KR102355159B1 - 적층 가공을 이용한 성형품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은, (a) 가교성 필라멘트 및 비가교성 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급하는 단계; 및 (b) 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 중 적어도 하나를 토출하는 단계;를 포함하는 성형품의 제조방법을 제공한다.

Description

적층 가공을 이용한 성형품의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING AN ARTICLE USING AN ADDITIVE MANUFACTURING}
본 발명은 적층 가공을 이용한 성형품의 제조방법에 관한 것이다.
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 성형품을 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 성형품이 제작된다.
3D 프린팅은 건축, 구조(AEC), 공업디자인, 자동차, 항공우주산업, 엔지니어링, 의료산업, 생물공학, 패션, 신발 등 다양한 제조업 분야에 적용되고 있다.
3D 프린팅 기술은 액체 기반 재료를 부분적으로 소결시켜 성형품을 제작하는 SLA(stereolithography) 방식과, 분말 기반 재료를 소결시켜 제작하는 SLS(selective laser sintering) 방식과, 고체 기반 재료를 토출시켜 성형품을 제작하는 FDM(fused deposition modeling) 등 다양한 방식이 있다.
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. 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. 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.
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. 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.
한편, 이러한 3D 프린팅 기술을 이용하여 성질이 상이한 2 이상의 부재가 결합된 성형품을 제조하는 경우, 예를 들어, 가교체와 비가교체가 결합 내지 접합된 성형품을 제조하는 경우, 복수의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 각각 제조하거나 단일의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 순차적으로 제조한 다음 이들을 상호 접착, 압착, 조립 등의 방식으로 결합시키는 공정이 필요하므로, 이러한 공정에 소요되는 인적, 경제적 부담이 가중될 수 있고, 특히, 단일의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 순차적으로 제조하는 경우 필라멘트의 교체에 따라 공정을 일시적으로 중단해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 적층 가공을 이용하여 가교체 및 비가교체가 결합 내지 접합된 성형품을 제조하는 경우, 공정에 소요되는 인적, 경제적 부담을 경감시킬 수 있고 공정의 연속성을 유지하여 생산성을 개선할 수 있는 성형품의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, (a) 가교성 필라멘트 및 비가교성 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급하는 단계; 및 (b) 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 중 적어도 하나를 토출하는 단계;를 포함하는 성형품의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 가교성 필라멘트는 천연 고무, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머, 부타디엔-프로필렌 코폴리머, 부타디엔-에틸렌 코폴리머, 부타디엔-이소프렌 코폴리머, 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 브롬화 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔 코폴리머, 이소프렌-이소부틸렌 코폴리머, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 염소화 및 클로로술폰화 폴리에틸렌, 실리콘 엘라스토머, 플루오로카본 엘라스토머, 아크릴 고무 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 비가교성 필라멘트는 연질 또는 경질의 폴리올레핀계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 올레핀계 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 에스테르계 공중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 셀룰로오스프로피오네이트, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리프탈아미드, 액정고분자, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해, (b1) 상기 가교성 필라멘트를 토출하여 제1 층을 제조하는 단계; 및 (b2) 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 제2 층을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 층 중 적어도 일부가 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 0.05~3mm의 깊이로 침투하여 상기 제1 및 제2 층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b1) 및 (b2) 단계 사이에, (b1') 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 동시에 토출하여 중간층을 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중간층의 두께는 0.1~5mm이고, 상기 중간층의 영구압축줄음률은 15~95%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 층의 층간 결합력(박리강도)은 4kgf/cm 이상이고, 상기 성형품의 치수정밀도(적층 가공을 위한 모델링 규격에 대한 상기 성형품의 실제 규격의 비율, %)는 95% 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b2) 단계 이후에, (b3) 상기 제1 층을 90~130℃의 온도로 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 층의 영구압축줄음률은 50% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 성형품의 제조방법은, 연질 필라멘트 및 경질 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급하고, 상기 노즐을 통해 상기 연질 필라멘트 및 상기 경질 필라멘트 중 적어도 하나를 토출 및 적층시킴으로써, 연질체와 경질체가 결합 내지 접합된 성형품을 제조하는 경우 공정에 소요되는 인적, 경제적 부담을 경감시킬 수 있고 공정의 연속성을 유지하여 생산성을 개선할 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품의 층간 계면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 성형품의 층간 계면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 단계를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 성형품을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 성형품의 제조방법에 따라 제조된 신발의 일 부분을 나타낸다.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측면은, (a) 가교성 필라멘트 및 비가교성 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급하는 단계; 및 (b) 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 중 적어도 하나를 토출하는 단계;를 포함하는 성형품의 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 및 (b) 단계를 포함하는 성형품의 제조방법은 적층 가공에 의해 이루어질 수 있다. 상기 적층 가공은 3차원 물체를 제조하기 위해 원료를 여러 층으로 쌓거나 결합시키는 3D 프린팅이 작동하는 방식으로, 즉, 전자 신호에 따라 원료를 층(layer)으로 겹쳐 쌓아서 3차원의 물체를 제조하는 방식을 의미한다. 제품화 단계에서 금형을 제작하는 등 중간 과정이 전혀 필요없고, 즉각적인 수정이 가능해 제품의 개발 주기 및 비용의 효율성을 높여준다.
예를 들어, 상기 적층 가공은 열가소성 수지 및/또는 열경화성 수지를 포함하는 필라멘트를 카트리지를 통해 노즐에 송급하고, 상기 노즐을 통해 상기 필라멘트를 용융, 토출하는 등의 공정을 포함하는 FDM 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 (a) 단계에서 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급할 수 있다.
통상적으로, 적층 가공 시 열경화성 수지 또는 그 조성물을 포함하는 가교성 필라멘트로부터 제조된 베이스 구조 또는 성형품은 단일 공정으로 제조되며, 이러한 공정에서 얻어진 베이스 구조 또는 성형품의 화학적, 기계적 물성을 조절하기 어려운 문제가 있다. 또한, 종래 가교성(열경화성) 탄성 필라멘트를 적층 가공하여 제조된 성형품은 통상의 압출 성형을 통해 제조된 것에 비해 인장강도, 인열저항이 낮은 등 기계적 물성이 저하될 수 있고, 영구압축줄음률이 높아 탄성 회복속도가 느린 문제가 있다.
본 명세서에 사용된 용어, "가교성 필라멘트"는 고무 및/또는 엘라스토머를 포함하는 열경화성 탄성 수지로 이루어진 것으로 해석될 수 있고, 특히, "열경화성"은 필라멘트에 포함된 탄성 수지가 미리 정해진 열원 또는 그에 준하는 열에너지에 노출 시 상기 탄성 수지에 포함된 고분자가 상호 가교, 중합, 및/또는 가황되어 상기 탄성 수지가 응고되는 성질을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
상기 성형품은 적어도 그 일부가 가교성 필라멘트, 즉, 열경화성 탄성 수지로 이루어질 수 있다. 상기 열경화성 탄성 수지는, 열 에너지에 노출될 때 엘라스토머의 특성을 나타내는 경화성 재료를 제공할 수 있다.
상기 열경화성 탄성 수지는 탄성 고분자, 개시제, 가교제, 필러, 안료 등을 포함하는 조성물 또는 혼합물로 제공될 수 있다. 필요에 따라, 상기 조성물 또는 혼합물은 배합 및 가공을 용이하게 하는 공정 오일을 더 포함할 수 있고, 커플링제, 티타늄 또는 지르코늄 화합물, 항산화제, 오존방지제 등과 같은 다양한 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 가교성 필라멘트는, 예를 들어, 천연 고무, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머, 부타디엔-프로필렌 코폴리머, 부타디엔-에틸렌 코폴리머, 부타디엔-이소프렌 코폴리머, 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 브롬화 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔 코폴리머, 이소프렌-이소부틸렌 코폴리머, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 염소화 및 클로로술폰화 폴리에틸렌, 실리콘 엘라스토머, 플루오로카본 엘라스토머, 아크릴 고무 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 폴리부타디엔(부타디엔 고무)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 개시제는, 예를 들어, 디알킬퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 퍼옥시디카보네이트, 퍼옥시모노카보네이트, 하이드로퍼옥사이드 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적절한 유기 퍼옥사이드는, 예를 들어, 디-테르트-아밀(di-tert-amyl) 퍼옥사이드, 디-테르트-부틸 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(테르트-부틸퍼옥시)헥신-3, 테르트-부틸 퍼옥시벤조에이트, 테르트-아밀 퍼옥시아세테이트, 테르트-아밀퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, 1,1-(디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산), 1,1-디(테르트-아밀퍼옥시)시클로헥산, 1,1-디(테르트-부틸퍼옥시)시클로헥산, 테르트-부틸 퍼옥시이소부티레이트, 테르트-부틸 퍼옥시디에틸아세테이트, 테르트-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 테르트-아밀 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디벤조일 퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-디(에틸헥사노일퍼옥시)헥산, 디데카노일퍼옥사이드 및 이들 중 2 이상의 좋바으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가교제는, 예를 들어, 아연 디아크릴레이트 및 마그네슘 디메타크릴레이트와 같은 에틸렌 불포화산의 금속염; 폴리부타디엔 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트와 같은 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트; 트리알릴시아누에이트; 트리알릴 이소시아누 레이트; 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 필러(또는 충전제)는, 예를 들어, 실리카, 카본블랙, 점토, 활석, 황산칼슘, 규산칼슘, 흑연, 유리, 운모, 메타규산칼슘, 황산바륨, 황화아연, 수산화알루미늄, 규조토, 탄산염(탄산칼슘, 탄산마그네슘 등), 금속(티타늄, 텅스텐, 아연, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 몰리브덴, 철, 구리, 황동, 붕소, 청동, 코발트, 베릴륨 및 이들의 합금 등), 금속 산화물(산화아연, 산화철, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화지르코늄 등), 입자상 합성 플라스틱(고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 이오노머 수지, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리이미드 등), 코튼 플록, 셀룰로오스 플록, 셀룰로오스 펄프, 피혁 섬유 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 안료는, 예를 들어, 카본블랙, 이산화티탄, 흑색 산화철 및 적색 산화철과 같은 산화철 안료, 산화아연, 모노아조 및 디아조 안료, 코발트 블루, 군청, 바나듐산 비스무트 옐로우, 아조 금속 착물, 구리 프탈로시아닌, 안트라퀴논, 퀴나크리돈, 디옥사진, 페릴렌 안료, 티오인디고 안료 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 사용된 용어, "비가교성 필라멘트"는 열가소성 수지를 포함하는 필라멘트로 해석될 수 있고, 특히, "열가소성"은 열원 또는 그에 준하는 열에너지에 노출 시 응고되지 않고 성형가능한 상태로 유동성이 높아지거나 용융되는 성질을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
상기 비가교성 필라멘트는 연질 또는 경질의 폴리올레핀계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 올레핀계 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 에스테르계 공중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 셀룰로오스프로피오네이트, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리프탈아미드, 액정고분자, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 폴리올레핀계 엘라스토머, 더 바람직하게는, 연질의 에틸렌계 공중합체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 에틸렌비닐아세테이트일 수 있으며, 더 바람직하게는, 비닐아세테이트의 함량이 10~30중량%인 에틸렌비닐아세테이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트는 카트리지에 장착된 상태에서 단일의 노즐로 송급될 수 있다. 상기 카트리지는 상기 노즐에 대한 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 각각의 송급량 및/또는 송급속도를 조절하여 상기 노즐에서 토츨되는 필라멘트 중 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 비율을 기설정된 범위로 조절할 수 있다.
종래 3D 프린팅 기술을 이용하여 가교체와 비가교체가 결합 내지 접합된 성형품을 제조하는 경우, 복수의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 각각 제조하거나 단일의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 순차적으로 제조한 다음 이들을 상호 접착, 압착, 조립 등의 방식으로 결합시키는 공정이 필요하므로, 이러한 공정에 소요되는 인적, 경제적 부담이 가중될 수 있고, 특히, 단일의 3D 프린터를 이용하여 가교체 및 비가교체를 순차적으로 제조하는 경우 필라멘트의 교체에 따라 공정을 일시적으로 중단해야 하는 문제가 있다.
이에 대해, 상기 (a) 단계에서 상기 노즐로 송급된 상기 가교성 필라멘트 및/또는 상기 비가교성 필라멘트에 포함된 각각의 수지는 기설정된 온도로 예열된 히터를 통과하면서 용융될 수 있고, 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트가 함께 송급되는 경우 열경화성 및 열가소성 수지는 기설정된 온도로 예열된 히터를 통과하면서 용융 및 혼련될 수 있다.
또한, 상기 가교성 필라멘트가 기설정된 온도로 예열된 히터를 통과하면서 상기 가교성 필라멘트에 포함된 열경화성 탄성 고분자의 가교가 개시되어 반-가교된(semi-crosslinked) 상태로 토츨될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어, "반-가교"는 하기 식으로 측정된 시편의 가교도가 30% 이하, 바람직하게는, 20% 이하, 더 바람직하게는 10% 이하인 상태를 의미한다.
상기 (b) 단계에서 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 중 적어도 하나를 토출하여 성형품을 제조할 수 있다.
상기 (a) 단계에서 상기 노즐에 송급되는 필라멘트의 종류에 따라 상기 (b) 단계에서 제조되는 성형품의 성질이 달라질 수 있다. 상기 (a) 단계에서 상기 노즐에 송급되는 필라멘트가 가교성 필라멘트 또는 비가교성 필라멘트인 경우 상기 (b) 단계에서 제조되는 성형품은 각각 가교체 또는 비가교체일 수 있고, 상기 (a) 단계에서 상기 노즐에 가교성 필라멘트 및 비가교성 필라멘트가 함께 송급되는 경우 상기 (b) 단계에서 제조되는 성형품은 가교체 및 비가교체를 모두 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해, (b1) 상기 가교성 필라멘트를 토출하여 제1 층을 제조하는 단계; 및 (b2) 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 제2 층을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 필요에 따라, 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 토출 순서를 바꿀 수 있고, 이 경우, 상기 노즐을 통해, (b1) 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 제1 층을 제조하는 단계; 및 (b2) 상기 가교성 필라멘트를 토출하여 제2 층을 제조하는 단계;를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형품의 층간 계면을 나타낸다. 구체적으로, 도 2는 상기 제1 층 중 적어도 일부가 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 기설정된 깊이로 침투하여 형성된 결합 구조를 도식화한 것이다.
도 2를 참고하면, 상기 제1 층 중 적어도 일부가 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 0.05~3mm의 깊이로 침투하여 상기 제1 및 제2 층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합될 수 있다. 이를 통해, 종래와 같이 가교체 및 비가교체를 순차적으로 제조한 다음 이들을 상호 접착, 압착, 조립 등의 방식으로 결합시키는 공정 없이도 상기 제1 및 제2 층의 계면에 필요한 수준의 결합력을 제공할 수 있다.
상기 제2 층은 상기 가교성 필라멘트에 의해 형성된 상기 제1 층 상에 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 형성될 수 있고, 상기 제1 및 제2 층을 형성하기 위한 상기 (b1) 및 (b2) 단계는 연속식 공정으로 수행되므로 상기 제1 층이 특정 형태로 완전히 성형되기 전에, 즉, 소정의 흐름성을 가지는 상태에서 상기 제1 층의 표면에 상기 비가교성 필라멘트가 용융, 토출되면서 상기 제1 층을 가압할 수 있다. 이 경우, 소정의 흐름성을 가지는 제1 층 중 적어도 일부는 상기 비가교성 필라멘트와 용융, 혼련되어 층간 계면으로부터 상기 제2 층의 두께 방향을 따라 기설정된 깊이로 침투할 수 있고, 이 후 냉각되면서 상기 제1 및 제2 층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합될 수 있다.
상기 제1 및 제2 층은 용융 가압이라는 화학적 수단 및 앵커링 효과라는 물리적, 구조적 수단에 의해 강하게 결합되어 상기 성형품의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.
상기 제1 층의 상기 제2 층에 대한 침투 깊이는 0.05~3mm일 수 있다. 상기 침투 깊이가 0.05mm 미만이면 층간 결합력이 저하되어 상기 제1 및 제2 층의 계면에서 박리가 발생할 수 있고, 3mm 초과이면 가교체 및 비가교체 본연의 기능성이 구현되기 어려울 뿐만 아니라 외관 물성이 저하될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 성형품의 층간 계면을 나타낸다. 도 3(a)는 상기 제1 및 제2 층의 사이에 중간층이 개재된 성형품의 단면도이고, 도 3(b)는 이러한 성형품의 단면을 촬영한 사진이다. 도 3을 참고하면, 상기 (b1) 및 (b2) 단계 사이에, (b1') 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 동시에 토출하여 중간층을 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
이를 위해, 상기 (a) 단계에서 상기 노즐에 대한 필라멘트의 송급 순서를, 가교성 필라멘트 단독, 가교성 및 비가교성 필라멘트의 조합, 및 비가교성 필라멘트 단독 순으로 조절할 수 있고, 상기 노즐에 송급된 필라멘트에 따라 상기 (b1) 단계에서 가교체로 이루어진 제1 층, 상기 (b1') 단계에서 가교체 및 비가교체로 이루어진 중간층, 및 상기 (b2) 단계에서 비가교체로 이루어진 제2 층이 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 (b1') 단계에서 상기 중간층을 제조하기 위해 상기 (a) 단계에서 조합되는 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 중량 비율은, 상기 가교성 필라멘트가 100중량%에서 0중량%로 감소하고, 상기 비가교성 필라멘트가 0중량%에서 100중량%로 증가하도록 연속적으로 및/또는 불연속적으로 조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 중간층 중 상기 제1 층에 인접한 영역은 가교체의 함량이 상대적으로 많고, 상기 제2 층에 인접한 영역은 비갸교체의 함량이 상대적으로 많을 수 있다.
전술한 것과 같이, 상기 중간층은 상기 가교성 필라멘트에 의해 형성된 상기 제1 층 상에 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 동시에 토출하여 형성될 수 있고, 상기 제2 층은 상기 중간층 상에 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 형성될 수 있다.
상기 제1 층, 상기 중간층 및 상기 제2 층을 형성하기 위한 상기 (b1), (b1') 및 (b2) 단계는 연속식 공정으로 수행되므로 상기 제1 층 및 상기 중간층이 특정 형태로 완전히 성형되기 전에, 즉, 소정의 흐름성을 가지는 상태에서 상기 제1 층의 표면에 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트가 용융, 혼련, 토출되면서 상기 제1 층을 가압할 수 있고, 상기 중간층의 표면에 상기 비가교성 필라멘트가 용융, 토출되면서 상기 중간층을 가압할 수 있다.
이 경우, 소정의 흐름성을 가지는 제1 층 중 적어도 일부는 상기 중간층의 두께 방향을 따라 기설정된 깊이로 침투할 수 있고, 이 후 냉각되면서 상기 제1 층 및 상기 중간층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합될 수 있다. 또한, 소정의 흐름성을 가지는 중간층 중 적어도 일부는 상기 제2 층의 두께 방향을 따라 기설정된 깊이로 침투할 수 있고, 이 후 냉각되면서 상기 중간층 및 상기 제2 층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합될 수 있다.
상기 제1 층, 상기 중간층 및 상기 제2 층은 용융 가압이라는 화학적 수단 및 앵커링 효과라는 물리적, 구조적 수단에 의해 강하게 결합되어 상기 성형품의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 중간층에서 상기 가교성 필라멘트 유래의 가교체는, 상기 비가교성 필라멘트 유래의 매트릭스 중에서 가교되어 상기 매트릭스를 견고하게 지지, 고정시킴으로써 상기 중간층 및 이를 포함하는 성형품의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어, "매트릭스"는 2종 이상의 성분을 포함하는 중간층에서 연속상을 구성하는 성분을 의미한다. 즉, 상기 중간층에서 상기 비가교성 필라멘트 유래의 매트릭스가 연속상으로 존재하며, 그 내부에서 상기 가교성 필라멘트 유래의 가교체가 불연속상으로 존재할 수 있다.
상기 중간층의 두께는 0.1~5mm일 수 있다. 상기 중간층의 두께가 0.1mm 미만이면 층간 결합력이 저하되어 상기 제1 및 제2 층의 계면에서 박리가 발생할 수 있고, 상기 중간층의 두께가 5mm 초과이면 연질체로 이루어진 상기 제1 층의 두께가 상대적으로 감소하여 쿠셔닝 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 중간층의 영구압축줄음률은 15~95%일 수 있다. 상기 중간층의 영구압축줄음률이 15% 미만이면 성형품의 내구성이 저하될 수 있고, 95% 초과이면 성형품의 쿠셔닝 특성 및 복원력이 저하될 수 있다.
상기 제1 및 제2 층의 층간 결합력(박리강도)은 4kgf/cm 이상이고, 상기 성형품의 치수정밀도(적층 가공을 위한 모델링 규격에 대한 상기 성형품의 실제 규격의 비율, %)는 95% 이상일 수 있다. 상기 제1 및 제2 층의 층간 결합력(박리강도)이 4kgf/cm 미만이면 층간 계면이 쉽게 박리되어 성형품의 내구성이 저하될 수 있고, 상기 성형품의 치수정밀도가 95% 미만이면 적층 가공 방식으로 제조된 성형품의 신뢰성, 재현성이 저하될 수 있다.
상기 (b2) 단계 이후에, (b3) 상기 제1 층을 90~130℃의 온도로 열처리함으로써, 기설정된 온도로 예열된 히터 및 노즐을 통해 가교되지 않은 상태 및/또는 반-가교된 상태로 토출된 열경화성 탄성 고분자의 가교도를 높일 수 있고, 바람직하게는, 상기 열경화성 탄성 고분자를 완전 가교(경화)시킬 수 있다. 상기 (b3) 단계에 의해 열처리된 상기 제1 층의 가교도(상기 식으로 측정됨)는 40% 이상, 바람직하게는, 60% 이상, 더 바람직하게는, 80% 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 (b3) 단계에 의해 열처리된 상기 제1 층의 영구압축줄음률은 50% 이하, 바람직하게는, 40% 이하, 더 바람직하게는, 35% 이하일 수 있다. 상기 제1 층의 영구압축줄음률이 50% 초과이면 성형품의 쿠셔닝 특성 및 복원력이 저하될 수 있다.
상기 제조방법을 통해 신발 또는 그 부품, 의류, 생활용품 등을 포함하는 다양한 제품을 성형할 수 있고, 특히, 경량성, 기계적 물성, 성형성 등이 동시에 요구되는 신발 또는 그 부품을 효율적으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
비닐아세테이트 15~30중량%를 포함하는 에틸렌비닐아세테이트를 120℃에서 압출한 다음 연신하여 연질의 비가교성 필라멘트를 제조하였고, 하기 표 1의 조성비에 따라 각 성분을 배합한 후 100℃에서 압출하여 가교성 필라멘트를 제조하였다.
성분 함량
부타디엔 고무(BR) 100
실리카 35
산화아연(ZnO) 5
실란 커플링제(Si-69) 2.5
황(S) 4
가황촉진제 1(디벤조티아질디술피드, DM) 3
가황촉진제 2(2-머캅토벤조티아졸, M) 1.5
스테아린산 1.5
(단위: 중량부)
상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 FDM 방식의 3D 프린터의 카트리지에 장착하여 단일의 노즐로 송급되도록 하였다. 이 때, 상기 카트리지는 상기 노즐에 대한 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 각각의 송급량 및/또는 송급속도를 조절하여 상기 노즐에서 토출되는 필라멘트 중 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 비율을 기설정된 범위로 조절한다.
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(120℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조하였다. 이 후, 상기 노즐의 온도를 에틸렌비닐아세테이트의 융점 이상의 온도(130℃)로 예열한 다음, 상기 노즐에 송급되는 필라멘트를 상기 비가교성 필라멘트로 전환하여 상기 제1 층 상에 제2 층이 형성된 성형품을 제조하였다.
이 때, 상기 제1 층은 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 약 0.05mm의 깊이로 침투한 것으로 확인되었다.
실시예 2
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(110℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
이 때, 상기 제1 층은 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 약 0.2mm의 깊이로 침투한 것으로 확인되었다.
실시예 3
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(100℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
이 때, 상기 제1 층은 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 약 3.0mm의 깊이로 침투한 것으로 확인되었다.
비교예 1
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(140℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
이 때, 상기 제1 층은 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 약 0.04mm의 깊이로 침투한 것으로 확인되었다.
비교예 2
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(85℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조한 것을 제외하면, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
이 때, 상기 제1 층은 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 약 3.5mm의 깊이로 침투한 것으로 확인되었다.
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 성형품 중 제2 층에 대한 제1 층의 침투 깊이에 따른 박리강도, 치수정밀도 등을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 평가 방법은 다음과 같다.
-박리강도(kgf/cm): KS M 6518에 준하여 측정함
-치수정밀도(%): 적층 가공을 위한 모델링 규격에 대한 상기 성형품의 실제 규격의 비율(백분율)을 측정함
-박리특성: 성형품 시편을 10,000회 반복 굴곡 후 제1 층 및 제2 층의 계면에서 박리가 발생하는지 여부를 관찰하였으며, 박리가 발생하지 않은 경우 양호, 박리가 발생한 경우 불량으로 평가함
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
침투 깊이
(mm)		 0.05 0.2 3.0 0.04 3.5
박리강도 4.9 7.4 11.6 1.6 10.9
치수정밀도 99.8 99.2 97.1 99.8 94.2
박리특성 양호 양호 양호 불량
(계면 박리)		 불량
(외관 및 형태)
상기 표 2를 참고하면, 비교예 2에 따른 성형품의 경우, 제2 층에 대한 제1 층의 침투 깊이가 증가함에 따라 작업성, 가공성이 저하되어 성형품의 외관 물성 및 형태적/구조적 안정성이 저하된 것으로 나타났다.
실시예 4
비닐아세테이트 15~30중량%를 포함하는 에틸렌비닐아세테이트를 120℃에서 압출한 다음 연신하여 연질의 비가교성 필라멘트를 제조하였고, 상기 표 1의 조성비에 따라 각 성분을 배합한 후 100℃에서 압출하여 가교성 필라멘트를 제조하였다.
상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 FDM 방식의 3D 프린터의 카트리지에 장착하여 단일의 노즐로 송급되도록 하였다. 이 때, 상기 카트리지는 상기 노즐에 대한 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 각각의 송급량 및/또는 송급속도를 조절하여 상기 노즐에서 토출되는 필라멘트 중 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 비율을 기설정된 범위로 조절한다.
상기 가교성 필라멘트를 부타디엔 고무의 융점 이상의 온도(120℃)로 예열된 노즐에 송급하여 제1 층을 제조하였다. 상기 노즐의 온도를 에틸렌비닐아세테이트의 융점 이상의 온도(130℃)로 예열한 다음, 상기 노즐에 상기 비가교성 필라멘트를 추가로 송급하여 중간층을 0.1mm의 두께로 형성한 다음, 상기 노즐에 송급되는 필라멘트를 상기 비가교성 필라멘트로 전환하여 상기 중간층 상에 상기 제2 층이 형성된 성형품을 제조하였다.
상기 성형품을 제조하기 위한 공정 순서에 따라 상기 카트리지를 통해 송급되는 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 비율은 도 4(a)에 따라 조절하였고, 상기 카트리지에서의 필라멘트의 조합과 전환 및 상기 노즐에서의 필라멘트의 토출을 포함하는 일련의 과정은 연속적으로 이루어졌다.
실시예 5
중간층의 두께를 5.0mm로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
비교예 3
중간층의 두께를 0.05mm로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
비교예 4
중간층의 두께를 5.5mm로 변경한 것을 제외하면, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 성형품을 제조하였다.
실험예 2
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 성형품 중 중간층의 두께에 따른 박리강도, 치수정밀도 등을 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 평가하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 4 실시예 5 비교예 3 비교예 4
중간층 두께
(mm)		 5.0 0.1 0.05 5.5
박리강도 4.6 8.1 2.1 3.2
치수정밀도 98.7 97.3 99.6 94.4
박리특성 양호 양호 불량
(계면 박리)		 불량
(외관 및 형태)
상기 표 3을 참고하면, 비교예 4에 따른 성형품의 경우, 중간층의 두께가 증가함에 따라 작업성, 가공성이 저하되어 성형품의 외관 물성 및 형태적/구조적 안정성이 저하된 것으로 나타났다.
실시예 6
상기 실시예 4에서 제조된 성형품을 90℃로 예열된 고온 챔버에 투입하고 30분 간 열처리하였다.
실시예 7
상기 실시예 4에서 제조된 성형품을 100℃로 예열된 고온 챔버에 투입하고 18분 간 열처리하였다.
실시예 8
상기 실시예 4에서 제조된 성형품을 130℃로 예열된 고온 챔버에 투입하고 10분 간 열처리하였다.
비교예 5
상기 실시예 4에서 제조된 성형품을 70℃로 예열된 고온 챔버에 투입하고 30분 간 열처리하였다.
비교예 6
상기 실시예 4에서 제조된 성형품을 150℃로 예열된 고온 챔버에 투입하고 10분 간 열처리하였다.
실험예 3
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 성형품을 시편으로 하여 하기 방법으로 물성 및 외관을 측정, 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4 및 도 6에 나타내었다.
-영구압축줄음률(%): KS M 6518에 준하여 시편의 제1 층 및 중간층을 60℃에서 6시간 동안 50% 압축한 후 측정함
-치수정밀도(%): 적층 가공을 위한 모델링 규격에 대한 상기 성형품의 실제 규격의 비율(백분율)을 측정함
구분 실시예 6 실시예 7 실시예 8 비교예 5 비교예 6
치수정밀도 98.5 98.2 97.7 98.8 93.4
영구압축줄음률
(제1 층)		 50 35 8 94 20
영구압축줄음률
(중간층)		 89 57 25 97 11
외관 양호 양호 양호 불량
(미가교)		 불량
(수축, 변형)
상기 표 4 및 도 6을 참고하면, 실시예 6 내지 8에 따른 성형품의 경우 제1 층이 적절히 가교됨에 따라 영구압축줄음률이 50% 이하로 측정되어 쿠셔닝 특성 및 복원력이 우수하었고, 성형품의 치수정밀도 또한 95% 이상으로 나타나 적층 가공 방식으로 제조된 성형품의 신뢰성, 재현성을 충분히 확보하였음을 알 수 있다(도 6(a)).
반면, 비교예 5에 따른 성형품의 경우 제1 층이 충분히 가교(경화)되지 않아 신발 부재로서의 외관을 갖추지 못하였고(도 6(b)), 영구압축줄음률이 94%로 측정되어 쿠셔닝 특성 및 복원력이 현저히 저하되었다. 또한, 비교예 6에 따른 성형품의 경우 과도한 열처리로 인해 성형품이 수축, 변형되었을 뿐만 아니라 성형품에 다수의 천공이 생성되었다(도 6(c)).
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.
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.

Claims (10)

  1. (a) 가교성 필라멘트 및 비가교성 필라멘트를 기설정된 비율로 조합하여 단일의 노즐에 공급하는 단계; 및
    (b) 상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트 중 적어도 하나를 토출하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 노즐과 스테이지를 수평 및 상하 방향으로 이동시키면서 상기 노즐을 통해,
    (b1) 상기 가교성 필라멘트를 토출하여 제1 층을 제조하는 단계;
    (b1') 상기 제1 층 상에 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트를 동시에 토출하여 중간층을 제조하는 단계; 및
    (b2) 상기 중간층 상에 상기 비가교성 필라멘트를 토출하여 제2 층을 제조하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b1') 단계에서 상기 중간층을 제조하기 위해 상기 (a) 단계에서 조합되는 상기 가교성 필라멘트 및 상기 비가교성 필라멘트의 중량 비율은, 상기 가교성 필라멘트가 100중량%에서 0중량%로 감소하고, 상기 비가교성 필라멘트가 0중량%에서 100중량%로 증가하도록 조절되고,
    상기 중간층의 두께는 0.1~5mm이고, 상기 중간층의 영구압축줄음률은 15~95%인,
    성형품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가교성 필라멘트는 천연 고무, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머, 부타디엔-프로필렌 코폴리머, 부타디엔-에틸렌 코폴리머, 부타디엔-이소프렌 코폴리머, 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 브롬화 이소부틸렌-이소프렌 코폴리머, 에틸렌-프로필렌-디엔 코폴리머, 이소프렌-이소부틸렌 코폴리머, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 염소화 및 클로로술폰화 폴리에틸렌, 실리콘 엘라스토머, 플루오로카본 엘라스토머, 아크릴 고무 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는,
    성형품의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비가교성 필라멘트는 연질 또는 경질의 폴리올레핀계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 올레핀계 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 에스테르계 공중합체, 폴리옥시메틸렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 셀룰로오스프로피오네이트, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리프탈아미드, 액정고분자, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리락트산, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는,
    성형품의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층 중 적어도 일부가 상기 제2 층의 표면에 형성된 기공에 두께 방향으로 0.05~3mm의 깊이로 침투하여 상기 제1 및 제2 층이 앵커링 효과(anchoring effect)에 의해 결합되는,
    성형품의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 층의 층간 결합력(박리강도)은 4kgf/cm 이상이고,
    상기 성형품의 치수정밀도(적층 가공을 위한 모델링 규격에 대한 상기 성형품의 실제 규격의 비율, %)는 95% 이상인,
    성형품의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (b2) 단계 이후에,
    (b3) 상기 제1 층을 90~130℃의 온도로 열처리하는 단계;를 더 포함하는,
    성형품의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 층의 영구압축줄음률은 50% 이하인,
    성형품의 제조방법.
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