3D프린팅을 활용한 프리미엄 포장의 완충내장재에 관한 연구

Abstract

본 연구의 목적은 3D 프린터와 3D 스캐너를 이용하여 제품포장재 제작의 효율성을 분석하기 위한 것이다. 이를 위해 3D 프린터와 디자인 설계프로그램으로 맞춤형 내장재를 디자인하였다. 구체적으로 3D 스캐너를 사용하여 정확한 제품의 형태를 측정 후 내장재의 부피와 크기를 줄일 수 있는 디자인 설계하였다. 그 이후 외부로부터 받는 충격과 하중을 받는 부분을 찾아내고 완충성을 높여주는 격자 형식과 다공성 폼(Foam)의 형태를 가진 디자인을 제작하였다. 이렇게 제작된 모델을 슬라이싱 프로그램으로 3D프린터로 출력하여 제작되는 시간을 측정하였다. 연구결과 다음과 같은 장점을 주장할 수 있게 되었다. 첫째, 기존의 내장재는 형태가 복잡할수록 제품의 단가와 제작방식도 까다로웠다. 하지만 3D 프린터는 생산하기 어려운 형태의 부품 제조가 쉽게 가능하며 내장재의 제품 완성 시간과 후공정을 단축할 수 있다. 둘째, 포장재의 효율성이 증대되었다. 본 연구에서는 3D프린터의 다양한 소재 중 완충성과 탄성이 뛰어난 플렉시블 필라멘트(Flexible Filament)를 소재 기준으로 정하고 격자 형식과 다공성 폼 형태로 디자인하였다. 기존 내장재 제작은 공장 제조방식의 열악한 작업환경과 비효율성을 갖고 있다. 제조업의 환경오염(이산화탄소 배출)과 관련된 포장재의 재활용 문제는 심각한 사회문제가 되었다. 셋째, 완충성이 강화되었다. 본 연구에서 디자인된 내장재의 소재로는 PLA와 같은 옥수수 전분과 플렉시블 필라멘트 같은 친환경 소재를 기준으로 완충성 내장재 디자인을 하였다. 본 연구를 통해서 기존의 금형 제조방식의 내장재 제작에서 새로운 제조방식인 3D프린터의 기술을 활용해서 향후 프리미엄제품 내장재의 새로운 제조공정으로 주장하였다.