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KR101674546B1 - 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법 - Google Patents

3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법 Download PDF

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KR101674546B1
KR101674546B1 KR1020160067523A KR20160067523A KR101674546B1 KR 101674546 B1 KR101674546 B1 KR 101674546B1 KR 1020160067523 A KR1020160067523 A KR 1020160067523A KR 20160067523 A KR20160067523 A KR 20160067523A KR 101674546 B1 KR101674546 B1 KR 101674546B1
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KR
South Korea
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dimensional
textile
printer
dimensional textile
stretching
Prior art date
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KR1020160067523A
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English (en)
Inventor
이선희
김수양
원윤혜
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 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 것으로, 본 발명에 따른 3차원 텍스타일 제조 방법은, (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 포함하는 것을 특징으로 한다.

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}
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.
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.
이러한 2차원적인 텍스타일 제조 방식에 의해 만들어진 텍스타일은 평이하고 단조로울 뿐 아니라 입체감이 없다는 결점이 있다.
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.
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.
등록특허 제10-0999348호(2010.12.02. 등록) 등록특허 제10-1524066호(2015.05.22. 등록) 공개특허 제10-2015-0132587호(2015.11.25. 공개)
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.
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.
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.
상기한 것과 같은 본 발명에 따른 3차원 텍스타일 제조 시스템을 이용한 3차원 텍스타일 제조 방법은,
(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 포함하는 것을 특징으로 한다.
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.
본 발명에 따르면, 원하는 입체 형태의 레이스 문양을 갖는 3차원 텍스타일을 3차원 프린터를 이용하여 제조할 수 있으므로 저렴한 가격으로 3차원 텍스타일을 제조할 수 있다.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 프린터를 이용한 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 3차원 텍스타일 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
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.
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.
상기 3차원 프린터(10)는 공지의 FDM 방식의 3차원 프린터를 그대로 적용하여 구성할 수 있으므로 그 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 3차원 프린터(10)에는 3차원 모델링프로그램에서 모델링된 파일을 G-code 파일 형태로 변환하는 G-code 생성기(generator)가 구비되어 있다.
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.
상기 3차원 프린터(10)의 입력부(13)를 통해 입력하는 텍스타일의 출력 조건은 텍스타일의 채우기, 레이어(layer) 높이, 출력속도, 노즐온도, 베드 온도 등을 포함한다.
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.
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.
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.
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.
이외에도 다양한 공지의 연신장치를 이용하여 연신부(20)를 구성할 수 있을 것이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 연신 공정은 일축연신, 이축연신, 롤연신, 롤러연신 등을 적용할 수 있고, 연신 공정에서는 3차원 텍스타일에 대한 연신 속도, 연신 온도, 압력 조건 등이 선정된다.
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.
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.
그리고 PLA 등의 열가소성 고분자 수지를 적용할 경우에는 연신 공정 이후에 열처리 공정을 수행하여 유연성 및 강도 향상을 위한 미세구조 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
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.
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.
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.
10 : 3차원 프린터 11 : 노즐
12 : 베드 20 : 연신부
30 : 열처리부

Claims (8)

  1. 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.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 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.
  7. 삭제
  8. 삭제
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970278B1 (ko) 2018-02-06 2019-04-18 동아대학교 산학협력단 레이스형 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 레이스형 3차원 텍스타일 제조 방법
WO2022097782A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 국민대학교 산학협력단 의류 제작용 3d 프린터
WO2022097781A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 국민대학교 산학협력단 의류 제작용 3d 프린터
WO2023039250A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Opt Industries, Inc. Fabric and methods for designing and manufacturing fabric

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070047253A (ko) * 2007-02-14 2007-05-04 대은산업(주) 밴드원단 연신용 가열장치 및 포장용 밴드 생산방법
KR100999348B1 (ko) 2005-10-24 2010-12-09 강기용 3차원 텍스타일 디자인 방법, 및 텍스타일 디자인프로그램을 기록한 컴퓨터-판독가능 저장매체
KR101524066B1 (ko) 2014-06-18 2015-05-29 (주) 태양멀티텍 입체적 무늬를 갖는 의류의 제조방법
KR20150109758A (ko) * 2014-03-20 2015-10-02 한국과학기술연구원 3d 프린팅 촉각패턴 및 3d 프린터를 이용한 그의 제조방법
KR20150132587A (ko) 2013-04-04 2015-11-25 나이키 이노베이트 씨.브이. 3d 프린팅에 의한 이미지 보정
CN204869665U (zh) * 2015-01-27 2015-12-16 常州市东科电子科技有限公司 一种制造厚绒布的3d打印装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100999348B1 (ko) 2005-10-24 2010-12-09 강기용 3차원 텍스타일 디자인 방법, 및 텍스타일 디자인프로그램을 기록한 컴퓨터-판독가능 저장매체
KR20070047253A (ko) * 2007-02-14 2007-05-04 대은산업(주) 밴드원단 연신용 가열장치 및 포장용 밴드 생산방법
KR20150132587A (ko) 2013-04-04 2015-11-25 나이키 이노베이트 씨.브이. 3d 프린팅에 의한 이미지 보정
KR20150109758A (ko) * 2014-03-20 2015-10-02 한국과학기술연구원 3d 프린팅 촉각패턴 및 3d 프린터를 이용한 그의 제조방법
KR101524066B1 (ko) 2014-06-18 2015-05-29 (주) 태양멀티텍 입체적 무늬를 갖는 의류의 제조방법
CN204869665U (zh) * 2015-01-27 2015-12-16 常州市东科电子科技有限公司 一种制造厚绒布的3d打印装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970278B1 (ko) 2018-02-06 2019-04-18 동아대학교 산학협력단 레이스형 3차원 텍스타일 제조 시스템 및 이를 이용한 레이스형 3차원 텍스타일 제조 방법
WO2022097782A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 국민대학교 산학협력단 의류 제작용 3d 프린터
WO2022097781A1 (ko) * 2020-11-05 2022-05-12 국민대학교 산학협력단 의류 제작용 3d 프린터
US11898280B2 (en) 2020-11-05 2024-02-13 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foundation Clothing-manufacturing knitting machine
US11898281B2 (en) 2020-11-05 2024-02-13 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foundation Clothing-manufacturing knitting machine
WO2023039250A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Opt Industries, Inc. Fabric and methods for designing and manufacturing fabric

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