KR101674546B1 - Textile Manufacturing System Using 3D Printer And Method for Manufacturing Textile Using the Same - Google Patents

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이선희
김수양
원윤혜
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Abstract

The present invention relates to a system for manufacturing a three-dimensional (3D) textile using a 3D printer, which uses a 3D printer to obtain a resin-made 3D textile having a specific lace pattern. The present invention also relates to a method for manufacturing a 3D textile using the system. The method for manufacturing a 3D textile according to the present invention comprises the steps of: (S1) inputting a lace pattern to be formed and printing conditions to a 3D printer; (S2) outputting a resin-made 3D textile having the lace pattern by the 3D printer; (S3) orienting the 3D textile outputted by the 3D printer in a single direction or multiple directions; and (S4) heat treating the 3D textile outputted by the 3D printer.

Description

3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법{Textile Manufacturing System Using 3D Printer And Method for Manufacturing Textile Using the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a three-dimensional textile manufacturing system using a three-dimensional printer and a three-dimensional textile manufacturing method using the three-

본 발명은 3차원 텍스타일 제조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 프린터를 이용하여 수지로 된 특정한 레이스 문양의 3차원 텍스타일을 제조하는 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional textile manufacturing system, and more particularly, to a three-dimensional textile manufacturing system using a three-dimensional printer for manufacturing a three-dimensional textile of a specific race pattern made of resin using a three- And a method for manufacturing a textile.

기존의 텍스타일 제조는 2차원적 평면의 흰 천에 텍스타일 디자인을 프린트하는 대량생산을 기본으로 하여 성립되고 있다. 종래의 의복 제작과정은, 의복 메이커가 신상품을 기획하면 패션 디자이너가 기획의도에 맞게 옷의 형태와 색상을 디자인한 다음, 패션 디자이너가 의도하는 텍스타일 소재와 디자인에 따라 수작업으로 혹은 컴퓨터를 이용하여 텍스타일 디자인 작업을 한다. 그 후 직물 염색으로 천에 텍스타일 디자인을 입히거나 혹은 디지털 프린터를 이용하여 텍스타일 디자인을 프린트한 뒤, 천을 재단하고 봉제하여 의복을 완성하는 방식으로 진행되고 있다. Traditional textile manufacturing is based on mass production of textile designs on a two-dimensional flat white cloth. In the conventional clothing manufacturing process, when a clothing maker plans a new product, a fashion designer designs the form and color of the clothes according to the planning intention, and then, depending on the textile material and the design intended by the fashion designer, I work on textile design. After that, the fabric is dyed with a textile design on the cloth, or a digital printer is used to print the textile design, and then the fabric is trimmed and sewed to complete the garment.

이러한 2차원적인 텍스타일 제조 방식에 의해 만들어진 텍스타일은 평이하고 단조로울 뿐 아니라 입체감이 없다는 결점이 있다.Textiles made by such a two-dimensional textile manufacturing method are not only plain, monotonous but also lack the three-dimensional effect.

이에 패션 디자이너인 Iris van herpen은 2010년부터 벨기에의 3D 프린팅 기업인 머터리얼라이즈와 협력하여 제품을 제작하고 있다. 이 때 제조한 텍스타일은 분말형태의 재료를 SLS법 3D 프린터로 출력한 것이다. 그리고 Michael schmidt는 나일론 필라멘트 재료를 이용하여 FDM 법 3D 프린터를 사용하여 텍스타일 작품을 발표 한 바 있다. 또한 Yuima nakazato는 열경화수지를 재료로 사용하여, SLA법 3D프린터로 출력하여 충격흡수기능을 갖는 바이크 의류를 제조하여 발표한 바 있으며, Chanel 2015 FW에서는 샤넬의 트위드 직물을 재현하여, 샤넬수트를 제작한 바 있다. Iris van herpen, a fashion designer, has been producing products since 2010 in cooperation with the Belgian 3D printing company, Material Rise. The textiles produced at this time were powder-type materials output by SLS method 3D printer. And Michael Schmidt has published his work on textiles using FDM 3D printers using nylon filament materials. In addition, Yuima nakazato has manufactured and released a bike apparel with shock absorbing function by outputting to a 3D printer using SLA method using thermosetting resin. In Chanel 2015 FW, Chanel tweed fabric is reproduced, I have produced it.

이러한 기존의 3차원 프린팅 기술을 이용한 텍스타일 제조 사례는 대부분이 산업용 3D 프린터를 사용하였고, 사용되는 재료나 출력 프린터는 매우 고가이므로, 일반인들의 접근이 어려울 뿐만 아니라, 유연성 및 강도가 약하여 실제 의류로서 적용되기 어려운 문제가 있다.Most of the cases of textile manufacturing using the conventional 3D printing technology are industrial 3D printers. Since the materials and output printers used are very expensive, they are not easy to access to the general public, There is a problem that is difficult to be done.

등록특허 제10-0999348호(2010.12.02. 등록)Registration No. 10-0999348 (registered on December 2, 2010) 등록특허 제10-1524066호(2015.05.22. 등록)Registration No. 10-1524066 (Registered May 22, 2015) 공개특허 제10-2015-0132587호(2015.11.25. 공개)Published Patent No. 10-2015-0132587 (Published Nov. 25, 2015)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 용융수지 압출 조형방식(Fused Deposition Modeling, 이하 FDM)을 이용하여 원하는 입체 형태의 레이스 문양을 갖는 텍스타일을 저렴한 가격으로 용이하게 제조할 수 있으며, 유연성 및 강도가 우수한 텍스타일을 구현할 수 있는 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법을 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a textile having a desired shape of a race pattern using a fused depression modeling The present invention provides a three-dimensional textile manufacturing system using a three-dimensional printer capable of realizing a textile having excellent flexibility and strength, and a method for manufacturing a three-dimensional textile using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템은, 제조하고자 하는 레이스 문양 및 출력 조건을 입력하는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 출력 조건에 따라 전후좌우(X축-Y축) 방향 및 상하(Z축) 방향으로 이동하면서 베드 위에 수지 필라멘트를 용융하면서 토출하여 3차원 텍스타일을 출력하는 노즐 및, 상기 입력부에서 입력된 정보에 따라 노즐의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 3차원 프린터와; 상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일을 일방향 또는 여러 방향으로 연신하는 연신부(drawing unit)와; 상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 열처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional textile manufacturing system using a three-dimensional printer, including an input unit for inputting a race pattern and an output condition to be manufactured, And a control unit for controlling the operation of the nozzle according to the information input from the input unit, wherein the control unit controls the operation of the nozzle according to the information input from the input unit, A three-dimensional printer equipped with the printer; A drawing unit for drawing the three-dimensional textile outputted from the three-dimensional printer in one direction or in various directions; And a heat treatment unit for applying heat to the three-dimensional textile output from the three-dimensional printer to perform heat treatment.

본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명의 3차원 텍스타일 제조 시스템은, 상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일의 수지 종류를 판단하는 소재판단부를 더 포함하여, 상기 소재판단부에서 판단된 3차원 텍스타일의 수지 종류에 따라 상기 연신부에 의한 연신 공정과 상기 열처리부에 의한 열처리 공정 중 어느 하나 이상을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. According to one aspect of the present invention, a three-dimensional textile manufacturing system of the present invention further includes a material determining unit for determining a resin type of the three-dimensional textile output from the three-dimensional printer, The stretching process by the stretching portion and the heat treatment process by the heat treatment portion are selectively performed depending on the type of the resin of the textile.

상기한 것과 같은 본 발명에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템을 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법은,The method of manufacturing a three-dimensional textile using the three-dimensional textile manufacturing system according to the present invention as described above,

(S1) 3차원 프린터에 제조하고자 하는 레이스 문양 및 프린팅 조건을 입력하는 단계;(S1) inputting a race pattern and a printing condition to be produced in the three-dimensional printer;

(S2) 3차원 프린터로 상기 입력된 레이스 문양을 갖는 수지 재질의 3차원 텍스타일을 출력하는 단계;(S2) outputting a three-dimensional textile of a resin material having the input race pattern to a three-dimensional printer;

(S3) 상기 3차원 프린터에 의해 출력된 3차원 텍스타일을 일방향 또는 여러 방향으로 연신하는 단계; (S3) stretching the three-dimensional textile outputted by the three-dimensional printer in one direction or in various directions;

(S4) 상기 3차원 프린터에 의해 출력된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 단계;(S4) applying heat to the three-dimensional textile outputted by the three-dimensional printer to perform heat treatment;

를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a control unit.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 3차원 텍스타일 제조 방법은, 상기 (S3) 단계를 수행한 후, 연신된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 단계(S4)를 더 포함할 수 있다. The method for fabricating a three-dimensional textile according to another embodiment of the present invention may further include a step (S4) of applying heat to the stretched three-dimensional textile after performing the step (S3).

본 발명에 따르면, 원하는 입체 형태의 레이스 문양을 갖는 3차원 텍스타일을 3차원 프린터를 이용하여 제조할 수 있으므로 저렴한 가격으로 3차원 텍스타일을 제조할 수 있다.According to the present invention, since a three-dimensional textile having a desired three-dimensional shape of a race pattern can be manufactured using a three-dimensional printer, a three-dimensional textile can be manufactured at a low cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 3차원 텍스타일 제조 시스템을 구성하는 3차원 프린터를 이용하여 3차원 텍스타일으로 제조하는 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 3차원 텍스타일 제조 시스템을 구성하는 연신기의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 3차원 텍스타일 제조 시스템을 구성하는 연신기의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 텍스타일 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템에 의해 생성된 3차원 텍스타일의 3차원 모델링 그림과 출력물, 및 상기 출력물을 의복에 적용한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템에 적용 가능한 3차원 텍스타일의 3차원 모델링 그림과 출력물의 다양한 실시예 들을 나타낸 도면이다. 1 is a configuration diagram of a 3D textile manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of manufacturing a three-dimensional textile using a three-dimensional printer constituting the three-dimensional textile manufacturing system of the present invention.
3 is a view showing an embodiment of a stretching machine constituting the three-dimensional textile manufacturing system of the present invention.
4 is a view showing another embodiment of a stretching machine constituting the three-dimensional textile manufacturing system of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of fabricating a three-dimensional textile according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of three-dimensional modeling of a three-dimensional textile produced by the three-dimensional textile manufacturing system according to the present invention, an output of the three-dimensional modeling, and an application of the output to clothes.
FIG. 7 is a view showing various embodiments of a three-dimensional modeling picture and an output of a three-dimensional textile applicable to the three-dimensional textile manufacturing system according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 3차원 텍스타일 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a three-dimensional textile manufacturing system and a three-dimensional textile manufacturing method using the three-dimensional printer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템은, 원하는 3차원 레이스 문양을 갖는 수지 재질의 텍스타일을 출력하는 3차원 프린터(10)와, 상기 3차원 프린터(10)에서 출력된 3차원 텍스타일을 일방향 또는 여러 방향으로 연신하는 연신부(drawing unit)(20), 상기 연신부(20)에서 연신된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 열처리부(30), 상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일의 수지 종류를 판단하는 소재판단부(15);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a three-dimensional textile manufacturing system using a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention includes a three-dimensional printer 10 for outputting a textile material of a resin material having a desired three- A drawing unit 20 for drawing the three-dimensional textile outputted from the 3D printer 10 in one direction or several directions, a heat treatment unit for applying heat to the three-dimensional textile stretched by the stretching unit 20 30), and a material determination unit (15) for determining the resin type of the 3D textile output from the 3D printer.

도 2를 참조하면, 상기 3차원 프린터(10)는 열가소성 수지 재질의 필라멘트(filament)를 용융하면서 토출하여 원하는 입체 형태를 출력하는 FDM 방식의 3차원 프린터로서, 제조하고자 하는 입체 형태의 레이스 문양 및 출력 조건을 입력하는 입력부(13)와, 상기 입력부에 입력된 출력 조건에 따라 전후좌우(X-Y) 방향 및 상하 방향으로 이동하면서 베드 위에 수지 필라멘트를 용융하면서 토출하여 3차원 텍스타일을 출력하는 노즐(11)과, 상기 입력부(13)에서 입력된 정보에 따라 노즐(11)의 작동을 제어하는 제어부(14)를 구비한다. 상기 3차원 프린터(10)의 노즐(11)에는 필라멘트를 가열하여 용융시키기 위한 히터가 내장된 히팅블록(heating block)이 설치되어 있다.Referring to FIG. 2, the three-dimensional printer 10 is an FDM type three-dimensional printer that melts and discharges a filament made of a thermoplastic resin material to output a desired three-dimensional shape. The three- A nozzle 11 for discharging the resin filaments by discharging the resin filaments on the bed while moving in the XY direction and the up and down direction according to the output conditions inputted to the input section, And a control unit 14 for controlling the operation of the nozzle 11 according to the information input from the input unit 13. [ The nozzle 11 of the three-dimensional printer 10 is provided with a heating block having a heater for heating and melting the filament.

상기 3차원 프린터(10)는 공지의 FDM 방식의 3차원 프린터를 그대로 적용하여 구성할 수 있으므로 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. The three-dimensional printer 10 can be constructed by applying a known FDM-type three-dimensional printer as it is, and thus detailed description of the structure and operation thereof will be omitted.

상기 3차원 프린터(10)에는 3차원 모델링프로그램에서 모델링된 파일을 G-code 파일 형태로 변환하는 G-code 생성기(generator)가 구비되어 있다. The three-dimensional printer 10 is provided with a G-code generator for converting a file modeled by a three-dimensional modeling program into a G-code file format.

상기 3차원 프린터(10)에서 텍스타일의 제조에 사용되는 열가소성 수지 필라멘트는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(acrylonitrilebutadiene-styrene, ABS), 나일론 12, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide, PPS), 폴리락틱엑시드(polylactic acid, PLA) 및 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU) 등의 열가소성 수지로 된 필라멘트를 사용할 수 있다. 본 발명의 3차원 텍스타일은 사람이 착용하는 의류에 적용되므로 친환경 소재인 PLA와 유연성을 갖는 TPU 소재를 사용하는 것이 바람직하다. The thermoplastic resin filaments used in the manufacture of the textile in the three-dimensional printer 10 include acrylonitrile butadiene-styrene (ABS), nylon 12, polycarbonate (PC), polyphenylenesulfide , PPS), polylactic acid (PLA), and thermoplastic polyurethane (TPU). Since the three-dimensional textile of the present invention is applied to clothing worn by a person, it is preferable to use an eco-friendly material PLA and a flexible TPU material.

상기 3차원 프린터(10)의 입력부(13)를 통해 입력하는 텍스타일의 출력 조건은 텍스타일의 채우기, 레이어(layer) 높이, 출력속도, 노즐온도, 베드 온도 등을 포함한다. The output conditions of the textile input through the input unit 13 of the 3D printer 10 include the texture fill, the layer height, the output speed, the nozzle temperature, the bed temperature, and the like.

상기 연신부(20)는 3차원 프린터(10)에서 출력된 수지 재질의 3차원 텍스타일을 일방향 또는 이방향으로 연신(drawing)하여 텍스타일의 두께를 감소시키면서 유연성을 증가시키는 기능을 한다. The stretching unit 20 functions to increase the flexibility while reducing the thickness of the textile by drawing the three-dimensional textile of the resin material output from the three-dimensional printer 10 in one direction or in other directions.

상기 연신부(20)는 도 3에 도시한 것과 같이 상하로 배치된 한 쌍의 예열롤러(21)와, 상기 예열롤러(21)의 후방에 배치되어 3차원 텍스타일(T)을 가열하는 가열기(22), 상기 가열기(22)의 후방에 상하로 배치되어 상기 가열기(22)에서 가열된 3차원 텍스타일(T)을 연신하면서 냉각하는 한 쌍의 냉각롤러(23)와, 상기 냉각롤러(23)의 후방에 상하로 배치된 한 쌍의 이송롤러(24)를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다. 3, the stretching unit 20 includes a pair of preheating rollers 21 arranged vertically, a heater (not shown) disposed behind the preheating roller 21 for heating the three-dimensional textile T A pair of cooling rollers 23 disposed vertically on the rear side of the heater 22 for cooling while stretching the three-dimensional textile T heated by the heater 22, And a pair of conveying rollers 24 arranged vertically on the rear side of the conveying roller 24.

이와 같이 구성된 연신부(20)는 3차원 텍스타일(T)이 예열롤러(21)를 통과하면서 가열되어 예열됨과 동시에 1차 연신이 이루어지고, 가열기(22)에서 가열된 후 냉각롤러(23)를 통과하면서 급속 냉각됨과 동시에 2차 연신된 후 이송롤러(24)를 통과하여 이송된다. The stretching unit 20 constructed as described above is heated and heated while passing through the preheating roller 21 and simultaneously subjected to primary drawing and is heated by the heater 22 and then cooled by the cooling roller 23 And is secondarily drawn at the same time as being rapidly cooled while passing through the conveying roller 24 and then conveyed.

또한 상기 연신부(20)는 도 4에 도시한 것과 같이 서로 일정 간격 이격되게 설치된 한 쌍의 연신롤러(25)와, 상기 연신롤러(25)의 상부에 배치되어 3차원 텍스타일(T)이 연신롤러(25) 사이를 통과하면서 연신되도록 3차원 텍스타일(T)의 일단부를 파지하여 상측으로 당기는 드로워(26)(drawer)를 포함하여 구성될 수도 있다.4, the stretching unit 20 includes a pair of stretching rollers 25 spaced apart from each other by a predetermined distance, a pair of rollers 25 disposed on the stretching rollers 25 to stretch the three-dimensional textile T, And a drawer 26 that draws one end of the three-dimensional textile T and draws the three-dimensional textile T to the upper side so as to be stretched while passing between the rollers 25.

이외에도 다양한 공지의 연신장치를 이용하여 연신부(20)를 구성할 수 있을 것이다. In addition, the stretching portion 20 may be formed by using various known stretching devices.

상기 열처리부(30)는 상기 연신부(20)를 통해 연신된 3차원 텍스타일(T)에 열을 가하여 텍스타일의 강도를 증대시키는 작용을 한다. 상기 열처리부(30)는 3차원 텍스타일이 수용되는 가열챔버와 상기 가열챔버 내부를 지정된 온도 범위로 가열하는 전열히터 등을 구비한 공지의 가열장치를 이용하여 구성할 수 있다. The heat treatment unit 30 acts to increase the strength of the textile by applying heat to the stretched three-dimensional textile T through the stretching unit 20. The heat treatment unit 30 may be constructed using a known heating apparatus including a heating chamber for accommodating the three-dimensional textile and an electric heater for heating the inside of the heating chamber to a predetermined temperature range.

상기 소재판단부(15)는 상기 3차원 프린터(10)에 의해 출력된 3차원 텍스타일의 소재를 판단하여, 3차원 텍스타일 출력 후 상기 3차원 텍스타일(T)의 수지 종류에 따라 상기 연신부(20)에 의한 연신 공정과 상기 열처리부(30)에 의한 열처리 공정 중 어느 하나 이상을 선택적으로 수행하게 하는 작용을 한다. 상기 소재판단부(15)는 3차원 프린터(10)의 입력부(10) 또는 제어부(14)와 연결되어 3차원 텍스타일의 프린팅 작업에 사용되는 열가소성 수지 필라멘트의 소재(수지 종류)에 대한 정보를 전달받아 3차원 텍스타일(T)의 수지 종류를 판단하여, 디스플레이장치를 통해 작업자에게 후속되어야 할 공정을 알리거나, 3차원 프린터(10)와 연신부(20) 사이 및/또는 3차원 프린터(10)와 열처리부(30) 및/또는 연신부(20)와 열처리부(30) 사이에 구성될 수 있는 3차원 텍스타일 이송로봇의 구동부에 소재 정보를 전달하여 연신 공정과 열처리 공정 중 어느 하나, 또는 연신 공정과 열처리 공정 모두가 진행되게 한다.The material determining unit 15 determines the material of the three-dimensional textile output by the three-dimensional printer 10 and outputs the three-dimensional textile to the stretching unit 20 ) And a heat treatment process by the heat treatment unit 30, as shown in Fig. The material determination unit 15 is connected to the input unit 10 or the control unit 14 of the 3D printer 10 to transmit information about the material (resin type) of the thermoplastic resin filament used for the printing operation of the 3D textile Dimensional printer 10 to determine the type of the resin of the three-dimensional textile T and to notify the operator of the process to be followed by the operator through the display device, or between the three-dimensional printer 10 and the stretching unit 20 and / Dimensional textile transport robot which can be constituted between the heat treatment section 30 and / or the stretching section 20 and the heat treatment section 30 and transmits the material information to any one of the stretching process and the heat treatment process, Both the process and the heat treatment process proceed.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 3차원 텍스타일 제조 시스템을 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법에 대해 도 1과 도 2 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A method of fabricating a three-dimensional textile using the three-dimensional textile manufacturing system of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 5.

먼저 3차원 프린터에 제조하고자 하는 레이스 문양 및 프린팅 조건을 입력한다(단계 S1). 이 S1 단계에서는 Autodesk 프로그램과 같은 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 의복의 구성패턴에 맞추어 레이스 문양을 모델링하고, 상기 3차원 모델링프로그램에서 모델링된 레이스 문양의 파일을 3차원 프린터(10)의 출력프로그램에서 G-code 파일 형태로 변환한 다음, 상기 3차원 프린터(10)의 입력부를 통해 텍스타일의 채우기, 레이어(layer) 높이, 출력속도, 노즐온도, 베드 온도를 포함하는 출력 조건을 입력한다. First, a race pattern and a printing condition to be manufactured in the 3D printer are input (step S1). In step S1, a race pattern is modeled according to the configuration pattern of the garment using a three-dimensional modeling program such as an Autodesk program, and a file of the race pattern modeled in the 3D modeling program is output from the output program of the 3D printer 10 G-code file format, and inputs the output conditions including the texture fill, the layer height, the output speed, the nozzle temperature, and the bed temperature through the input unit of the 3D printer 10.

이러한 입력 작업이 완료되면, 3차원 프린터(10)를 가동하면, 제어부(14)가 레이스 문양에 따라 노즐(11)을 전후좌우(X축-Y축) 방향 및 상하(Z축) 방향으로 이동하면서 열가소성 수지 필라멘트를 용융하여 베드(12) 상에 토출하고 적층하여 원하는 3차원 입체 형태의 레이스 문양을 갖는 3차원 텍스타일을 제조한다(단계 S2). 이 상태에서의 3차원 텍스타일(T)은 이후의 연신 공정 및/또는 열처리 공정이 수행되지 않은 반제품 상태이다.When the input operation is completed, when the three-dimensional printer 10 is operated, the controller 14 moves the nozzle 11 in the forward, backward, left and right (X axis-Y axis) direction and up and down The thermoplastic resin filaments are melted and discharged onto the bed 12 and laminated to produce a three-dimensional textile having a desired three-dimensional shape of a race pattern (step S2). The three-dimensional textile T in this state is a semi-finished product state in which the subsequent drawing step and / or the heat treatment step are not performed.

상기 3차원 프린터(10)에 의해 원하는 3차원 레이스 문양을 갖는 3차원 텍스타일(T) 반제품이 만들어지면, 소재판단부(15)가 3차원 텍스타일(T)의 수지 종류를 판단하여 연신부(20)에 의해 연신 공정 및 열처리 공정 중 적어도 1개 이상의 후속 공정을 선택하여 작업자 또는 3차원 텍스타일 이송 로봇에 통보하여 3차원 텍스타일(T)을 연신부(20) 또는 열처리부(30)로 이송하게 한다. When a three-dimensional textile (T) semi-finished product having a desired three-dimensional race pattern is formed by the three-dimensional printer 10, the material determining unit 15 determines the type of resin of the three-dimensional textile T, (Not shown) to the operator or the three-dimensional textile transport robot to feed the three-dimensional textile T to the stretching unit 20 or the heat treatment unit 30 .

상기 연신부(20)에서는 3차원 텍스타일(T)을 일방향 또는 이방향 이상의 방향으로 연신한다(단계 S3). 상기 3차원 텍스타일(T)이 연신되면, 텍스타일의 가로 및 세로 크기는 증가하고, 두께는 감소하며, 연신 공정 후 3차원 텍스타일의 유연성이 증가하게 된다. The stretching portion 20 stretches the three-dimensional textile T in one or more directions (Step S3). When the three-dimensional textile (T) is stretched, the width and length of the textile increase, the thickness decreases, and the flexibility of the three-dimensional textile increases after the stretching process.

상기 연신 공정은 일축연신, 이축연신, 롤연신, 롤러연신 등을 적용할 수 있고, 연신 공정에서는 3차원 텍스타일에 대한 연신 속도, 연신 온도, 압력 조건 등이 선정된다.The stretching process may be uniaxial stretching, biaxial stretching, roll stretching, roller stretching, or the like. In the stretching process, the stretching speed, stretching temperature, pressure condition, and the like for the three-dimensional textile are selected.

상기와 같이 연신 공정을 통해 3차원 텍스타일(T)의 연신이 이루어지면, 3차원 텍스타일을 열처리부(30)에 투입하여 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리한다(단계 S4). 이러한 열처리를 통해 3차원 텍스타일(T)의 결정화가 진행되어 수축률이 감소하고, 강도(특히 인장강도)는 증가하게 된다. After the stretching of the three-dimensional textile (T) is completed through the stretching process as described above, the three-dimensional textile is put into the heat treatment unit 30 to apply heat to the three-dimensional textile to perform heat treatment (step S4). Through this heat treatment, the crystallization of the three-dimensional textile (T) proceeds, the shrinkage rate decreases, and the strength (especially tensile strength) increases.

상기 3차원 프린터(10)에서 만들어진 3차원 텍스타일의 소재가 탄성율이 큰 TPU 등의 수지로 된 필라멘트일 경우에는 상기 열처리부(30)에 의한 열처리 공정(단계 S4)은 생략될 수 있는데, 탄성율이 큰 TPU 등의 수지는 연신 공정을 수행한 후 열처리 공정을 생략하더라도 강하고 유연한 성능을 제공하는 미세구조 제어가 된 3차원 텍스타일을 구현할 수 있다. In the case where the material of the three-dimensional textile fabricated by the three-dimensional printer 10 is a filament made of a resin such as TPU having a high elastic modulus, the heat treatment step (step S4) by the heat treatment section 30 may be omitted, A resin such as a large TPU can realize a microstructure-controlled three-dimensional textile that provides strong and flexible performance even after the stretching process and the heat treatment process are omitted.

그리고 PLA 등의 열가소성 고분자 수지를 적용할 경우에는 연신 공정 이후에 열처리 공정을 수행하여 유연성 및 강도 향상을 위한 미세구조 제어를 수행하는 것이 바람직하다. When a thermoplastic polymer resin such as PLA is applied, it is preferable to carry out a heat treatment process after the stretching process to perform microstructure control for improving flexibility and strength.

도 6은 상기 단계 S1에서 3차원 모델링 프로그램에 의해 얻어진 레이스 문양의 다른 예 들과, 각각의 레이스 문양을 3차원 프린터(10)에 적용하여 만들어진 3차원 텍스타일, 상기 3차원 텍스타일을 각각 의복에 적용한 예를 나타낸다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of applying the three-dimensional modeling program to the three-dimensional printer 10 according to another example of the three-dimensional modeling program obtained in step S1, For example.

본 발명의 3차원 텍스타일에 적용될 수 있는 레이스 문양은 도 6에 도시한 실시예 들 외에도 도 7에 도시한 것과 같은 다양한 문양의 레이스가 적용되어 3차원 텍스타일로 제조될 수 있다. The race pattern that can be applied to the three-dimensional textile of the present invention may be made of a three-dimensional textile by applying various patterns of race as shown in Fig. 7 in addition to the embodiments shown in Fig.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

10 : 3차원 프린터 11 : 노즐
12 : 베드 20 : 연신부
30 : 열처리부10: Three-dimensional printer 11: Nozzle
12: Bed 20: Drawing part
30: Heat treatment unit

Claims (8)

제조하고자 하는 레이스 문양 및 출력 조건을 입력하는 입력부와, 상기 입력부에 입력된 출력 조건에 따라 전후좌우(X축-Y축) 방향 및 상하(Z축) 방향으로 이동하면서 베드 위에 수지 필라멘트를 용융하면서 토출하여 3차원 텍스타일을 출력하는 노즐 및, 상기 입력부에서 입력된 정보에 따라 노즐의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 3차원 프린터와;
상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일을 일방향 또는 여러 방향으로 연신하는 연신부(drawing unit)와;
상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 열처리부와;
상기 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일의 수지 종류를 판단하는 소재판단부;
를 포함하며,
상기 3차원 프린터에 입력하는 출력 조건은, 3차원 텍스타일의 채우기, 레이어(layer) 높이, 출력속도, 노즐온도, 베드 온도를 포함하고,
상기 소재판단부에서 판단된 3차원 텍스타일의 수지 종류에 따라 상기 연신부에 의한 연신 공정과 상기 열처리부에 의한 열처리 공정 중 어느 하나 이상을 선택적으로 수행하고,
상기 연신부는 서로 일정 간격 이격되게 설치된 한 쌍의 연신롤러와, 상기 연신롤러의 상부에 배치되어 3차원 텍스타일이 연신롤러 사이를 통과하면서 연신되도록 3차원 텍스타일의 일단부를 파지하여 상측으로 당기는 드로워(drawer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템.(X axis-Y axis) direction and up and down (Z axis) direction according to the output condition inputted to the input unit, and melts the resin filament on the bed A three-dimensional printer having a nozzle for ejecting and outputting a three-dimensional textile, and a control unit for controlling the operation of the nozzle according to the information input from the input unit;
A drawing unit for drawing the three-dimensional textile outputted from the three-dimensional printer in one direction or in various directions;
A thermal processing unit for applying heat to the three-dimensional textile outputted from the three-dimensional printer to perform heat treatment;
A material determination unit for determining a resin type of the three-dimensional textile output from the three-dimensional printer;
/ RTI >
The output condition input to the three-dimensional printer includes a fill of a three-dimensional textile, a layer height, an output speed, a nozzle temperature, and a bed temperature,
Wherein the stretching process by the stretching unit and the heat treatment process by the heat treatment unit are selectively performed according to the resin type of the three-dimensional textile determined by the material judgment unit,
The stretching unit includes a pair of stretching rollers spaced apart from each other by a predetermined distance, a drawer disposed on the stretching roller and gripping one end of the three-dimensional textile so that the three-dimensional textile is stretched while passing between the stretching rollers, drawer), and the three-dimensional textile manufacturing system using the three-dimensional printer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템을 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법으로서,
(S1) 3차원 프린터에 제조하고자 하는 레이스 문양 및 프린팅 조건을 입력하는 단계;
(S2) 3차원 프린터로 상기 입력된 레이스 문양을 갖는 수지 재질의 3차원 텍스타일을 출력하는 단계;
(S3) 상기 3차원 프린터에 의해 출력된 3차원 텍스타일을 일방향 또는 여러 방향으로 연신하는 단계;
(S4) 상기 3차원 프린터에 의해 출력된 3차원 텍스타일에 열을 가하여 열처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 (S1) 단계는, 3차원 모델링 프로그램으로 레이스 문양을 모델링하는 단계, 상기 3차원 모델링프로그램에서 모델링된 레이스 문양의 파일을 3차원 프린터의 출력프로그램에서 G-code 파일 형태로 변환하는 단계, 상기 3차원 프린터의 입력부를 통해 텍스타일의 채우기, 레이어(layer) 높이, 출력속도, 노즐온도, 베드 온도를 포함하는 출력 조건을 입력하는 단계를 포함하고,
상기 (S1) 단계를 수행한 후, 3차원 프린터에서 출력된 3차원 텍스타일의 수지 종류를 판단하여, 출력된 3차원 텍스타일의 수지 종류에 따라 상기 3차원 텍스타일을 연신하는 단계(S3)와 열처리 단계(S4) 중 어느 하나 이상의 단계를 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 텍스타일 제조 방법.A method of manufacturing a three-dimensional textile using the three-dimensional textile manufacturing system according to claim 1,
(S1) inputting a race pattern and a printing condition to be produced in the three-dimensional printer;
(S2) outputting a three-dimensional textile of a resin material having the input race pattern to a three-dimensional printer;
(S3) stretching the three-dimensional textile outputted by the three-dimensional printer in one direction or in various directions;
(S4) applying heat to the three-dimensional textile outputted by the three-dimensional printer to perform heat treatment;
Lt; / RTI >
The step (S1) includes the steps of modeling a race pattern with a three-dimensional modeling program, converting a race pattern file modeled in the three-dimensional modeling program into a G-code file format in an output program of the 3D printer, Inputting an output condition including a fill of a textile, a layer height, an output speed, a nozzle temperature, and a bed temperature through an input unit of the 3D printer,
After the step (S1), a step S3 of determining the resin type of the three-dimensional textile output from the three-dimensional printer and extending the three-dimensional textile according to the type of the resin of the output three- (S4). ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete
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