 보이어(Adrian Bower) 교수에 의해 시작된 오픈소스 프로젝트(RepRap: replicating rapid prototype)를 통해 중요 기술이 공개되고 이와 때를 같이하여 특허들도 만료되기 시작하 면서 3D 프린팅이 대중 속으로 들어오는 계기가 되었고 이를 통해 대중적인 인식도 달라지게 되었다.9) 3D 프린팅 기술의 장점은 첫째, 낮은 제품 제작 진입장벽으로 인하여 프로토 타입 제작이 용이 하다는 점, 둘째, 비용 감소와 함께 시간 또한 단축이 가능하다는 점, 셋째, 기존에 표현하 기 어려운 다양한 제품이 현실적으로 제작 가능하기 때문에 창작자의 아이디어를 제한 없이 구현 가능한 점, 넷째, 재료 낭비를 최소화 시킬 수 있다는 점 등을 들 수 있다. 반면 현재까지 3D 프린팅 기술의 한계점은 첫째, 현재까지 작업 속도가 기술의 발전에 비해 매우 느리다는 점, 둘째, 프린팅의 치수 정밀도에 따라 작업물의 표면 공정과정이 필요하다는 점, 셋째, 플라 스틱, 금속, 고무, 종이, 왁스 등 다양한 3D 프린팅의 잉크가 되는 필라멘트 소재가 출시되었음 에도 불구하고, 현재까지의 기술의 한계로 재료를 제대로 활용을 할 수 없다는 점, 넷째, 크기 의 제한을 따르지 않는 대형물 출력이 가능한 고가 장비를 제외하면 보통의 3D 프린팅은 출력 크기의 제한이 필연적으로 따른다는 점 등을 들 수 있다10). 이러한 한계점에도 불구하고 3D 프린팅 기술로만 작업물의 형태를 자유로이 구현 할 수 있으며11) 숙련된 기술 없이도 누구나 2) 이해순, 위광철, ⌜Restoration of earthenware & porcelain cultural assets using 3D printing⌟, Journal of Conservation Science, 2015, pp.131-145 3) 김영삼, 이진아, 김장현, 전여선, ⌜Formative characteristics of 3D printing fashion from the perspective of mechanic aesthetic⌟, Journal of the Costume Culture, 2015, pp.294-309 4) 노수황, ⌜3D printer practical use guide book⌟, 메카피아, 2014, pp.1-10 5) 천재훈, ⌜보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발⌟, 한국의류섬유학회지, 2017, pp.468-486 6) 박수연, 유영선, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 7) 정화연, ⌜패션 산업 내 3D 프린팅 사용 현황 및 패션디자인과 내의 활용방안⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.245-260 8) 박수연, 유영선, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 9) 정화연, ⌜패션 산업 내 3D 프린팅 사용 현황 및 패션디자인과 내의 활용방안⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.245-260 10) 이기훈, 장수영, 이소영, 서민호, ⌜세상을 변화시키는 새로운 혁명: 3D 프린터 A to Z⌟, 인투북스, 2014 11) John hornick, ⌜3D printing will rock the world 2015⌟, North Charleston, SCCreatespace Independent Publishing Platform, 2015 476.

(5) 손쉽게 사용과 표현이 가능하다는 장점에 의해 기존의 절삭가공 방식인 CNC(Computer Numerical Control)에 보다 적층가공 방식인 3D 프린팅 기술이 더 다양한 분야에 적용되어 시도되고 있다12). 그 결과 예술과 디자인 영역은 물론이고 의료 및 산업을 포함한 다양한 분야에서 3D 프린팅이 광범위하게 활용되고 있으며, 이러한 맥락에 따라 시장조사 기관인 주니퍼 리서치13)(Juniper research)에서는 3D 프린터와 적용 재료의 판매 규모가 2014년 7,500 만 달러에서 2018년에는 12억 달러까지 성장할 것이라고 예측하고 있다.14) 이에 2016 년 1월 세계 경제 포럼(World Economic Forum)에서는 제 4차 산업혁명에서 가장 주도적인 흐름을 지닐 세계 6대 기술 중 하나에 3D 프린팅 기술이 선정되었다. 또한 2016년에 발행한 3D printing Korea 매거진은 3D printing hot issue top 9의 주제에서 2016년을 기점으로 3D 프린팅이 2022년에 본격적으로 활성화 되면서 2024년에는 건강과 복지 관련, 2025년에는 소비재 관련 제조 기술의 혁신을 가져오게 될 것이라고 전망하였다15). 최근 들어 3D 프린터의 기술적 진보가 두드러졌는데 매년 3D 프린터의 소식을 알려주는 행사인 2018년 TCT 코리 아16)에서 발표한 3D 프린팅의 기술 동향에 따르면 레어링이 없는 연속 출력 방식으로 생산성 을 보증 할 수 있다고 한다. 3D 시스템즈에서 개발한 모듈형 방식으로 출력 할 수 있는 Figure4 제품이 등장했으며, 한국트럼프(Trumfp)에서 발표한 TruPrint100은 레이져 하나를 더 추가 해 멀티 레이져로 출력 가능하며 동일한 시간에 최대 80%로 더 많은 출력물을 프린팅 할 수 있는 제품을 선보였다. 또한 이 제품은 부분적으로 동시에 분말 코팅 및 레이져 스캐닝을 조정함으로써 더 빨라진 프로세스 속도로 비생산 시간을 최소로 줄여 줄 수 있다. 이와 같은 기술 발전에 따라 3D 프린팅 산업의 미래에 대한 전망과 타 산업의 영향력에 대한 기대는 매우 크다고 할 수 있다17).. 3. 3D 프린팅의 출력방식별 기술 특성 3D 프린터는 그 작동 원리에 따라 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), 혹은 Polyjet(Multijet Modeling), SLA(Stereolithography), Polyjet(Multijet Modeling), 3DP(Three Dimensional Printing), LOM (Laminated Object Manufacturing), SLS(Selective Laser Sintering) 등 매우 다양한 종류가 있다. 그 중 재료 측면에서 볼 때 각각 고체, 액체, 분말을 기반으로 프린팅 하는 대표적인 출력 방식은 FDM, SLS 및 SLA로 나눌 수 있다.18) Technological Engineering Institute에서 정리한 3D 프린터의 기법·재료에 따른 각각의 작동 원리는 다음과 같다. 첫째, FDM은 수지압출 적층 방식으로 고체 기반의 필라멘트를 이용하여 출력하며, 주로 쓰이는 필라멘트 재질에는 ABS, PLA, TPU, 브론즈, 우드, 나일론, 석재 등이 있다19). ABS는 플라스틱 제품 제조에 주로 사용되는 재료로 단단하 지만 수축성을 가지고 있어 조형물의 크기가 크거나 조형물의 형상에 따라 휘는 현상이 발생할 수도 있다. PLA는 옥수수와 사탕수수를 원료로 만들어진 친환경 소재라 일컬어지며, ABS에 비해 강도가 약하지만 균열, 수축, 휘는 현상이 적다20). TPU는 열가소성 폴리우레탄 (Thermoplastic Poly Urethane) 계열의 소재로써, 유연감과 만졌을 때의 촉감이 우수하며, 내구성과 복원력이 우수한 플렉시블(flexible) 필라멘트이다. 둘째, SLS는 레이저를 이용한 소결 적층 방식으로 분말(파우더) 기반의 3D 프린팅 방식을 말한다21). 셋째, SLA는 찰스 12) 천재훈, ⌜보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발⌟, 한국의류섬유학회지, 2017, pp.468-486 13) Juniper research, Retrieved from https://www.juniperresearch.com/press-release/3d-prin ting-pr1 14) Nitin Bhas, ⌜3D Printers for home-use to exceed 1 million unit sales globally by 2018⌟, Juniper research, Retrieved from https://www.juniperresearch.com/press-release/3d-prin ting-pr1 15) 이노성, ⌜3D printing hot issue top 9⌟, 3D프린팅 코리아, 2016, p.35 16) MFG, ⌜창원에 펼쳐진 3D 프린팅 최신 기술⌟, (주) 엠에프지아이앤씨, 2018, pp.70-73 17) 박수연, 유영선, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 18) 천재훈, ⌜보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발⌟, 한국의류섬유학회지, 2017, pp.468-486 19) Ibid 20) Technological Engineering Institute, ⌜재미있는 3D 프린 터와 3D 스캐너의 세계: 창의 메이커스와 창업을 위한 3D 프린 팅 지침서⌟, 엔지니어북스, 2015 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 477.

(6) 훌(Charles W. Hull)에 의해 개발되어 상용화 된 최초의 3D 프린팅 방식으로 레이저빔을 사용 하는 광경화 적층 방식이다. 빛에 민감하게 반응하는 광경화성 수지가 들어 있는 수조에 자외 선 레이저를 투사하여 한 층씩 경화시켜 형태를 만드는 액체 기반의 제조 방식이다22). <표 2>는 3D 프린터 조형 방식에 의한 세 가지 분류의 특징을 정리한 것이다23). <표 2> 출력 방식별 기술원리 (출처:en.rapidprototyping.nl 표의 내용을 연구자가 재구성). 출력방식 FDM (Fused Deposition Modeling) SLS (Selective Laser Sintering) SLA (Stereolithography Apparatus). 도표 이미지. 기술원리 고광경 화성 액상 수지를 함유 한 탱크에서 고밀도 UV 레이저가 투영되 고 고화되는 방법. 모래, 금속, 세라믹 등의 미분을 재료로 하여 레이저로 가열 및 접착 하는 라미네트 방법. 고광경 화성 액상 수지를 함유 한 탱크에서 고밀도 UV 레이저가 투영되 고 고화되는 방법.. 4. 3D 프린팅 출력방식에 따른 아트웨어의 조형적 특성 4.1. FDM FDM 방식은 주로 소형 데스크 탑 프린터에 적용되는 방식으로 의류 제작 시에는 수많은 패턴 조각들을 출력하여 연결해야 하므로 제작 시간이 많이 들고 표면이 거칠고 투박하게 출력되므 로 의류보다는 주로 층이 두껍고 유연성이 필요하지 않은 소품들에 사용된다.24) 하지만 이러 한 단점에도 접근성이 쉽고 가격경쟁력 또한 우수하기에 아트웨어 영역 속에서 FDM을 활용한 다양한 아트웨어 작품들이 존재한다. 대표적인 사례로 뉴욕의 디자이너 프란시스 비톤티(Francis Bitonti)는 프랫(Pratt)에서 개최 된 3주간의 워크숍에서 메이커봇(MakerBot)이 만든 3D 프린터인 리플리케이터 2(Replicator 2)를 통해 PLA 및 플렉시블 필라멘트를 사용하여 ‘베를랑 드레스(Verlan Dress)’를 제작하였 다<그림 1>25). 이 드레스는 59개의 3D 출력물로 구성되어 있는데, 골격 부분 20개는 PLA <그림 1> Verlan Dress (https://www.dezeen.com). 필라멘트로 보다 역동적인 근육 부분 39개는 플렉시블 필라멘트로 제작하였으며, 총 출력 시 간은 약 400시간이다26). 메이커봇의 플렉시블 필라멘트는 PLA보다 유연한 폴리에스테르 기 반 필라멘트로 스트레칭과 수축이 필요한 부분을 신체의 움직임에 맞게 구성하는 데 이상적인 재료로 플렉시블 필라멘트로 출력된 부분들은 가죽 끈과 플라스틱 단추로 고정하였고, 각 조각 들은 록타이트(loctite)를 사용해 접착하였으며 조립 시간은 약 24시간 소요되었다27). 4.2 SLS SLS 방식은 표면처리가 매우 섬세하고 정교하여 다양한 구조를 가진 3D 텍스타일을 제작하는 데 사용되며, 부드러운 촉감과 움직임에도 형태를 유지할 수 있는 탄성이 있어 인체 공학적 의류 소재로 사용될 수 있다.28) 다만 3D 프린터의 출력방식 중 가장 경제적인 FDM에 비해 시간대비 높은 비용이 지불되므로 대중적인 영역인 부분에선 FDM에 비해 활용도가 낮다. SLS 출력 방식의 한 예로 아이리스 반헤르펜(Iris van Herpen)은 2010년부터 3D 프린팅 기술. 21) 천재훈, ⌜보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발⌟, 한국의류섬유학회지, 2017, pp.468-486 22) Ibid 23) 박수연, 유영선, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 24) 김효숙, 강인애, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.125-143 25) 천재훈, ⌜보급형 3D 프린터를 활용한 착용형 패션 프로토타입 개발⌟, 한국의류섬유학회지, 2017, pp.468-486 26) Ibid 27) MakerBot Verlan Dress from New Skins with Francis Bitonti Studio Thingiverse 2013 September6Retrieved January 9, 2016, from http://www.thingiverse.com/thing:146293 28) 김효숙, 강인애, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.125-143 478.

(7) 을 활용하기 시작하면서, 2011년 아티스트 다니엘 위드리그(Daniel Widrig), 2012년에는 건 축가 줄리아 코너(Julia Koerner), 네리 옥스만(Neri Oxman) 등 매 컬렉션에서 3D 프린팅 디자인을 구현하는 최고의 전문가들과 함께 콜라보레이션하여 구조적이고 예술적인 디자인의 완성도를 높일 수 있었다29). 또한 그녀(Iris van Herpen)는 2010년 ‘Crystallization’ 컬렉션 에서 아티스트 다니엘 위드리그(Daniel Widrig)와 머터리얼라이스(Materialise)사와 공동 작 업을 통해 액체의 움직임을 예술적으로 표현한 의상을 선보였다<그림 2>. 디지털 기술과 창 의적인 디자인 결합이라고 볼 수 있는 이 작품의 레이어드 된 조각들과 고리 모양의 형태는 폴리아미드(Polyamide)소재를 이용하여 SLS 방식으로 섬세하게 출력되었다30). <그림 2> Crystallization (https://www.irisvanherpen. com). 4.3. SLA SLA 방식은 수축과 변형이 일어나기 쉬우며 원료나 색상 표현에 한계가 있고 완성된 제품은 무겁고 딱딱한 편이라 실용적인 의류나 패션 소품에 사용이 제한적이다31). 또한 공정가격은 FDM보다 높지만 출력강도는 FDM보다 낮아 가격대비 시장경쟁력이 없음을 <표 3>, <표 4>에서 확인할 수 있다. 다음의 <표 3>는 출력방식에 따른 조형성 및 시장경쟁력 특징을 정리한 표이다. <표 3> 출력 방식별에 따른 조형성 및 시장경쟁력 특징 (김효숙, 강인애, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟ 표의 내용을 연구자가 재구성). 출력방식. 대표 조형방식. 정밀도. 표면조도. 강도. 제작속도. 장비가격. 하. 하. 상. 하. 하. 중. 상. 상. 중. 상. 상. 상. 중. 중. 중. FDM. 수지압출 적층박식. 레이져소결적층방식. (Fused Deposition Modeling) SLS (Selective Laser Sintering). 광경화 적층방식. SLA (Stereolithography Apparatus). 다음의 <표 4>는 3D 프린팅 출력방식별 장단점을 정리한 표이다. <표 4> 출력 방식별 장단점 (정화연, ⌜패션 산업 내 3D 프린팅 사용 현황 및 패션디자인과 내의 활용방안⌟ 표의 내용을 연구자가 재구성). 구분 FDM (Fused Deposition Modeling) SLS (Selective Laser Sintering) SLA (Stereolithography Apparatus). 장단점 특징 고체 기반의 FDM 방식은 작은 조각들을 출력하여 연결해야 하므로 시간이 많 이 소요됨. 그러나 장력이 우수하며 시간대비 가격경쟁력이 매우 우수하여 대중 적으로 많이 알려져 있다. 분말기반의 SLS 방식이 아이리스 반헤르펜 덕분에 널리 활용되고 있지만, 출력 방식 중에 가장 고가의 비용이 들어감으로 대중성이 떨어지는 단점이 있다. 액체 기반의 SLA 방식은 형태 고정성은 우수하나 유연성이 없고 충격에 약한 편이 라 의상 제작에는 제한적이며, 장력은 FDM 보다 떨어진다.. <그림 3> Magnetic Motion. 이와 같은 단점 사항과 제한점이 분명함에도 아이리스 반헤르펜(Iris Van Herpen)은 의상의. (http://www.3dprinting.com). 디자인에 따라 SLA 출력방식을 포함한 3D프린팅의 출력방식이나 재료를 적재적소에 활용한 것으로 잘 알려져 있다. 그는 2015 S/S에서 실리콘, 플렉시 글라스(Plexi Glass) 소재로 얼음 조각의 단단한 형태를 가진 물성을 활용하여 <그림 3>과 같이 인체 실루엣을 따라 유기적 공간을 형성하여 부드럽게 연출된 실루엣과 반짝이는 크리스털의 세밀한 디테일을 표현하였 다32). 29) 박수연, 유영선a, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 30) 박수연, 유영선b, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 31) 김효숙, 강인애, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.125-143 32) 김영삼, 이진아, 김장현, 전여선, ⌜Formative characteristics of 3D printing fashion from the perspective of mechanic aesthetic 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 479.

(8) 5. 3D 프린팅 소재에 따른 아트웨어의 조형적 특성 5.1. PA(Polyamid) PA, 폴리아미드(polyamid)는 흔히 나일론(nylon)이란 명칭으로 불린다. 강도와 탄성, 레질 리언스 등이 우수하고 열가소성이 좋아 형태 고정력이 뛰어나다. 부드럽고 광택이 풍부하여 산업용 부자재 및 특수 첨단 소재로 광범위하게 사용되고 있다. 또한 광택 및 염색 가공 등의 후 처리에도 강한 편이며, 가볍고 단단하면서도 유연성을 갖고 있다. 그러나 수분을 흡수하는 경향이 있기 때문에 치수 안정성이 떨어지는 단점이 있다. <그림 4> Dita Von Teesegown. 2013년 건축가 프랜시스 비톤티(Francis Bitonti)는 디자이너 미카엘슈미트(Michael. (http://www.adweek.com). Schmidt)와 쉐이프웨이즈(Shapeways)사와 협업하여 ‘디타 본 티즈 가운(Dita Von Teese gown)’으로 불리는 3D 프린팅 드레스를 발표하였다<그림 4>. 이 드레스는 분말 형태의 강화 나일론 소재로 만들어졌으며 서로 다른 3000여개의 관절로 제작되고 드레스의 움직임을 주기 위해 나선형 구조와 그물 구조로 디자인되었다. 총 17개의 조각으로 출력된 후 몸에 맞게 조립 되었으며 12,000개 이상의 크리스탈로 장식되었다33). 5.2. PLA(Poly Lactic Acid) PLA는 옥수수와 사탕수수 원료로 만들어진 재생 가능한 친환경 바이오 소재로 ‘녹색 플라스 틱’이라고 불린다. 또한 토양에서 30일 이상 방치할 경우 90% 이상 분해되며 소각 처리할 경우에도 잔여물이 거의 남지 않는다. 또한 녹은 뒤 식어서 다시 굳을 때까지 시간이 오래 걸리므로 수축이 거의 일어나지 않고 강도가 비교적 강한 편이다. 그러나 녹는 온도가 상대적 으로 낮아 열에 의해 변형되기 쉬우며 생분해성 물질로 실외에 장시간 노출되면 파손된다. 따라서 친환경 소재라는 장점이 있어 의류용 소재로 적합하지만 화기 근처의 열기에도 쉽게 변형이 가능하므로 화기가 없는 환경을 제공한다면 변형 가능성이 없음을 알 수 있다34).. <그림 5> In Bloom Dress. 2014년 뉴욕 3D 프린트 쇼에서 XYZ 워크샵(XYZ Workshop)은 기하학적인 꽃무늬를 형상화. (http://www.xyzworksho. 하여 마치 레이스 처럼 얇고 부드러운 느낌의 ‘인 블룸 드레스(In Bloom Dress)’를 발표하였다. p.com/inbloom). <그림 5>. 이 드레스는 3D 프린터 제조사인 얼티메이커(Ultimaker)사와 협업으로 플렉시블 (flexible) PLA 필라멘트를 사용하여 0.2-0.4mm의 두께로 얇게 출력된 191개의 조각으로 만들어졌다. 약 200mm×200mm 사이즈의 소형 데스크 탑 프린터로 제작되었으며 FDM 방식 을 채택하였다. 두께가 비교적 얇음에도 불구하고 PLA 소재의 강도가 비교적 높아 부서질 염려가 없다. 100% 3D 프린터로 출력되었으며, 약 213cm 길이로 출력시간은 450시간 25분 이 소요되었다35). 5.3. TPU(Thermoplastic Polyurethane) TPU는 열가소성 폴리우레탄 소재로 플라스틱의 내구성과 고무의 유연성을 모두 갖고 있다. 휘거나 구부려도 잘 부러지지 않고 원래 형태를 복원하며 쉽게 늘어나거나 찢어지지 않는 특성 이 있다. 재활용이 가능한 친환경 소재로 탄성 회복률과 내마모성이 우수하여 유선형의 곡선 형태를 유지하고 자유로운 움직임을 확보해야 하는 의류소재로 적합하다고 볼 수 있지만 내열 노화성이 떨어지며 촉열성 경향이 있다는 단점이 있다. 특히 벨기에의 머티리얼라이즈(Materialise)사에서 개발된 TPU 92A-1 소재는 가벼우면서 도 완벽한 유연성을 가지고 있어 현재까지 개발된 3D 프린팅 소재 중에서 의류용으로 가장 적합한 소재로 평가받고 있다. 디자이너 아노크 위프레치(Anouk Wipprecht)는 2013년 프랑. <그림 6> Smoke dress (http://www.anoukwippre. 크루르루트 인터내셔널 모토쇼의 런웨이에서 머티리얼라이즈사의 TPU 92A-1 소재를 이용. cht.nl). 해 만든 ‘스모크 드레스(Smoke Dress)’를 제작 발표했다<그림 6>. 부드럽고 유연한 TPU소. ⌟, Journal of the Costume Culture, 2015, pp.294-309 33) 김효숙, 강인애a, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.125-143 34) Ibid 35) 김효숙, 강인애a, ⌜패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구⌟, 한국의상디자인학회지, 2016, pp.125-143 480.

(9) 재와 530g의 스모크 시스템 센서가 어우러져 미래적인 느낌을 강조하였다36). 다음 <표 5>는 3D 프린팅 적용 소재의 특징과 장단점을 정리한 표이다37). <표 5> 3D 프린팅 소재별 특징 (박수연,유영선.⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟ 표의 내용을 연구자가 재구성). 유형. 주요 특징 및 장단점. PA. -레이저 빔에 의해 분말 형태가 녹는 방식. (Polyamide). -수분을 흡수 하는 경향이 있어 치수 안정성이 떨어짐. 출력 방식. 녹는 온도. SLS. 200~320℃. FDM. 180~230℃. SLS. 220~300℃. -ABS보다 층별 사이로 우수한 그립. -옥수수와 사탕수수 원료로 만들어진 재생 가능한 친환경 바이오 PLA (PolyLactic Acid). 소재로 ‘녹색 플라스틱’이라고 불림 -토양에서 30일 이상 방치할 경우 90% 이상 분해되며 소각 처리 할 경우에도 잔여물이 거의 남지 않는다. 또한 녹은 뒤 식어서 다 시 굳을 때까지 시간이 오래 걸리므로 수축이 거의 일어나지 않고 강도가 비교적 강한 편. TPU (Thermoplastic poiy urethane). -내열 노화성이 떨어짐 -촉열성의 경향이 있음. 앞서 윗글에 언급된 출력 방식 및 소재에 따른 아트웨어의 조형적 특성을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 아트웨어의 조형적 특징은 3D 프린팅의 출력 방식에 따라 달라짐을 알 수가 있다. 고체 소재가 노즐을 통하여 출력되는 FDM 방식은 아트웨어를 제작함에 있어 작은 조각들을 출력하 여 연결해야 하므로 시간이 많이 소요되며 출력 시 크기에 따른 아트웨어 디자인의 제한이 따를 수 있다는 한계가 있다, 하지만 다른 출력방식에 비해 접근성이 쉽고 가격경쟁력 또한 우수하기에 FDM을 활용한 다양한 아트웨어 작품들이 존재함을 알 수 있다. 따라서 3D 프린팅 을 활용한 아트웨어 영역에서 실용적 개선의 방법이 증진될 가능성이 충분하다. 반면 액체 기반으로 출력되는 SLA 방식은 수축과 변형이 일어나기 쉽고, 원료나 색상 표현에 한계가 있으며, 최종 완성 제품은 무겁고 딱딱한 편이다. 이에, 아트웨어 제작 시 작가가 조형성을 강조하고자 한다면 그 표현에 있어 다소 제한이 있을 수 있다. 분말 형태로 출력되는 SLS 방식은 표면처리가 매우 섬세하고 정교하여 다양한 구조를 가진 3D 텍스타일 제작이 용이하다 는 장점이 있다, 그러나 출력이 끝난 후, 덮여있던 분말을 털어내는 후처리 과정이 매우 번거로 우며 출력시간 대비 가격 경쟁력에 있어 단가가 높고 재료의 가격이 높기에 접근성이 어렵다는 큰 단점이 있다. 따라서 아트웨어 제작에 있어서 가능성이 가장 높지만, 사용성과 대중성에는 한계가 분명하다. 둘째, 아트웨어의 조형적 특징은 3D 프린팅에 쓰인 소재에 따라 달라짐을 알 수가 있다. TPU 로 출력된 아트웨어의 조형적 특징은 작가의 의도에 따라 유선형의 곡선 형태를 유지할 수 있으며 자유로운 움직임이 가능하기에 아트웨어의 소재로 적합하다고 볼 수 있다. 다만 내열 노화성이 떨어지고 촉열성 경향이 있어 기능성은 충분해 보이나 단점이 명확하다. PLA는 친환 경 소재로 만들어졌으나 열에 의해 변형되기 쉬운 생분해성 물질이기 때문에 열기에 장시간 노출되면 아트웨어의 조형성이 파손되기 쉽다는 명확한 단점이 있다. 반면 일반적인 외부 환경 의 열기로는 변형이 일어나지 않기에 실질적인 단점이 아님을 알 수 있었다. 따라서 열이 가해 지는 화기가 존재하는 실내 및 실외인 장소가 아닌 일반적인 환경이라면 작가의 의도에 따라 아트웨어의 조형성을 보여줄 수 있는 소재로써 적합하다는 것을 확인 할 수 있다. 반면 PA는 강도와 탄성이 뛰어나고 기능성이 상당히 풍부하지만 소재 자체에서 수분을 흡수하는 경향이 있기 때문에 치수 안정성이 떨어진다는 분명한 단점이 있다. 이에 따라 아트웨어 기능성면에선 충분하나 실용성 측면에서는 다소 떨어짐을 알 수 있었다. 36) Ibid 37) 박수연, 유영선, ⌜3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구⌟, 한국의상학회지, 2016, pp.124-138 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 481.

(10) 6. 3D 프린팅을 활용한 아트웨어 작품 디자인 및 제작 6.1. 유기적 디자인의 개념 유기적이라는 단어의 사전적 의미는 ‘생물체처럼 전체를 구성하고 있는 각 부분이 서로 밀접하 게 관련을 가지고 있어서 떼어 낼 수 없는 것’ 이라고 정의하고 있다.38) 그 중 유기적 디자인은 곡선을 이용한 형태로 인하여 “생물보영의 형태(Biomorphic look)”이라고 불리우는데 살아있 는 조직처럼 흐느적거리는 형태(Emorphous and flowig the living tissue)라고 할 정도로 비정 형적인 곡선이 주로 사용되었다. 1930년대 이래 제품디자인에 있어서 각각의 코너를 라운딩 (Rounding)하는 소극적인 단계에서 벗어나 전체적으로 부풀려진 조소적 형태를 지니게 된다. 또한 역사적으로 곡선을 적극 이용했던 아르누보(Art nouveau)와 비교해 볼 때 아르누보의 곡선이 식물에서 모티브를 차용한 가늘고 긴 곡선이라면 유기적 디자인의 곡선은 식물보다는 동물체, 더 나아가 인간의 형상에서 모티브를 차용한 볼륨감 있는 폐곡선이라고 봄이 옳을 것이다39). 이와 같은 인체의 형상에서 나타나는 유기적 라인과 형태는 본 연구에 있어 영감과 근원으로 작품 제작의 모티브로 활용하고자 한다. 6.2. 작품 디자인 및 제작 앞 장에서 살펴 본 3D 프린팅의 기술적 방식과 함께 작품제작의 모티브인 인체의 유기적 형태 에 따라 본 연구에서는 3D프린팅의 실용적 방식을 활용한 총 2벌의 아트웨어를 제작하고자 한다. 실용적 방식으로는 출력되는 시간대비 경제적 측면에서 큰 장점과 공정 또한 간단한 대중적인 FDM 적층 방식을 선택하였으며, 출력될 필라멘트는 화기성 환경에서 녹는다는 단점 이 있으나 그 외의 일반적인 환경에서는 수축이 잘 일어나지 않고 강도가 강하다는 장점이 분명한 PLA를 활용하였다. 현재까지 3D 프린팅의 출력방식은 기술적으로 일반화 되어감에 따라 보급 환경 및 사용 특성에 따라 출력방식이 달라 질 수 있음을 기존 선행 연구 등을 통해 알 수 있었다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅을 활용한 유기적 형태의 아트웨어 조형성을 강조하면서 실용적 개선 방안을 적용하였다. 디자인 전개 의도는 다음과 같다. 첫째, 작품 제작 시에 출력방식은 FDM 출력방식을 선택하였다. FDM 출력방식은 출력되는 형태 크기의 제한을 둘 수 있지만 반대로 본 연구에서는 FDM 출력방식을 장점으로 판단하였 다. 따라서 작품의 크기가 큰 조형물인 경우라도 FDM 출력방식을 통해 각각의 프린팅이 된 조형물들을 개별적 연결을 통하여 유기적 곡선의 이미지가 자연스럽게 표현될 수 있게 활용하 였다. 둘째, 작품 이미지의 유기적이며 추상적인 모티브로는 ‘린그리드 미랄라드’(Lingrid maillar d)40)작품과 구체적인 형태 모티브는 ‘마이크 리’(Mike lee)41)의 작품을 기반으로 하였다. ‘린가드 미랄라드’와 ‘마이크 리’는 인체의 유연한 곡선을 응용하여 작품의 주요한 특징을 잡고 있다. 본 연구에서는 해당 작가들의 작품 중 ‘린그리드 미랄라드’의 2016년 作 ‘컨트롤션 XVII’ 와 ‘마이크 리’의 2016년 作 ‘16 ’을 메인 모티브 이미지로 선정하였다. 따라서 본 작품에서는 선과 선 혹은 면과 면이 끊임없이 연결된 유기적 디자인의 무한한 확장의 개념을 3D 프린터를 활용하여 인체의 유기적 결합을 입체적으로 표현하고자 하였다. 아래 <그림 7>은 위와 같은 아트웨어 작품 디자인 및 제작 전개 과정이다.. <그림 7> 아트웨어 작품 제작 전개 과정 38) 국립국어원 표준국어대사전 <https://stdict.korean.go.kr/search/searchView.do> 검색일:2019년10월20일 39) 이영화, ⌜유기적 디자인(Organic Design)의 맥락에 관산 분석 연구⌟, 한국기초조형학회, 2001, pp.22-31 40) Lingrid maillard, 2016 作. (www.ingridmaillard.com) 41) Mike lee, 2016 作. (http://mikelee.one/misc) 482.

(11) 다음 <표 6>는 유기적 형태 아이디어 발전 과정의 모티브들을 정리한 것이다. <표 6> 추상적 모티브와 구체적 모티브 (그림 출처: http://mikelee.one/misc, http://www.ingridmaillard.com). 추상적 개념의 모티브 (Mike lee 作). 구체적 개념의 모티브 (Lingrid maillard 作). ‘컨트롤션 XVII’와 ‘마이크 리’의 작품을 추상적 개념의 모티브와 구체적 모티브로 선정한 이유 는 다음과 같다. 첫째, 추상적 개념의 모티브로 ‘마이크 리’의 ‘16’이란 작품을 선정한 이유는 ‘린그리드 미랄라드’가 해당 작품을 기하학적인 디자인 특성 중 하나인 프렉탈 디자인을 최소 화하여 효과적으로 표현하였기 때문이다. 또한 ‘마이크 리’의 ‘16’의 작품에선 단순한 곡선 또 는 곡면만으로는 설명하기 어려운 형태와 서로 유기적으로 얽혀 있는 모습들을 최소한의 선과 형태로 단순화시켜 표현하였기 때문에 이를 조형적 모티브로 참고하고자 하였다. 둘째, 구체적 개념의 모티브로 ‘린그리드 미랄라드’의 ‘컨트롤션 XVII’를 선택한 이유는 작품에 내포된 유기 적인 곡선을 활용하고자 함이다. 즉, 인간 신체의 형태를 유기적으로 연결하여 또 하나의 조형 적 감성을 이루고 있는 위의 작품은 본 연구의 개념적 모티브가 되었다. 이와 같이 ‘마이크 리’ 와 ‘린그리드 미랄라드’ 두 작가의 작품을 이미지의 모티브로 하여 인간의 신체를 유기적인 곡선으로 결합하고 무한한 연결성으로 확장한다는 개념을 아트웨어로 풀어내고자 하였다. 본 연구에 디자인 전개에 있어 1차적인 패션 일러스트는 다음 <표 7>의 <작품 1>, <작품 2>와 같다.. <표 7> 아트웨어를 위한 패션 일러스트. 작품 1 (Y.K. GIEGER1) 일러스트 시안. 최종시안. 작품 2 (Y.K. GIEGER2) 일러스트 시안. 최종시안. 본 아트웨어의 제작과정은 다음과 같다. 먼저, 유기적인 곡선 표현의 모델링이 용이하고 효과적인 라이노(Rhino) 3D 프로그램과 사람 의 형태를 3D로 표현하는데 있어 가장 대중적으로 쓰이는 지브러쉬(Zbrush) 3D 프로그램 두 가지를 혼용하여 작업하였다. 다음의 <표 7>의 좌측은 각 부위별 세부 파트의 유닛 디자인 이미지이고, 우측은 이를 라이노의 key shot 필터를 활용하여 최종 머테리얼의 텍스쳐를 알아 볼 수 있도록 Paint Gloss Black 필터를 적용한 이미지이다. 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 483.

(12) 모델링 제작 과정에 특히 유념한 부분은 다음과 같다. 첫째, 유기적인 형태의 디자인을 표현하 기 위해 몸의 형태를 자연스럽게 연결하고자 하였고, 둘째, 크기의 대비를 통해 강약 표현을 보여주기 위하여 어깨 부분에 인체의 다리를 여러 겹 적층하였다. 셋째, 가슴과 등부분은 갑옷 을 과장된 형태로 형상화하기 위한 자세를 취한 모습이다. 다음 <표 8>은 위와 같은 작품 의도를 3D 렌더링으로 표현하며 제작과정을 정리한 것이다. <표 8> 3D 프로그램 모델링 제작과정. 라이노(Rhino). 지브러쉬(Zbrush). 어깨. 어깨. &. &. 팔굼치. 팔굼치. 어깨포인트&. 어깨포인트&. 가슴. 가슴. 팔꿈치. 팔꿈치. &. &. 발목 허벅지. 발목 허벅지. &. &. 무릎. 무릎. 앞서 설명한 것과 같이, 본 연구의 작품은 3D 프린터의 가장 대중화된 기술이며, 표면장력과 강도에 있어 효과적인 출력방식인 FDM 적층 방식을 활용하였고, 필라멘트는 PLA를 선택하였 다. 3D 프린터는 240 × 190 × 200mm 크기를 출력할 수 있는 큐비콘 single 3DP-110F42)를 사용하였다. 출력물은 총 35개 각 단위로 출력하였으며, 각 출력물의 크기는 240 × 190 × 200mm 이다. 다음 <표 9>은 각 단위로 출력된 결과물을 정리한 표이다. <표 9> 모듈 단위로 출력된 출력물. 출력방식. 240 × 190 × 200mm 출력크기. FDM (Fused Deposition Modeling). 다음으로, 출력 후 샌딩 작업을 진행하였다. FDM 프린팅 출력 특징 중 하나인 매끄럽지 못한 표면 단층으로 인하여, 표면 가공은 총 2차에 걸쳐 진행하였다. 우선 출력된 프린팅 조각들을 붙이기 위해 AXIA 강화형 액체 접착제를 사용하였고, 접착 공간의 매립을 위해 노루표 그린퍼 티 와 슈퍼 레드 그린 퍼티를 사용하였으며 매끄러운 표면처리를 위해 앞서 쓰인 Green Putty 를 표면에 발라 출력한 곳의 빈 단층을 매우는 형식을 취하였다. 다음 단계로는 사포의 방수를 높여가며 매끄럽게 하는 샌딩 작업을 진행하였다. 다음 <표 10>은 표면처리와 샌딩 작업 시 사용한 재료를 정리한 표이다.. 42) http://m.eleparts.co.kr/goods/view?no=6725511 484.

(13) <표 10> 표면 처리 및 샌딩 부자재 (그림출처 : http://www.noroopaint.com, https://kr.misumi-ec.com, https://smartstore.naver.com) 샌딩 부자재. Green Putty. 3M SUPER RED Putty. AXIA 액체 접착제. Hi-Q 투명코팅제. 다음 <표 11>은 단위 형태로 출력된 프린팅을 하나의 형태로 만드는 작업을 정리한 표이다. 출력물의 2차 부착과정은 1차와 동일한 방법으로 부착하였다. <표 11> 모듈단위로 출력된 출력물. 출력 부위 허벅지&종아리. 무릎&팔굼치. 가슴. 어꺠&팔. 등. 출력 물 2차 부착 과정. <표 12> 3D PRINTING 도색, 코팅 과정 및 재료. 도색 과정. 코팅 과정. MONTA SPRAY GOLD. MONTANA VANISH. 400ml. SPRAY 400ml. 위의 <표 12>은 프린팅 한 출력물을 도색, 코팅하는 과정과 재료를 정리한 것이다. 도색재료 로는. MONTASPRAY. GOLD400ml(M3010. Gold. MATT)을. 썼으며,. 코팅재료로는. MONTANA VANISH SPRAY 400ml(T1000/Gloss)을 사용하였다. <작품 1. 2> 의 디테일 제작 과정 및 방법은 다음과 같다. <작품 1>은 각각 유닛화 된 작품의 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 485.

(14) 조형물을 한 번에 착장하고자 하였다. 따라서 가슴에 탈착이 되어야 할 조형물과 등에 탈착되 어야할 조형물이 탈착할 시에 자연스럽게 연결될 수 있도록 블랙 색상의 가죽을 벨트 형식으로 제작하여 가슴의 조형물과 등의 조형물을 앞, 뒤로 연결하였다. 또한 어깨 부분의 조형물을 지탱하고자 <작품 1>, <작품 2> 역시 벨트 형식으로 가공이 된 블랙 색상의 가죽을 통하여 어깨의 조형물 무게를 지탱하며, 탈착이 용이하도록 하였다. 다음 <표 13>는 앞서 설명한 <작품 1>, <작품 2>의 가공 과정의 마지막 착장 단계이다. <표 13> 3D 프린팅 아트웨어 디테일 제작 과정. 가공과정 마무리 착장 이미지. 다음 <표 14>는 최종 완성 된 <작품 1>, <작품 2>의 모델 착장 이미지이다. <표 14> 3D 프린팅 아트웨어 최종완성 <작품 1>, <작품 2>. 작품 1. 작품 2. 7. 결론 3D 프린터로 만들어진 아트웨어는 프린팅 기법의 특허가 만료된 2009년 경 부터 현재 2019년 까지 패션 디자인 시장에서 새로운 표현의 도구로 부상하고 있다. 이미 3D 프린팅으로 만들어 진 아트웨어와 기능성 및 편의성을 담은 3D 프린팅 기성복에 대한 연구 및 개발이 이루어지고 있으며, 이를 이용한 이론적 배경과 실질적인 제작이 활발하게 진행되고 있다. 하지만 3D 프린 팅의 표면조도, 압축 강도, 인장 강도 등 다양한 면에서 품질의 만족도가 출력방식에 따라 큰 차이가 있다. 현재까지 3D 프린팅의 출력방식은 기술적으로 일반화되어짐에 따라 3D 프린 팅의 기술적 과정의 보급 환경 및 사용 특성에 따라 출력방식이 달라 질 수 있음을 기존 선행 연구 등을 통해 알 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅을 활용한 아트웨어 조형성에 있어 보다 실용적 개선을 보여주기 위해 3D 프린팅의 출력별 특성 및 소재별 특성을 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 프린팅을 이용한 작품 사례를 수집 및 분석하여 그 특성을 도출하였으며, 그에 따른 3D 프린팅을 활용한 아트웨어 디자인 작품을 제안하였다. 본 연구의 결과는 다음과 486.

(15) 같다. 첫째, 3D 프린팅 출력방식에 따라 아트웨어의 조형적 특성은 달라질 수 있음을 확인할 수 있었다. 고체 소재가 노즐을 통하는 FDM 방식은 다른 출력방식에 비해 접근성이 용이하고 가격경쟁력 또한 우수하다. 이러한 사실에 따라 아트웨어 영역 속에서 FDM을 활용한 다양한 아트웨어 작품들이 존재하며 출력에 필요한 재료도 다른 출력방식에 비해 경쟁력이 우수해 다양한 연출이 가능함을 알 수 있었다. 크기 제한의 단점은 아트웨어를 제작함에 있어 파트별 로 나누어 출력하고 연결할 수 있기에 문제가 크게 되지 않았다. 이는 유기적인 형태의 디자인 을 표현함에 있어 무한한 연결성을 보여줄 수 있으므로 아트웨어의 조형성을 나타내기에 적합 하다고 평가할 수 있다. 이는 곧 FDM 출력방식과 마찬가지로 3D 프린터의 공통적인 특징이라 할 수 있다. 따라서 출력하는 프린터의 크기로 출력물의 크기를 제한하는 결과에 대해 실용적 개선의 방향성을 보여줌으로써 유기적 특성이 강조된 아트웨어의 조형성을 부각시킬 수 있는 적합한 출력방식이라 볼 수 있었다. 둘째, 3D 프린팅 소재에 따른 아트웨어의 조형적 특성은 다음과 같다. 작품에 활용한 PLA 소재는 친환경 소재로 만들어졌으며 열에 의해 변형되기 쉬운 생분해성 물질임을 선행연구의 자료를 통해 알 수 있었다. 그러나 열화기성 환경이 아닌, 일반적인 환경이라면 소재의 변형이 다른 것에 비해 적기 때문에 아트웨어의 소재로 쓰기에 적합하였다. 또한, 다른 소재에 비해 소각 처리해야 할 경우에도 잔여물이 거의 남지 않으며, 녹은 뒤 식어서 다시 굳을 때까지 시간이 오래 걸리므로 수축이 거의 일어나지 않는다는 장점이 있다. 이러한 사실에 덧붙여 PLA 강도 역시 다른 소재에 비해 비교적 강한 장점과 우수한 가격경쟁력을 가지고 있어 FDM 출력방식에 가장 적합하다고 판단되었다. 이에 따라 유기적 디자인을 표현함에 있어 PLA 소재 와 FDM 출력방식을 통해 자유로운 조형적 형태 구축 가능성을 확인 할 수 있었다. 셋째, FDM 출력방식이 포함된 3D 프린터의 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 파트별로 출력되는 공통적인 3D 프린터의 특징을 가지고 출력물을 무한히 연결할 수 있는 유기적 디자 인의 특성을 차용하였다. FDM 방식은 주로 소형 데스크 탑 프린터에 적용되는 방식으로 한 번의 출력으로 작품의 의도에 맞게 출력이 되는 조형물이 아니므로 아트웨어 제작 시에 수많은 패턴 조각들을 출력하여 연결해야 한다. 이와 같은 출력방식의 단점을 개선하기 위해 본 연구 에서는 앞서 언급한 실용적 방법을 사용하였다. 이러한 방법을 통해 파트별 출력방식을 무한히 연결하여 곡선의 자연스러운 유기적 특성을 나타낼 수 있도록 하였다. 마지막으로 본 연구를 통해 점점 진보하는 인간의 예술적 사유를 3D 프린팅 기술을 활용하여 다양하게 표현할 수 있음을 확인하였고, 본 연구가 향후 유의미하며 발전 가능한 아트웨어 연구방법의 기반이 될 것을 기대하는 바이다.. 참고문헌 노수황, 『3D printer practical use guide book』, 메카피아, 2014 이노성, 『3D printing hot issue top 9』, 3D프린팅 코리아, 2016 이기훈, 장수영, 이소영, 서민호, 『세상을 변화시키는 새로운 혁명: 3D 프린터 A to Z』, 인투북스, 2014 Nitin Bhas, 『3D Printers for home-use to exceed 1 million unit sales globally by 2018』, junifer research, 2014 John hornick, 『3D printing will rock the world 2015』, North Charleston, SCCreatespace Independent Publishing Platform, 2015 김효숙, 강인애, 「패션분야의 3D 프린팅 활용 현황에 관한 연구」, 한국의상디자인학회지, 2호, 2016 김영삼, 이진아, 김장현, 전여선, 「기계 미학적 관점에서 살펴본 3D Printing 패션의 조형적 특성」, The Research Journal of the Costume Culture 2호, 2015 박수연, 유영선, 「3D 프린팅 패션에 나타난 콜라보레이션(Collaboration) 사례연구」, 한국의상학회지 7호, 2016 이영화, 「유기적 디자인(Organic Design)의 맥락에 관한 분석 연구」, 한국기초조형학회 1호, 2001 이해순.위광철, 「Restoration of earthenware & porcelain cultural assets using 3D printing⌟, Journal 기초조형학연구 20권 6호 (통권96호). 487.

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