KR102180198B1 - A method for manufacturing an article using a 3 dimensional printing - Google Patents

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KR102180198B1
KR102180198B1 KR1020190115452A KR20190115452A KR102180198B1 KR 102180198 B1 KR102180198 B1 KR 102180198B1 KR 1020190115452 A KR1020190115452 A KR 1020190115452A KR 20190115452 A KR20190115452 A KR 20190115452A KR 102180198 B1 KR102180198 B1 KR 102180198B1
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photocurable resin
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KR1020190115452A
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김동건
김효준
박건욱
유재근
전성표
유원호
심재륜
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한국신발피혁연구원
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • B29K2101/00Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12Thermoplastic materials

Abstract

The present invention relates to a production method of a molded product capable of enhancing durability and, more specifically, to a production method of a molded product, comprising: a first step of molding a base structure by 3D printing a thermoplastic resin; and a second step of immersing the base structure in a photo-curable resin solution and then irradiating light to form a smooth layer on a surface of the base structure.

Description

3D 프린팅을 이용한 성형체의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING AN ARTICLE USING A 3 DIMENSIONAL PRINTING}Manufacturing method of molded body using 3D printing {A METHOD FOR MANUFACTURING AN ARTICLE USING A 3 DIMENSIONAL PRINTING}

본 발명은 3D 프린팅을 이용한 성형체의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는, 2종 이상의 3D 프린팅 기법을 병용한 성형체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a molded article using 3D printing, and more particularly, to a method for manufacturing a molded article using two or more 3D printing techniques in combination.

3D 프린터란 3차원 도면(데이터)을 바탕으로 실물의 입체 모양을 그대로 인쇄(성형)하는 장치를 말한다. 즉, CAD 또는 3D 모델링 프로그램 등을 이용하여 3차원 도면을 완성한 후, 소정 데이터 인터페이스를 통해 해당 데이터가 프린터 측으로 전송되고, 이에, 3D 프린터는 전송된 도면 데이터를 기초로 해당 성형체를 만드는 과정을 수행하게 된다. 구체적으로, 해당 도면 데이터를 기초로 가상적인 단면을 만들어낸 후 금속 혹은 폴리머 등의 재료를 노즐을 통해 분사하면서 연속적인 층을 생성하고 융합함에 따라 해당 성형체가 제작된다.A 3D printer refers to a device that prints (shapes) a three-dimensional shape of a real object as it is based on a three-dimensional drawing (data). That is, after completing a 3D drawing using a CAD or 3D modeling program, the corresponding data is transmitted to the printer through a predetermined data interface, and the 3D printer performs a process of creating the corresponding molded body based on the transmitted drawing data. Is done. Specifically, after creating a virtual cross-section based on the drawing data, the molded body is manufactured by spraying a material such as metal or polymer through a nozzle to create and fuse a continuous layer.

3D 프린팅은 건축, 구조(AEC), 공업디자인, 자동차, 항공우주산업, 엔지니어링, 의료산업, 생물공학, 패션, 신발 등 다양한 제조업 분야에 적용되고 있다.3D printing is applied to various manufacturing fields such as architecture, structure (AEC), industrial design, automobile, aerospace, engineering, medical industry, biotechnology, fashion, and footwear.

3D 프린팅 기술은 액체 기반 재료를 부분적으로 소결시켜 성형체를 제작하는 SLA(stereolithography) 방식과, 분말 기반 재료를 소결시켜 제작하는 SLS(selective laser sintering) 방식과, 고체 기반 재료를 토출시켜 성형체를 제작하는 FDM(fused deposition modeling) 등 다양한 방식이 있다.The 3D printing technology is the SLA (stereolithography) method, which produces a molded body by partially sintering a liquid-based material, the SLS (selective laser sintering) method, which produces a powder-based material by sintering it, and There are various methods such as fused deposition modeling (FDM).

특히, 가격이 저렴하고 크기가 작아 널리 보급된 FDM 방식의 3D 프린터는 품질 개선이 시급한 실정이다. FDM 방식의 3D 프린터는 플라스틱 필라멘트 등을 노즐의 열로 녹여 액체로 만든 후 이를 한 층씩 쌓아 입체 모형을 만드는 방식의 3D 프린터를 말한다. 이 같은 기술의 특성상 완성된 입체 모형의 표면에는 층이 선명하게 드러날 수밖에 없다. 층층이 나뉜 표면이 마치 계단처럼 그대로 겉면에 노출되는 것이다.In particular, the FDM type 3D printer, which has been widely distributed due to its low price and small size, is in an urgent need for quality improvement. The FDM type 3D printer refers to a 3D printer in which plastic filaments are melted with the heat of a nozzle to make a liquid, and then stacked one by one to create a three-dimensional model. Due to the nature of such technology, the layers are inevitably visible on the surface of the completed three-dimensional model. The layered surface is exposed to the surface as it is like a staircase.

입체 모형을 적층할 때, 한 층의 두께를 최대한 얇게 설정하여 이러한 문제를 해결할 수 있으나, 너무 얇게 층을 쌓아 올리면 완성된 모형의 강도가 약해질 수 있다. 또한, 플라스틱 수지를 녹인 액체를 압출하여 적층하는 방식이기 때문에 층의 두께를 얇게 만드는 것에도 한계가 있다.When stacking a three-dimensional model, this problem can be solved by setting the thickness of one layer as thin as possible, but if the layer is stacked too thinly, the strength of the finished model may be weakened. In addition, since it is a method of extruding and laminating a liquid melted with a plastic resin, there is a limit to making the layer thickness thin.

최근 출시된 FDM 방식의 3D 프린터는 대부분 약 0.1mm 두께로 인쇄할 수 있거나 이보다 얇은 두께로 설정할 수 있도록 지원하고 있지만, 두께를 너무 얇게 설정할 경우 인쇄 속도가 현저하게 느려진다.Most of the recently released FDM type 3D printers support printing with a thickness of about 0.1mm or to be set to a thickness smaller than this, but if the thickness is set too thin, the printing speed is significantly slowed.

완성된 모형의 강도가 약하다는 점도 향후 3D 프린팅 기술이 해결해야 할 과제 중 하나다. 3D 프린터의 기본 조형 원리는 모형을 아래부터 위로 한 층 한 층 쌓아 올리는 방식이다. 완성된 모형에 수직으로 가해지는 압력에는 잘 버틸 수 있지만, 수평으로 작용하는 충격이나 압력에는 쉽게 파손된다.The weak strength of the finished model is one of the challenges that 3D printing technology must solve in the future. The basic printing principle of 3D printers is a method of stacking models layer by layer from bottom to top. It can withstand the pressure applied vertically to the finished model, but it is easily damaged by impact or pressure acting horizontally.

모형의 강도를 높이기 위해서는 적층되는 층의 두께를 가급적 얇게 하는 것이 유리하다. 모형의 밀도를 증가시킬 수 있기 때문이다. 하지만 이는 근본적인 문제를 해결해 주지 않는다. 아무리 높은 밀도로 모형을 만들어도, 소재의 특성에 따라 작은 충격에도 쉽게 파손될 수 있기 때문이다.In order to increase the strength of the model, it is advantageous to make the layer to be laminated as thin as possible. This is because it can increase the density of the model. However, this does not solve the fundamental problem. This is because no matter how high density the model is made, it can be easily damaged even with a small impact depending on the characteristics of the material.

한편, 3D 프린팅 기술의 발달에 힘입어 한국등록특허 제10-1601688호 등과 같이 신발 제조에 3D 프린터를 적용한 기술이 현재 개발되고 있는데, 이 경우 맞춤형 신발을 제조하기 위한 시스템과 장치의 구성이 복잡하고, 신발창 등의 특정 부재에 제한적으로 적용되는 한계가 있다. 또한, 전술한 것과 같이 발포 적층 성형 방식으로 제조된 신발의 외관 물성이 저하되는 문제가 있다.On the other hand, thanks to the development of 3D printing technology, technologies that apply a 3D printer to shoe manufacturing, such as Korean Patent No. 10-1601688, are currently being developed. In this case, the configuration of a system and device for manufacturing customized shoes is complicated. There are limitations that are limitedly applied to certain members, such as shoes and soles. In addition, as described above, there is a problem that the appearance physical properties of the shoes manufactured by the foam lamination molding method are deteriorated.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열가소성 수지를 3D 프린팅하여 성형한 베이스 구조의 경사면 또는 굴곡면에 존재하는 표면 단차를 제거하여 성형체의 외관 물성을 개선할 수 있고, 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 결합력을 강화하여 수평 방향으로 작용하는 충격이나 압력에 대한 내구성을 개선할 수 있는 성형체의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to improve the appearance properties of a molded article by removing surface steps that exist on the inclined or curved surfaces of the base structure molded by 3D printing a thermoplastic resin. It is possible to provide a method of manufacturing a molded article capable of improving durability against impact or pressure acting in a horizontal direction by strengthening the bonding force between the layers forming the base structure.

본 발명의 일 측면은, 열가소성 수지를 3D 프린팅하여 베이스 구조를 성형하는 제1 단계; 및 상기 베이스 구조를 광경화성 수지 용액에 침지한 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층을 형성하는 제2 단계;를 포함하는 성형체의 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention, a first step of molding a base structure by 3D printing a thermoplastic resin; And a second step of immersing the base structure in a photocurable resin solution and then irradiating light to form a smooth layer on the surface of the base structure.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 단계는 FDM(fused deposition modeling), SLS(selective laser sintering) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의해 이루어질 수 있다.In one embodiment, the first step may be performed by one selected from the group consisting of fused deposition modeling (FDM), selective laser sintering (SLS), and combinations thereof.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 단계는 SLA(stereolithography), DLP(digital light processing) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의해 이루어질 수 있다.In an embodiment, the second step may be performed by one selected from the group consisting of stereolithography (SLA), digital light processing (DLP), and combinations thereof.

일 실시예에 있어서, 상기 베이스 구조의 광 투과율은 20% 이상일 수 있다.In one embodiment, the light transmittance of the base structure may be 20% or more.

일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리우레탄(polyurethane), 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the thermoplastic resin is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyurethane ( polyurethane), a thermoplastic elastomer, and a combination of two or more of them may be one selected from the group consisting of.

일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyleneterephtalate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드66(polyamide66), 변성 폴리페닐렌 옥사이드(modified polyphenylene oxide), 폴리프탈아미드(polyphtalamide), 액정고분자(liquid crystal polymer), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the thermoplastic resin is polycarbonate, polybutyleneterephtalate, polyoxymethylene, polyamide 6, polyamide 66, modified polyphenylene Oxide (modified polyphenylene oxide), polyphtalamide (polyphtalamide), liquid crystal polymer (liquid crystal polymer), polyether ether ketone (polyether ether ketone), polyimide (polyimide), polyamide (polyamide) and a combination of two or more of these It may be one selected from the group consisting of.

일 실시예에 있어서, 상기 광경화성 수지 용액은 광경화성 수지, 광개시제 및 용매를 포함할 수 있다.In one embodiment, the photocurable resin solution may include a photocurable resin, a photoinitiator, and a solvent.

일 실시예에 있어서, 상기 광경화성 수지는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 헥산디올디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the photocurable resin is methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate , Polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, urethane acrylate and among them It may be one selected from the group consisting of two or more combinations.

일 실시예에 있어서, 상기 광은 가시광선, 레이저빔, 자외선(UV), 전자빔 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the light may be one selected from the group consisting of visible light, laser beam, ultraviolet (UV), electron beam, and a combination of two or more of them.

일 실시예에 있어서, 상기 성형체는 신발 부재일 수 있다.In one embodiment, the molded body may be a shoe member.

본 발명의 일 측면에 따른 성형체의 제조방법은, 열가소성 수지를 3D 프린팅하여 성형한 베이스 구조를 광경화성 수지 용액에 침지한 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층을 형성함으로써, 상기 베이스 구조의 경사면 또는 굴곡면에 존재하는 표면 단차를 제거하여 성형체의 외관 물성을 개선할 수 있고, 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 결합력을 강화하여 수평 방향으로 작용하는 충격이나 압력에 대한 내구성을 개선할 수 있다.A method of manufacturing a molded article according to an aspect of the present invention is to form a smooth layer on the surface of the base structure by immersing a base structure molded by 3D printing a thermoplastic resin in a photocurable resin solution, and then irradiating light. It is possible to improve the appearance properties of the molded body by removing the surface step that exists on the inclined or curved surface of the structure, and improve the durability against impact or pressure acting in the horizontal direction by strengthening the bonding force between the layers forming the base structure. have.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체의 단면을 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 성형체의 제조방법을 도식화한 것이다.
1 is a schematic diagram of a method of manufacturing a molded article according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a molded article according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a method of manufacturing a molded article according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 측면은, 열가소성 수지를 3D 프린팅하여 베이스 구조를 성형하는 제1 단계; 및 상기 베이스 구조를 광경화성 수지 용액에 침지한 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층을 형성하는 제2 단계;를 포함하는 성형체의 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention, a first step of molding a base structure by 3D printing a thermoplastic resin; And a second step of immersing the base structure in a photocurable resin solution and then irradiating light to form a smooth layer on the surface of the base structure.

상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리우레탄(polyurethane), 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 범용 플라스틱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The thermoplastic resin is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyurethane, thermoplastic elastomer ( thermoplastic elastomer) and a combination of two or more of them may be one general-purpose plastic, but is not limited thereto.

본 명세서에 사용된 용어, "범용 플라스틱(commodity plastics)"은 일반적인 플라스틱의 물성을 가진 플라스틱을 의미한다.As used herein, the term "commodity plastics" refers to plastics having properties of general plastics.

본 명세서에 사용된 용어, "열가소성 엘라스토머"는 실온에서 고무의 성질, 즉, 탄성을 가지지만 고온에서는 가소화되어 각종 성형 가공이 가능한 고분자 재료를 의미한다. 예를 들어, 상기 열가소성 엘라스토머는 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 염화비닐계 및 이들 중 2 이상의 조합 또는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the term "thermoplastic elastomer" refers to a polymer material that has the properties of rubber at room temperature, that is, elasticity, but is plasticized at high temperature to allow various molding processes. For example, the thermoplastic elastomer may be one selected from the group consisting of polystyrene-based, polyolefin-based, polyurethane-based, polyester-based, vinyl chloride-based, and combinations or copolymers of two or more of them, but is not limited thereto.

또한, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyleneterephtalate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드66(polyamide66), 변성 폴리페닐렌 옥사이드(modified polyphenylene oxide), 폴리프탈아미드(polyphtalamide), 액정고분자(liquid crystal polymer), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 엔지니어링 플라스틱 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the thermoplastic resin is polycarbonate, polybutyleneterephtalate, polyoxymethylene, polyamide 6, polyamide 66, modified polyphenylene oxide (modified polyphenylene). oxide), polyphtalamide, liquid crystal polymer, polyether ether ketone, polyimide, polyamide, and a combination of two or more of these It may be one engineering plastic or super engineering plastic, but is not limited thereto.

본 명세서에 사용된 용어, "엔지니어링 플라스틱(engineering plastics)"은 범용 플라스틱의 최대 단점인 열적 성질과 기계적 강도를 보완하여 공학 소재(engineering material)에 적용할 수 있는 물성을 가지는 플라스틱을 의미하며, "슈퍼 엔지니어링 플라스틱(super-engineering plastics)"은 엔지니어링 플라스틱보다 열적 및 기계적 물성이 더욱 개선된 고기능성 플라스틱을 의미한다.The term "engineering plastics" as used herein refers to plastics having physical properties that can be applied to engineering materials by supplementing the thermal properties and mechanical strength, which are the biggest disadvantages of general-purpose plastics, and " "Super-engineering plastics" refers to highly functional plastics with improved thermal and mechanical properties than engineering plastics.

상기 범용 플라스틱과 상기 엔지니어링 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱은 상기 열가소성 수지의 기지 상으로서 상호 독립적으로 사용될 수 있고, 최종 제품의 용도, 물성, 제조 비용 등을 고려하여 필요에 따라 혼합하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 엔지니어링 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 고유 물성을 구현하고자 하나, 상업적 구득 가능성이 낮고 제조 비용이 상승할 수 있으므로 범용 플라스틱을 일정 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.The general-purpose plastic and the engineering or super engineering plastic may be used independently of each other as a matrix of the thermoplastic resin, and may be mixed and used as needed in consideration of the use, physical properties, and manufacturing cost of the final product. For example, although it is intended to realize the intrinsic properties of engineering or super engineering plastics, it is possible to mix and use general-purpose plastics at a certain ratio because the possibility of commercial acquisition is low and manufacturing costs may increase.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체의 제조방법을 도식화한 것이다.1 is a schematic diagram of a method of manufacturing a molded article according to an embodiment of the present invention.

상기 3D 프린팅은 제조하고자 하는 물체의 형상, 구조에 따라 구성된 패턴으로 복수의 층을 순차적으로 형성하여 물체를 형성하는 방법으로, 적층 가공이라고도 한다.The 3D printing is a method of forming an object by sequentially forming a plurality of layers in a pattern configured according to the shape and structure of the object to be manufactured, and is also referred to as additive processing.

도 1을 참고하면, 상기 제1 단계에서 상기 3D 프린팅은 FDM(fused deposition modeling), SLS(selective laser sintering) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나, 바람직하게는, FDM에 의해 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 1, in the first step, the 3D printing may be performed by one selected from the group consisting of fused deposition modeling (FDM), selective laser sintering (SLS), and combinations thereof, preferably by FDM. It is not limited thereto.

상기 FDM의 경우, 상기 베이스 구조를 이루는 각각의 층은 상기 열가소성 수지를 미리 정해진 온도로 예열된 노즐을 통해 디스펜싱하여 형성 및 적층될 수 있다.In the case of the FDM, each layer constituting the base structure may be formed and laminated by dispensing the thermoplastic resin through a nozzle preheated to a predetermined temperature.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체의 단면을 도식화한 것이다. 도 2를 참고하면, FDM 방식을 이용하여 열가소성 수지를 포함하는 필라멘트 등을 노즐의 열로 녹여 액체로 만든 후 이를 한 층씩 쌓아 입체 형상의 베이스 구조(100)를 만들 수 있다. 이 같은 기술의 특성상 상기 베이스 구조(100)가 경사면 또는 굴곡면을 포함하는 경우, 그 표면에 상기 층에 의한 단차가 선명하게 드러날 수 밖에 없고, 상기 단차는 마치 계단처럼 그대로 표면에 노출되어 성형체의 외관 물성을 저하시킬 수 있다.2 is a schematic cross-sectional view of a molded article according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a filament including a thermoplastic resin is melted by heat of a nozzle to form a liquid using the FDM method, and then the base structure 100 having a three-dimensional shape may be formed by stacking it layer by layer. Due to the nature of this technology, when the base structure 100 includes an inclined surface or a curved surface, the level difference due to the layer must be clearly revealed on the surface, and the level difference is exposed to the surface as it is like a staircase. Appearance properties can be deteriorated.

또한, 상기 베이스 구조(100)의 각 층은 수직 방향으로 적층되므로, 상기 베이스 구조에 수직으로 가해지는 압력에는 잘 버틸 수 있지만, 수평으로 작용하는 충격이나 압력에는 쉽게 파손될 수 있다.In addition, since each layer of the base structure 100 is stacked in a vertical direction, it can withstand the pressure applied vertically to the base structure, but can be easily damaged by impact or pressure acting horizontally.

이에 대해, 도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 베이스 구조(100)를 광경화성 수지 용액에 침지한 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층(200)을 형성함으로써, 상기 베이스 구조의 경사면 또는 굴곡면에 존재하는 표면 단차를 제거하여 성형체의 외관 물성을 개선할 수 있고, 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 결합력을 강화하여 수평 방향으로 작용하는 충격이나 압력에 대한 내구성을 개선할 수 있는 성형체의 제조방법을 제공하는 것이다.In contrast, referring to FIGS. 1 and 2, by immersing the base structure 100 in a photocurable resin solution and then irradiating light to form a smoothing layer 200 on the surface of the base structure, A molded article capable of improving the appearance properties of the molded article by removing the surface step that exists on the inclined or curved surface, and improving the durability against impact or pressure acting in the horizontal direction by strengthening the bonding force between the layers forming the base structure. It is to provide a method of manufacturing.

상기 베이스 구조(100)의 표면에 형성된 층 간 단차의 허용 가능한 수준을 고려하여 상기 광경화성 수지 용액의 종류, 조성, 함침 조건 등을 적절히 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 2(a) 및 도 2(b)는 각각 상기 성형체의 표면에 일정 수준의 단차가 허용되는 경우와 허용되지 않는 경우 최종적으로 제조된 성형체의 단면을 도식화한 것이다.The type, composition, and impregnation conditions of the photocurable resin solution may be appropriately adjusted in consideration of an allowable level of a step difference between layers formed on the surface of the base structure 100. For example, FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic cross-sections of the finally manufactured molded article when a certain level of step difference is allowed and not allowed on the surface of the molded article, respectively.

상기 제2 단계에서 상기 베이스 구조(100)를 상기 광경화성 수지 용액에 침지하면, 상기 베이스 구조(100)의 표면 중 적어도 일부, 바람직하게는, 전부가 상기 광경화성 수지 용액에 의해 도포될 수 있다. 도포된 상기 광경화성 수지 용액은 이러한 단차의 허용 여부와 무관하게 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 요입부에 인입될 수 있고, 인입된 상기 광경화성 수지 용액은 미리 정해진 광에 의해 경화되면서 층 간 결합력을 강화하여 수평 방향으로 작용하는 충격이나 압력에 대한 내구성을 개선할 수 있다.When the base structure 100 is immersed in the photocurable resin solution in the second step, at least a part, preferably, all of the surface of the base structure 100 may be applied by the photocurable resin solution. . The applied photocurable resin solution may be introduced into the concave portion between the layers constituting the base structure regardless of whether or not such a step difference is allowed, and the introduced photocurable resin solution is cured by a predetermined light, thereby increasing the bonding strength between the layers. By reinforcing, durability against impact or pressure acting in the horizontal direction can be improved.

상기 광경화성 수지 용액은 SLA(sterolithography) 및/또는 DLP(digital light processing) 방식의 3D 프린팅을 위해 통상적으로 사용되는 것이라면 그 종류와 조성이 특별히 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 상기 광경화성 수지 용액은 광경화성 수지, 광개시제 및 용매를 포함할 수 있다.The type and composition of the photocurable resin solution is not particularly limited as long as it is commonly used for 3D printing of SLA (sterolithography) and/or DLP (digital light processing). In general, the photocurable resin solution may include a photocurable resin, a photoinitiator, and a solvent.

상기 광경화성 수지는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 헥산디올디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The photocurable resin is methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate , Polyethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, urethane acrylate, and a group consisting of a combination of two or more of these It may be one selected from, but is not limited thereto.

상기 광개시제는 비스-아실포스핀옥사이드(bis-acylphosphine oxide), 페닐포스핀옥사이드(phenylphosphineoxide), 모노아크릴포스핀(monoacylphosphine), 알파-하이드록시케톤(α-hydroxyketone), 알파-아미노케톤 (α-aminoketone), (오-에톡시카르복실)옥심((o-ethoxycarboxy)oxime), 아세토페논(acetophenone), 페닐글리옥실릭(phenylglyoxylic), 벤질디메틸-케탈(benzyldimethyl-ketal), 미힐러케톤(michler's ketone), 이미다졸(imidazole), 메틸리디네트리스디메틸아닐린(methylidynetrisdimethylaniline), 아이도늄(iodonium), 설포니움티모네이트(sulfonium timonate), 설포니움포스포네이트(sulfonium phosphonate), 메탈로센(metallocene), 올리고머릭 알파-하이드로케톤(oligomeric α-hydroxyketone), 티오크산톤(thioxanthone), 벤조일-설파이드(benzoyl-sulphide), 벤조페논(benzophenone), 아미노벤조에이트(amino-benzoate), 히드록시시클로헥실페닐케톤(hydroxycyclohexylketone) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The photoinitiator is bis-acylphosphine oxide, phenylphosphineoxide, monoacylphosphine, alpha-hydroxyketone, alpha-aminoketone (α- aminoketone), (o-ethoxycarboxy)oxime), acetophenone, phenylglyoxylic, benzyldimethyl-ketal, Michler's ketone), imidazole, methylidynetrisdimethylaniline, idonium, sulfonium timonate, sulfonium phosphonate, metallocene (metallocene), oligomeric α-hydroxyketone, thioxanthone, benzoyl-sulphide, benzophenone, amino-benzoate, hydroxy It may be one selected from the group consisting of cyclohexylphenylketone and a combination of two or more of them, but is not limited thereto.

상기 용매는 톨루엔, n-헥세인(n-hexane), N,N-다이메틸폼아마이드(N,N-dimethylformamide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent may be one selected from the group consisting of toluene, n-hexane, N,N-dimethylformamide, and a combination of two or more of them, but is limited thereto. no.

한편, 상기 광경화성 수지 용액은, 필요에 따라, 착색제, 산화방지제, 안정화제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the photocurable resin solution may further include a colorant, an antioxidant, and a stabilizer, if necessary.

상기 산화방지제는 3,5-다이-터셔리-4-부틸하이드록시톨루엔(3,5-di-tertiary-4-butylhydroxy toluene), 테트라키스[메틸렌(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록실페닐)프로피오네이트메탄(tetrakis[methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate methane), 1,2-비스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나모일)하이드라진(1,2-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazine), 티오다이에틸렌비스[3-(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](thiodiethylene bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]), 옥타데실-3-(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 아이소트릴데실-3-(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(isotridecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate), N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나마이드)(N,N'-hexamethylene bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamamide)), 벤젠프로파노익에시드(benzenepropanoic acid), 3.5-비스(1,1-다이메틸에틸)-4-하이드록시-c7-9-브랜치드알킬에스터(3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-c7-9-branched alkyl esters), 2,2'-에틸이덴비스(4,6-다이-t-부틸페놀)(2,2'-ethylidenebis(4,6-di-tert-butylphenol)), 1,3,5-트리에틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠(1,3,5-triethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene), 1,3,5-트리스(2,6-다이메틸-3-하이드록시-4-t-부틸벤질)아이소시아누레이트(1,3,5-tris(2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-tert-butylbenzyl)isocyanurate), 트리에틸렌글리콜-비스-3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트(triethylene glycol-bis-3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate), 트리스-(3,5-다이-t-부틸하이드록시벤질)아이소시아누레이트(tris-(3,5-di-tert-butylhydroxybenzyl)isocyanurate), 4,4'-부틸이덴비스(6-t-부틸-3-메틸페놀)(4,4'-butylidenebis(6-tert-butyl-3-methylphenol)) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The antioxidant is 3,5-di-tertiary-4-butylhydroxy toluene (3,5-di-tertiary-4-butylhydroxy toluene), tetrakis [methylene (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxylphenyl)propionate methane (tetrakis(methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate methane), 1,2-bis(3,5-di-t-butyl-4- Hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazine (1,2-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazine), thiodiethylenebis[3-(3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl)propionate] (thiodiethylene bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]), octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl- 4-hydroxyphenyl)propionate (octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), isotryldecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate (isotridecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate), N,N'-hexamethylenebis(3,5-di-t-butyl- 4-hydroxyhydrocinnamide) (N,N'-hexamethylene bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamamide)), benzenepropanoic acid, 3.5-bis(1,1 -Dimethylethyl)-4-hydroxy-c7-9-branched alkyl esters (3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-c7-9-branched alkyl esters), 2,2' -Ethylidenebis (4,6-di-tert-butylphenol) (2,2'-ethylidenebis (4,6-di-tert-butylphenol)), 1,3,5-triethyl-2,4, 6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene (1,3,5-triethyl -2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene), 1,3,5-tris(2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-t- Butylbenzyl)isocyanurate (1,3,5-tris(2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-tert-butylbenzyl)isocyanurate), triethylene glycol-bis-3-(3-t-butyl- 4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate (triethylene glycol-bis-3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate), tris-(3,5-di-t-butyl Hydroxybenzyl) isocyanurate (tris-(3,5-di-tert-butylhydroxybenzyl)isocyanurate), 4,4'-butylidenebis(6-t-butyl-3-methylphenol) (4,4 It may be one selected from the group consisting of'-butylidenebis(6-tert-butyl-3-methylphenol)) and a combination of two or more of them, but is not limited thereto.

상기 안정화제는 다이에틸에탄올아민, 트리헥실아민, 힌더드아민, 유기인산염, 힌더드페놀 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The stabilizer may be one selected from the group consisting of diethylethanolamine, trihexylamine, hindered amine, organophosphate, hindered phenol, and a combination of two or more of them, but is not limited thereto.

상기 제2 단계에서 상기 광경화성 수지 용액이 도포된 상기 베이스 구조에 조사되는 상기 광은 가시광선, 레이저빔, 자외선(UV), 전자빔 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 자외선일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The light irradiated to the base structure to which the photocurable resin solution is applied in the second step may be one selected from the group consisting of visible light, laser beam, ultraviolet (UV), electron beam, and a combination of two or more thereof, Preferably, it may be ultraviolet rays, but is not limited thereto.

상기 광으로는, 상기 광경화성 수지 용액이 가시광선 영역에서 경화되는 소재인 경우에는 가시광선을 사용하고, 자외선 영역에서 경화가 이루어지는 소재인 경우에는 자외선을 사용하는 등, 광경화성 수지 용액의 성질에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. 반대로, 상기 광에 따라 상기 광경화성 수지 용액을 선택적으로 사용할 수도 있다.As the light, visible light is used when the photocurable resin solution is a material cured in the visible light range, and ultraviolet light is used when the material is cured in the ultraviolet light range, etc., depending on the properties of the photocurable resin solution. Can be used selectively according to. Conversely, the photocurable resin solution may be selectively used depending on the light.

한편, 상기 베이스 구조의 표면은 상기 베이스 구조의 외곽을 구성하는 표면뿐만 아니라, 상기 베이스 구조의 내부에서 외부를 향해 노출된 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 구조가 중공형 구조, 즉, 내부의 적어도 일부가 비어있는 구조를 가지는 경우, 상기 표면은 상기 베이스 구조의 외면 및 내면을 포함할 수 있다.Meanwhile, the surface of the base structure may include not only a surface constituting the outer periphery of the base structure, but also a surface exposed from the inside of the base structure toward the outside. For example, when the base structure has a hollow structure, that is, a structure in which at least part of the interior is empty, the surface may include an outer surface and an inner surface of the base structure.

상기 제2 단계에서 인가된 광은 상기 중공형 베이스 구조의 외면에 도포된 상기 광경화성 수지 용액에 유효적절하게 작용하여 이를 경화시킬 수 있을 것이나, 상기 베이스 구조가 필요한 수준의 광 투과율을 가지지 않을 경우 상기 광은 상기 광이 상기 중공형 베이스 구조의 내면에 도포된 상기 광경화성 수지 용액에 도달하여 이를 경화시키기 어렵다.The light applied in the second step will be able to effectively and appropriately act on the photocurable resin solution applied to the outer surface of the hollow base structure to cure it, but if the base structure does not have a necessary level of light transmittance The light reaches the photocurable resin solution applied to the inner surface of the hollow base structure, making it difficult to cure it.

따라서, 상기 제2 단계에서 인가된 광이 상기 베이스 구조의 표면에 도포된 상기 광경화성 수지 용액에 전체적으로 작용하여 부분적으로 미경화된 부분이 발생하지 않도록 상기 베이스 구조의 광 투과율을 일정 범위로 조절할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to adjust the light transmittance of the base structure in a certain range so that the light applied in the second step acts on the photocurable resin solution applied to the surface of the base structure as a whole so that a partially uncured portion does not occur. There is.

예를 들어, 상기 베이스 구조의 광 투과율은 20% 이상, 바람직하게는, 20~99%, 더 바람직하게는, 30~99%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 베이스 구조의 광 투과율이 20% 미만이면 상기 베이스 구조의 표면에서 부분적으로 경화 불량이 발생하여 외관 물성이 저하될 수 있고, 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 결합력 및 그에 따른 수평 방향으로 작용하는 충격, 압력에 대한 내구성을 개선하기 어렵다.For example, the light transmittance of the base structure may be 20% or more, preferably, 20 to 99%, more preferably, 30 to 99%, but is not limited thereto. If the light transmittance of the base structure is less than 20%, curing failure may occur partially on the surface of the base structure, resulting in deterioration of appearance properties, and the bonding force between the layers constituting the base structure and the impact acting in the horizontal direction accordingly, It is difficult to improve the durability against pressure.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 성형체의 제조방법을 도식화한 것이다. 도 3을 참고하면, 상기 제2 단계는 SLA(stereolithography), DLP(digital light processing) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의해 이루어질 수 있다.3 is a schematic diagram of a method of manufacturing a molded article according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the second step may be performed by one selected from the group consisting of stereolithography (SLA), digital light processing (DLP), and combinations thereof.

즉, 상기 베이스 구조를 광경화성 수지 용액에 침지한 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층을 형성하는, 적어도 2단의 공정으로 이루어진 상기 제2 단계가 SLA(stereolithography) 및/또는 DLP(digital light processing) 방식의 3D 프린터를 이용하여 단일 공정(single process)으로 이루어질 수 있다.That is, the second step consisting of at least two steps of immersing the base structure in a photocurable resin solution and then irradiating light to form a smooth layer on the surface of the base structure is SLA (stereolithography) and/or DLP. (Digital light processing) can be achieved in a single process using a 3D printer.

상기 SLA 및/또는 DLP 방식의 3D 프린터는 광경화성 수지 용액을 담지한 배스(bath)를 포함한다. 상기 베이스 구조를 상기 배스에 침지시킨 상태에서 미리 정해진 3차원 도면 데이터, 구체적으로, 상기 베이스 구조의 표면에 대한 3차원 도면 데이터에 기초하여 상기 베이스 구조의 표면에 필요한 양과 두께를 가지는 평활층을 형성할 수 있다.The SLA and/or DLP type 3D printer includes a bath supporting a photocurable resin solution. In a state in which the base structure is immersed in the bath, a smoothing layer having a required amount and thickness is formed on the surface of the base structure based on predetermined 3D drawing data, specifically, 3D drawing data for the surface of the base structure. can do.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

실시예 1Example 1

FDM 방식으로 UV 투과율이 90%인 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필라멘트를 3D 프린팅하여 신발 갑피의 사이드 패턴을 형성하였다. 상기 사이드 패턴을 통상의 스테레오리소그래피(SLA)에 사용가능한 투명 광경화성 수지 용액에 침지한 후 꺼내어 상기 사이드 패턴의 표면에 상기 투명 광경화성 수지 용액을 도포하였다. 상기 투명 광경화성 수지 용액은 UV에 노출 시 경화되며, 폴리아크릴계 올리고머, 다관능성 모노머, 단관능성 모노머, 첨가제(중합금지제, 레벨링제, 소포제), 광개시제, 증점제, 용매 등을 포함한다. 상기 투명 광경화성 수지 용액의 UV 투과율은 약 90%로 그 내부까지 UV가 침투, 도달할 수 있다.A side pattern of the shoe upper was formed by 3D printing a thermoplastic polyurethane (TPU) filament having a UV transmittance of 90% in the FDM method. The side pattern was immersed in a transparent photocurable resin solution usable for conventional stereolithography (SLA), and then taken out, and the transparent photocurable resin solution was applied to the surface of the side pattern. The transparent photocurable resin solution is cured when exposed to UV, and includes polyacrylic oligomers, polyfunctional monomers, monofunctional monomers, additives (polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents), photoinitiators, thickeners, solvents, and the like. The UV transmittance of the transparent photocurable resin solution is about 90%, and UV can penetrate and reach the inside thereof.

상기 사이드 패턴을 235~450nm의 파장 범위를 가지는 0.3kW 메탈할라이드 UV 램프가 장착된 챔버 내에 배치하고, 5분 간 UV를 조사하여 도포된 상기 투명 광경화성 수지 용액을 경화시킨 후, 챔버로부터 꺼내어 성형체 제작을 완료하였다.The side pattern is placed in a chamber equipped with a 0.3kW metal halide UV lamp having a wavelength range of 235 to 450 nm, irradiated with UV for 5 minutes to cure the applied transparent photocurable resin solution, and then taken out from the chamber to form a molded article. Fabrication was completed.

실시예 2Example 2

FDM 방식으로 UV 투과율이 90%인 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필라멘트를 3D 프린팅하여 신발 갑피의 사이드 패턴을 형성하였다. 상기 사이드 패턴을 통상의 스테레오리소그래피(SLA)에 사용가능한 유색 광경화성 수지 용액에 침지한 후 꺼내어 상기 사이드 패턴의 표면에 상기 유색 광경화성 수지 용액을 도포하였다. 상기 유색 광경화성 수지 용액은 UV에 노출 시 경화되며, 폴리아크릴계 올리고머, 다관능성 모노머, 단관능성 모노머, 첨가제(중합금지제, 레벨링제, 소포제), 광개시제, 증점제, 안료, 용매 등을 포함한다. 상기 유색 광경화성 수지 용액의 UV 투과율은 약 50%로 그 내부의 일정 깊이까지 UV가 침투, 도달할 수 있다.A side pattern of the shoe upper was formed by 3D printing a thermoplastic polyurethane (TPU) filament having a UV transmittance of 90% in the FDM method. The side pattern was immersed in a colored photocurable resin solution usable for conventional stereolithography (SLA) and then taken out, and the colored photocurable resin solution was applied to the surface of the side pattern. The colored photocurable resin solution is cured when exposed to UV, and includes polyacrylic oligomers, polyfunctional monomers, monofunctional monomers, additives (polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents), photoinitiators, thickeners, pigments, solvents, and the like. The UV transmittance of the colored photocurable resin solution is about 50%, and UV can penetrate and reach a certain depth therein.

상기 사이드 패턴을 235~450nm의 파장 범위를 가지는 0.3kW 메탈할라이드 UV 램프가 장착된 챔버 내에 배치하고, 5분 간 UV를 조사하여 도포된 상기 유색 광경화성 수지 용액을 경화시킨 후, 챔버로부터 꺼내어 성형체 제작을 완료하였다.The side pattern is placed in a chamber equipped with a 0.3kW metal halide UV lamp having a wavelength range of 235 to 450 nm, irradiated with UV for 5 minutes to cure the applied colored photocurable resin solution, and then removed from the chamber to form a molded article Fabrication was completed.

비교예 1Comparative Example 1

FDM 방식으로 UV 투과율이 90%인 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필라멘트를 3D 프린팅하여 신발 갑피의 사이드 패턴을 형성하였다. 상기 사이드 패턴을 통상의 스테레오리소그래피(SLA)에 사용가능한 유색 광경화성 수지 용액에 침지한 후 꺼내어 상기 사이드 패턴의 표면에 상기 유색 광경화성 수지 용액을 도포하였다. 상기 유색 광경화성 수지 용액은 UV에 노출 시 경화되며, 폴리아크릴계 올리고머, 다관능성 모노머, 단관능성 모노머, 첨가제(중합금지제, 레벨링제, 소포제), 광개시제, 증점제, 안료, 용매 등을 포함한다. 상기 유색 광경화성 수지 용액의 UV 투과율은 약 10%로 그 내부의 일정 깊이까지 UV가 침투, 도달할 수 있다.A side pattern of the shoe upper was formed by 3D printing a thermoplastic polyurethane (TPU) filament having a UV transmittance of 90% in the FDM method. The side pattern was immersed in a colored photocurable resin solution usable for conventional stereolithography (SLA) and then taken out, and the colored photocurable resin solution was applied to the surface of the side pattern. The colored photocurable resin solution is cured when exposed to UV, and includes polyacrylic oligomers, polyfunctional monomers, monofunctional monomers, additives (polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents), photoinitiators, thickeners, pigments, solvents, and the like. The UV transmittance of the colored photocurable resin solution is about 10%, and UV can penetrate and reach a certain depth therein.

상기 사이드 패턴을 235~450nm의 파장 범위를 가지는 0.3kW 메탈할라이드 UV 램프가 장착된 챔버 내에 배치하고, 5분 간 UV를 조사하여 도포된 상기 유색 광경화성 수지 용액을 경화시킨 후, 챔버로부터 꺼내어 성형체 제작을 완료하였다.The side pattern is placed in a chamber equipped with a 0.3kW metal halide UV lamp having a wavelength range of 235 to 450 nm, irradiated with UV for 5 minutes to cure the applied colored photocurable resin solution, and then removed from the chamber to form a molded article Fabrication was completed.

비교예 2Comparative Example 2

FDM 방식으로 UV 투과율이 10%인 열가소성 폴리우레탄(TPU) 필라멘트를 3D 프린팅하여 신발 갑피의 사이드 패턴을 형성하였다. 상기 사이드 패턴을 통상의 스테레오리소그래피(SLA)에 사용가능한 투명 광경화성 수지 용액에 침지한 후 꺼내어 상기 사이드 패턴의 표면에 상기 투명 광경화성 수지 용액을 도포하였다. 상기 투명 광경화성 수지 용액은 UV에 노출 시 경화되며, 폴리아크릴계 올리고머, 다관능성 모노머, 단관능성 모노머, 첨가제(중합금지제, 레벨링제, 소포제), 광개시제, 증점제, 용매 등을 포함한다. 상기 투명 광경화성 수지 용액의 UV 투과율은 약 90%로 그 내부까지 UV가 침투, 도달할 수 있다.The side pattern of the shoe upper was formed by 3D printing a thermoplastic polyurethane (TPU) filament having a UV transmittance of 10% by the FDM method. The side pattern was immersed in a transparent photocurable resin solution usable for conventional stereolithography (SLA), and then taken out, and the transparent photocurable resin solution was applied to the surface of the side pattern. The transparent photocurable resin solution is cured when exposed to UV, and includes polyacrylic oligomers, polyfunctional monomers, monofunctional monomers, additives (polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents), photoinitiators, thickeners, solvents, and the like. The UV transmittance of the transparent photocurable resin solution is about 90%, and UV can penetrate and reach the inside thereof.

상기 사이드 패턴을 235~450nm의 파장 범위를 가지는 0.3kW 메탈할라이드 UV 램프가 장착된 챔버 내에 배치하고, 5분 간 UV를 조사하여 도포된 상기 투명 광경화성 수지 용액을 경화시킨 후, 챔버로부터 꺼내어 성형체 제작을 완료하였다.The side pattern is placed in a chamber equipped with a 0.3kW metal halide UV lamp having a wavelength range of 235 to 450 nm, irradiated with UV for 5 minutes to cure the applied transparent photocurable resin solution, and then taken out from the chamber to form a molded article. Fabrication was completed.

실험예Experimental example

실시예 및 비교예에 따라 제작된 성형체의 외관 및 평활층의 박리 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The appearance of the molded article prepared according to the Examples and Comparative Examples and the peeling characteristics of the smooth layer were evaluated, and the results are shown in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 TPU의UV 투과율
(%)
UV transmittance of TPU
(%)
9090 9090 9090 1010
광경화성 수지 용액의UV 투과율
(%)
UV transmittance of photocurable resin solution
(%)
9090 5050 1010 9090
표면 외관Surface appearance 우수Great 양호Good 불량Bad 불량Bad 박리 특성Peeling properties 우수Great 양호Good 불량Bad 불량Bad

상기 표 1을 참고하면, 실시예 1, 2에서 제작된 성형체는 그 표면에서 광경화성 수지 용액이 균일하게 경화되어 형성된 평활층으로 인해 통상의 DLP로 제작된 성형체에서 관찰되는 계단 형상의 단차가 실질적으로 관찰되지 않았고, 상기 평활층이 성형체의 표면에 강하게 결합되어 박리 특성 또한 양호한 것으로 나타났다.Referring to Table 1 above, in the molded articles produced in Examples 1 and 2, the step-shaped step observed in the molded articles made of conventional DLP is substantially Was not observed, and the smoothing layer was strongly bonded to the surface of the molded article, indicating that the peeling property was also good.

반면, 비교예 1에서 제작된 성형체는 사이드 패턴에 도포된 광경화성 수지 용액이 충분히 경화되지 않아 성형체의 표면에서 쉽게 박리되었고, 비교예 2에서 제작된 성형체의 경우 사이드 패턴의 내부 표면에 도포된 광경화성 수지 용액이 충분히 경화되지 않아 국부적으로 tacky와 같은 불량이 관찰되었다.On the other hand, the molded article prepared in Comparative Example 1 was easily peeled off the surface of the molded article because the photocurable resin solution applied to the side pattern was not sufficiently cured, and in the case of the molded article produced in Comparative Example 2, the view applied to the inner surface of the side pattern Since the chemical conversion resin solution was not cured sufficiently, defects such as tacky were observed locally.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 베이스 구조
200: 평활층
100: base structure
200: smooth layer

Claims (10)

열가소성 수지를 3D 프린팅하여 베이스 구조를 성형하는 제1 단계; 및
상기 베이스 구조를 광경화성 수지 용액에 침지하여 상기 광경화성 수지 용액을 상기 베이스 구조를 이루는 층 간 요입부에 인입시킨 다음 광을 조사하여 상기 베이스 구조의 표면에 평활층을 형성하여 상기 베이스 구조의 경사면 또는 굴곡면에 존재하는 표면 단차를 제거하는 제2 단계;를 포함하고,
상기 베이스 구조의 광 투과율은 90% 이상이고,
상기 광경화성 수지 용액의 광 투과율은 50% 이상인, 성형체의 제조방법.
A first step of 3D printing a thermoplastic resin to form a base structure; And
The base structure is immersed in a photocurable resin solution, the photocurable resin solution is introduced into the concave portion between the layers constituting the base structure, and then light is irradiated to form a smooth layer on the surface of the base structure to form an inclined surface of the base structure. Or a second step of removing a surface step that exists on the curved surface; includes,
The light transmittance of the base structure is 90% or more,
The photocurable resin solution has a light transmittance of 50% or more.
제1항에 있어서,
상기 제1 단계는 FDM(fused deposition modeling), SLS(selective laser sintering) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의해 이루어지는, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The first step is performed by one selected from the group consisting of fused deposition modeling (FDM), selective laser sintering (SLS), and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 제2 단계는 SLA(stereolithography), DLP(digital light processing) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나에 의해 이루어지는, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The second step is performed by one selected from the group consisting of stereolithography (SLA), digital light processing (DLP), and combinations thereof.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리우레탄(polyurethane), 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The thermoplastic resin is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyurethane, thermoplastic elastomer ( thermoplastic elastomer), and a method for producing a molded article, which is one selected from the group consisting of a combination of two or more of them.
제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyleneterephtalate), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드66(polyamide66), 변성 폴리페닐렌 옥사이드(modified polyphenylene oxide), 폴리프탈아미드(polyphtalamide), 액정고분자(liquid crystal polymer), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The thermoplastic resin is polycarbonate, polybutyleneterephtalate, polyoxymethylene, polyamide 6, polyamide 66, modified polyphenylene oxide. , Polyphtalamide, liquid crystal polymer, polyether ether ketone, polyimide, polyamide, and one selected from the group consisting of a combination of two or more thereof , Method for producing a molded article.
제1항에 있어서,
상기 광경화성 수지 용액은 광경화성 수지, 광개시제 및 용매를 포함하는, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The photocurable resin solution comprises a photocurable resin, a photoinitiator, and a solvent, a method of manufacturing a molded article.
제7항에 있어서,
상기 광경화성 수지는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트, 헥산디올디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 성형체의 제조방법.
The method of claim 7,
The photocurable resin is methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, hexanediol diacrylate, hexanediol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate , Polyethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol diacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, urethane acrylate, and a group consisting of a combination of two or more of these One selected from, the method of manufacturing a molded article.
제1항에 있어서,
상기 광은 가시광선, 레이저빔, 자외선(UV), 전자빔 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 성형체의 제조방법.
The method of claim 1,
The light is one selected from the group consisting of visible light, laser beam, ultraviolet (UV), electron beam, and a combination of two or more of them, a method of manufacturing a molded article.
제1항 내지 제3항, 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성형체는 신발 부재인, 성형체의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 3, and 5 to 9,
The molded article is a shoe member, a method of manufacturing a molded article.
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