소비자 제품에 사용된 라티스 구조의 특성 활용 사례 연구

김지헌

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김지헌 (명지대학교 디자인학부 산업디자인전공)

저널정보: 한국기초조형학회 기초조형학연구 기초조형학연구 제23권 제1호

발행연도: 2022.2

수록면: 133 - 146 (14page)

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라티스 구조는 구조의 모양, 패턴, 소재에 따라 기계적 성질을 조절할 수 있는 특성으로 우주항공, 운송기기, 의료기기 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 최근 소비자 제품에서도 라티스 구조의 특성을활용한 다양한 제품이 소개되고 있으며, 소비의 주체인 소비자 개개인이 중요해지는 소비재 시장에서데이터를 기반으로 사용 목적에 가장 적합한 디자인을 할 수 있는 라티스 구조의 활용 가치는 더 높아질 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 라티스 구조가 사용된 소비자 제품의 특성과 구조의 활용방식을 조사하여 라티스 구조의 활용 동향을 파악하고 발전 방향을 모색하였다. 사례조사에 사용된 라티스 구조가 사용된 제품은 기계적 성질을 자유롭게 조절할 수 있는 적층식으로 제조된 것으로 한정되었으며, 구조의 크기는 소비자 제품에서 보편적으로 사용하는 메소스케일로 한정되었다. 연구 방법은선행 연구를 통해 유닛 셀의 구조, 유닛 셀의 배열, 구조의 특성, 제조 방법, 소재에 대한 사례분석 모형을 제작하고 사례분석을 실시했다. 사례분석 결과 라티스 구조가 적용된 제품 대부분은 목적에 따라원하는 곳의 기계적 성질을 자유롭게 조절할 수 있는 스트럿-노드 유닛 셀 구조가 주로 사용되고 있었으며, 외형의 모습이 중요한 소비자 제품의 특성상 대부분 등각 라티스가 사용되었다. 하나의 구조에서는 동시에 여러 가지 특성이 활용되고 있었으며, 그중 커스터마이징이 가능한 특성을 이용하는 사례가 가장 많았다. 적층식 제조 방식 중 가장 높은 해상력과 빠른 제조 방식이 주로 사용되고 있었고, 여러 기업에서 지속적으로 개발 중인 것을 알 수 있었다. 이와 같은 조사를 통해 라티스 구조는 적층식 제조법과 함께 상호 보완적으로 발전하면서, 데이터 기반의 정밀한 인간공학적 제품, 고객의 세분화된 니즈에 신속하고 정확한 대응, 구조의 기능을 미적 요소로 사용한 개성표현의 수단으로서 사람들에게 새로운 제품 경험을 제공할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 라티스 구조는 적층식 제조 기술과함께 변화하는 소비자 시장에 적합한 형식으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

Lattice structures have been studied in various fields such as aerospace, automobile, and medical devices, as their mechanical properties can be adjusted based on changes in the shape, pattern, and material. Recently, various products using lattice structures have been introduced in consumer products. In the consumer goods market, where individual consumers are becoming more important, the value of lattice structures is expected to increase since they can be designed based on the data best suited for use. In this study, I investigated the characteristics of lattice structures in consumer products and the method of use of the structure to identify the usage trend and search for the development direction. The lattice structures used in the case study were limited to additively manufactured products whose mechanical properties can be adjustable, and the size of the structures was limited to the mesoscale commonly used in consumer products. A case analysis model was created based on previous studies and they were analyzed by the created elements: the structure of the unit cells, the arrangement of the unit cells, the characteristics of the structure, the manufacturing methods, and the materials. As a result of case analysis, most products used a struts-and-nodes unit cell that the mechanical properties can be freely adjusted, and a conformal lattice was mainly used as appearance plays an important role in consumer products. In one structure, several characteristics were used simultaneously, and customization was the most frequently used characteristic. The fastest and the highest resolution additive manufacturing method(AM) is mainly used, and several companies are continuously developing it. Through this investigation, it was found that AM and lattice structure developed complementary to each other, providing people with new product experiences: precise ergonomic products based on data, quick and accurate response to customer’s segmented needs, a means of expressing individuality using the function of structure as an aesthetic element. Therefore, it is expected that the lattice structures can be utilized properly in the changing consumer market along with AM.

#라티스 구조 #소비자 제품 #적층식 제조 #additive manufacturing #consumer product #lattice structure

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