KR102586535B1 - A method for manufacturing a customized last for each individual using a 3D printer and a customized last for each individual manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발가락이나 발목 등의 골절 또는 부종 등에 의해 의료용으로 제공되는 신발착용에 따른 불편함을 해소함과 동시에 현재 발의 상황을 고려한 최적의 라스트를 제공하여 사용자의 빠른 회복과 재활치료에 도움을 줄 수 있는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트에 관한 것으로, 환자 개인의 발에 관련된 CT 또는 MRI 자료를 수집하는 자료 수집단계(S100)와, 상기 수집된 환자의 CT 또는 MRI 자료를 에이뷰 모델러 소프트웨어(AVIEW Modeler S/W)에 입력하여 3D 프린터를 진행하기 위한 자료를 변환하는 자료변환단계(S200)와, 상기 자료변환단계에서 생성된 변환 자료를 3D 프린터기에 입력하여 3D 프린팅을 실시하되, 환자의 뼈에 대한 부분을 출력할 때는 필라멘트의 소재 비중이 1.2, 1.5, 1.8 중 선택된 어느 하나의 비중으로 제조된 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하고, 피부 조직은 경도 60 내지 75 수준의 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane) 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하여 개인별 맞춤형 라스트를 성형하는 3D 프린팅 단계(S300)로 구성된다.The present invention solves the discomfort caused by wearing shoes provided for medical purposes due to fractures or swelling of the toes or ankles, and at the same time provides an optimal last considering the current foot situation, which can help the user's quick recovery and rehabilitation treatment. It relates to a method of manufacturing an individually customized last using 3D printing and an individually customized last manufactured thereby, including a data collection step (S100) of collecting CT or MRI data related to the patient's individual foot, and the collected CT or MRI of the patient. A data conversion step (S200) of converting the data for 3D printing by inputting the data into AVIEW Modeler S/W, and inputting the converted data generated in the data conversion step into a 3D printer to create a 3D printer. Printing is performed, but when printing the patient's bone portion, the filament material is printed using a filament material manufactured with a specific gravity selected from 1.2, 1.5, and 1.8, and the skin tissue has a hardness of 60 to 75. It consists of a 3D printing step (S300) in which an individualized last is formed by printing using high-quality thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) filament material.
Description
본 발명은 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트에 관한 것으로 더욱 상세히는 발가락이나 발목 등의 골절 또는 부종 등에 의해 의료용으로 제공되는 신발착용에 따른 불편함을 해소함과 동시에 현재 발의 상황을 고려한 최적의 라스트를 제공하여 사용자의 빠른 회복과 재활치료에 도움을 줄 수 있는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a personalized last using 3D printing and to a personalized last manufactured thereby, and more specifically, to relieve the discomfort caused by wearing shoes provided for medical purposes due to fractures or swelling of the toes or ankles, etc. This relates to a method of manufacturing an individually customized last using 3D printing that can help the user's quick recovery and rehabilitation treatment by providing an optimal last considering the condition of the foot, and the individually customized last manufactured thereby.
일반적으로 라스트라 함은 '나무틀' 또는 '신발 틀'을 의미하며, 신발을 만들기 위한 원형으로 나무나 합성수지, 금속 등을 발 모양에 기초하여 조형이 이루어지고, 신발의 디자인이나 기능 등을 정하는 가장 중요한 요소의 하나이다.In general, last means 'wooden frame' or 'shoe frame', and as a prototype for making shoes, wood, synthetic resin, metal, etc. are molded based on the shape of the foot, and the design and function of the shoe are determined. It is one of the most important elements.
상기와 같은 라스트는 하나의 신발 모델을 기준으로 다수의 신발이 대량 제작되는 것으로 개개인의 발 형상과 일치할 수 없지만, 치수와 디자인적인 요소에 따라 사용자의 호감을 불러일으킨다.Lasts such as the above cannot match the shape of each individual's foot as many shoes are mass-produced based on one shoe model, but they appeal to users depending on the size and design elements.
이렇듯 개인이 착용하는 신발은 비교적 치수에 맞기 때문에 어느 정도 편안함을 제공할 수 있지만 갑작스런 사고로 인해 발가락이나 발목 등의 골절사고 또는 부종이 생기면 본인이 착용하는 신발을 대신하여 의료용 신발을 착용한다.In this way, shoes worn by individuals can provide a certain level of comfort because they are relatively sized, but if a sudden accident causes fractures or swelling of the toes or ankles, medical shoes are worn in place of the shoes worn by the individual.
상기 의료용 신발은 대부분 임시로 착용하기 때문에 환자 개개인의 발 형상을 전혀 고려하지 않은 것으로 불편함을 감수하면서 착용을 하며, 장시간의 재활이 필요한 환자는 그에 따른 맞춤형 신발을 제작하기도 하나 이 역시 한계가 있었다.Since most of the above medical shoes are worn temporarily, they do not take into account the shape of each patient's foot at all, so they are worn at the cost of discomfort. For patients who require long-term rehabilitation, customized shoes are made accordingly, but this also has limitations. .
즉, 개개인의 발은 형상, 근육조직, 뼈의 밀도, 크기 등 개인마다 전혀 다름에도 불구하고 맞춤형 신발은 그러한 부분을 고려하지 못하고 전체적인 형상과 치수에 주안점을 두고 제작하게 되는 것이며, 환자의 입장에서는 웬만하면 그냥 착용을 하고 마는 것이다.In other words, although each individual's foot is completely different in terms of shape, muscle tissue, bone density, size, etc., customized shoes fail to take such aspects into consideration and are manufactured with an emphasis on the overall shape and size. From the patient's perspective, If possible, just wear it and end it.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점의 인식과 그 해결책을 제시하기 위해 안출한 것으로 발가락이나 발목 등의 골절 또는 부종에 의해 의료용으로 제공되는 신발 착용에 따른 불편함을 해소함과 동시에 현재 발의 상황을 고려한 최적의 라스트를 3D프린터로 제작하고 그 라스트를 기초로 제작된 신발을 사용자가 착용할 수 있도록 함으로써 사용자의 빠른 회복과 재활치료에 도움을 줄 수 있는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was conceived to recognize the above-mentioned problems and provide a solution thereof, and to resolve the discomfort caused by wearing shoes provided for medical purposes due to fractures or swelling of the toes, ankles, etc., and at the same time to provide the optimal solution considering the current foot condition. A method of manufacturing a personalized last using 3D printing that can help the user's quick recovery and rehabilitation treatment by producing the last with a 3D printer and allowing the user to wear shoes made based on the last, and the method of manufacturing the last using the 3D printing method The purpose is to provide personalized lasts.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법은 환자 개인의 발에 관련된 CT 또는 MRI 영상 자료를 수집하는 자료 수집단계(S100)와, 상기 수집된 환자의 CT 또는 MRI 영상자료를 에이뷰 모델러 소프트웨어(AVIEW Modeler S/W)에 입력하여 3D 프린트로 출력하기 위한 자료로 변환하는 자료변환단계(S200)와, 상기 자료 변환단계에서 생성된 변환 자료를 3D 프린트기에 입력하여 3D 프린팅을 실시하되, 환자의 뼈에 대한 부분을 출력할 때는 필라멘트의 소재 비중이 1.2, 1.5, 1.8 중 선택된 어느 하나의 비중으로 제조된 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하고, 피부 조직은 경도 60 내지 75 수준의 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane) 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하여 개인별 맞춤형 라스트를 성형하는 3D 프린팅 단계(S300)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a personalized last using 3D printing of the present invention to achieve the above object includes a data collection step (S100) of collecting CT or MRI image data related to the patient's individual foot, and the collected CT or MRI of the patient. A data conversion step (S200) in which MRI image data is input into AVIEW Modeler S/W and converted into data for 3D printing, and the converted data generated in the data conversion step is input to the 3D printer. 3D printing is performed, but when printing the patient's bone part, the filament material is printed using a filament material manufactured with a specific gravity selected from 1.2, 1.5, and 1.8, and the skin tissue has a hardness of 60. It is characterized in that it consists of a 3D printing step (S300) in which a personalized last is formed by printing using a thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) filament material with a temperature of 75 to 75 degrees Celsius.
이때 상기 비중이 1.2인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 85:10:5로 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the 3D printing filament with the specific gravity of 1.2 is manufactured by mixing PLA: PBAT: barium sulfate, and the weight (%) ratio is 85:10:5.
또한, 상기 비중이 1.5인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 70:10:20으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the 3D printing filament with a specific gravity of 1.5 is manufactured by mixing PLA: PBAT: barium sulfate, and the weight (%) ratio is 70:10:20.
또한, 상기 비중이 1.8인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 50:10:40으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the 3D printing filament with a specific gravity of 1.8 is manufactured by mixing PLA: PBAT: barium sulfate, and the weight (%) ratio is 50:10:40.
상기와 같은 특징을 갖는 본원 발명의 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트는 현재 발의 상황을 고려하여 환자의 발 외형은 물론 뼈의 밀도, 피부까지 동일한 수준으로 제작된 최적의 라스트를 3D프린터로 제작하고 그 라스트를 기초로 제작된 신발을 사용자에게 제공할 수 있어 발가락이나 발목 등의 골절 또는 부종에 의해 의료용으로 제공되는 신발 착용에 따른 불편함을 해소할 수 있으며, 나아가 사용자의 빠른 회복과 재활치료에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.The method of manufacturing an individually customized last using 3D printing of the present invention having the above characteristics, and the individually customized last manufactured thereby are optimally manufactured to the same level as the appearance of the patient's foot as well as the bone density and skin in consideration of the current foot situation. By manufacturing the last with a 3D printer and providing users with shoes made based on the last, it is possible to relieve the discomfort caused by wearing shoes provided for medical purposes due to fractures or swelling of the toes or ankles, and further. It has the effect of helping users with quick recovery and rehabilitation treatment.
도 1은 종래 라스트를 표현한 도면 대용 사진
도 2는 본 발명의 기술적 사상이 적용된 맞춤형 라스트를 표현한 도면 대용 사진
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 제조 공정 블록 구성도Figure 1 is a photograph substitute for a drawing representing a conventional last.
Figure 2 is a photograph instead of a drawing expressing a customized last to which the technical idea of the present invention is applied.
Figure 3 is a manufacturing process block diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본 발명에서 제공하는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법 및 그로써 제조된 개인별 맞춤형 라스트를 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, a method for manufacturing a personalized last using 3D printing provided by the present invention and a personalized last manufactured thereby will be described according to the attached drawings and preferred embodiments.
먼저, 도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명에서 제공하는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법은 첫째 환자의 발에 관현된 자료를 수집한다(S100).First, as shown in Figure 3, the method of manufacturing a personalized last using 3D printing provided by the present invention first collects data related to the patient's feet (S100).
이때 자료라 함은 환자의 발이 될 수도 있고 발목 또는 정강이 등이 될 수 있으며, 자료의 수집은 다양한 각도에서 촬영한 환자의 CT 또는 MRI 영상 자료로부터 수집할 수 있다.At this time, the data can be the patient's feet, ankles, or shins, and data can be collected from the patient's CT or MRI image data taken from various angles.
상기와 같이 수집한 CT 또는 MRI 영상 자료는 3D 프린트를 이용하여 출력할 수 있는 상태가 되도록 변환을 하게 되는데 에이뷰 모델러 소프트웨어(AVIEW Modeler S/W)를 이용하여 수집한 자료를 입력하고 3D 프린트로 출력할 수 있는 자료로 변환을 한다(S200).The CT or MRI image data collected as above is converted to a state that can be output using 3D printing. The collected data is input using AVIEW Modeler S/W and 3D printed. Convert it into data that can be printed (S200).
상기 자료 변환단계에서 생성된 변환 자료를 3D 프린트기에 입력하여 3D 프린팅 즉, 라스트를 출력하는데 환자의 뼈에 대한 부분을 출력할 때는 필라멘트의 소재 비중이 1.2, 1.5, 1.8 중 선택된 어느 하나의 비중으로 제조된 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하고, 피부 조직은 경도 60 내지 75 수준의 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane)재질의 필라멘트 소재를 이용하여 출력을 하여 개인별 맞춤형 라스트를 성형한다(S300).The conversion data generated in the above data conversion step is input to the 3D printer to print 3D printing, that is, the last. When printing the part of the patient's bone, the material specific gravity of the filament is selected from 1.2, 1.5, and 1.8. Printing is performed using manufactured filament material, and the skin tissue is printed using filament material made of thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) with a hardness of 60 to 75 to form a personalized last (S300).
이때 상기 비중이 1.2인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 85:10:5로 이루어지고, 비중이 1.5인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 70:10:20으로 이루어지며, 비중이 1.8인 3D 프린트용 필라멘트는 PLA : PBAT : 황산바륨의 혼합으로 제조되며, 각 중량(%) 비율은 50:10:40으로 이루어진다.At this time, the 3D printing filament with a specific gravity of 1.2 is manufactured by mixing PLA: PBAT: barium sulfate, and the respective weight (%) ratio is 85:10:5, and the 3D printing filament with a specific gravity of 1.5 is PLA: It is manufactured by mixing PBAT: barium sulfate, and the weight (%) ratio is 70:10:20. The 3D printing filament with a specific gravity of 1.8 is manufactured by mixing PLA: PBAT: barium sulfate, and each weight (%) is 70:10:20. %) The ratio is 50:10:40.
상기 PLA 수지는 3D 프린트용 필라멘트에서 일반적으로 사용하는 옥수수 전분이 주원료인 친환경 소재이며, PBAT(Poly-Butylene Adipate Terephthalate)는 일정 조건에서 물과 이산화탄소로 완전히 자연분해되는 썩는 플라스틱인 생분해성 플라스틱을 일컫는 것으로 땅속에 묻게 되면 연구실 같은 최적의 조건에서는 6개월 이내에 완전분해되며, 일반적인 조건에서는 통상 2 ~ 3년 이내에 생분해된다.The PLA resin is an eco-friendly material whose main ingredient is corn starch, which is commonly used in 3D printing filaments, and PBAT (Poly-Butylene Adipate Terephthalate) refers to a biodegradable plastic that is a compostable plastic that completely decomposes into water and carbon dioxide under certain conditions. When buried in the ground, it completely decomposes within 6 months under optimal conditions such as a laboratory, and usually biodegrades within 2 to 3 years under general conditions.
또한, 상기 황산바륨은 CT 조영제 역할을 할 수 있으며 황산바륨 자체의 비중이 4.5 정도가 되기 때문에 필라멘트 제조시 첨가를 하면 비중을 높이는 등의 비중을 조절할 수 있다.In addition, the barium sulfate can act as a CT contrast agent, and since the specific gravity of barium sulfate itself is about 4.5, the specific gravity can be adjusted, such as by increasing the specific gravity, by adding it during filament production.
상기 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane)재질의 필라멘트 소재는 경도가 60 내지 75 수준이 되기 때문에 피와 피부 등을 출력할 수 있으며, 출력 성형시에는 부드러운 촉감의 라스트를 제공할 수 있으며, 출력단계에서의 토출량은 비중에 따라 임의 조율이 용이하다.The filament material made of thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) has a hardness of 60 to 75, so it can print blood and skin, etc., and can provide a last with a soft touch during printing molding, and at the printing stage. It is easy to arbitrarily adjust the discharge amount according to specific gravity.
상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 본원 발명의 라스트(20)는 도 2에서 도시된 바와 같이 인체와 거의 유사한 성형물로 제조되며, 이를 토대로 환자의 신발을 제조할 경우 환자가 편안함을 느낄 수 있을 정도의 신발을 제공할 수 있게 되는 것이다.The last 20 of the present invention manufactured by the above manufacturing method is manufactured as a molded product almost similar to the human body as shown in FIG. 2, and when manufacturing shoes for a patient based on this, the patient can feel comfortable. We will be able to provide shoes.
특히, 부종이 심한 경우에는 그러한 부분까지 감안하여 라스트가 제조되기 때문에 환자의 거부반응을 조기에 차단할 수 있으며, 재활과정에서의 불편함을 해소함으로써 순조로운 재활에 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.In particular, in cases where edema is severe, the last is manufactured with such aspects in mind, so the patient's rejection reaction can be prevented early, and it can help smooth rehabilitation by relieving discomfort during the rehabilitation process.
본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described, those skilled in the art will be able to understand the present invention by adding, changing, deleting or adding components without departing from the spirit of the invention as set forth in the patent claims. Various modifications and changes may be made, and this will also be included within the scope of the rights of the present invention.
10: 종래 라스트
20: 본원 발명의 라스트
S100: 자료 수집단계
S200: 자료 변환단계
S300: 3D 프린팅 단계10: Conventional last
20: Last of the present invention
S100: Data collection stage
S200: Data conversion step
S300: 3D printing stage
Claims (5)
상기 수집된 환자의 CT 또는 MRI 영상자료를 에이뷰 모델러 소프트웨어(AVIEW Modeler S/W)에 입력하여 3D 프린트로 출력하기 위한 자료로 변환하는 자료 변환단계(S200); 와,
상기 자료 변환단계에서 생성된 변환 자료를 3D 프린트기에 입력한 다음, PLA : PBAT : 황산바륨을 85:10:5 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재 또는 PLA : PBAT : 황산바륨을 70:10:20 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재 또는 PLA : PBAT : 황산바륨을 50:10:40 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재를 이용하여 뼈에 대한 부분을 3D프린로 출력하는 것과,
열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane) 필라멘트 소재를 이용하여 피부 조직에 대한 부분을 3D프린로 출력하여 개인별 맞춤형 라스트를 성형하는 3D 프린팅 단계(S300);
로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법.
A data collection step (S100) of collecting CT or MRI image data related to the patient's individual foot; and,
A data conversion step (S200) of inputting the collected CT or MRI image data of the patient into AVIEW Modeler S/W and converting it into data for 3D printing; and,
After inputting the conversion data generated in the above data conversion step into the 3D printer, use a filament material mixed with PLA:PBAT:barium sulfate in a weight (%) ratio of 85:10:5 or PLA:PBAT:barium sulfate in a 70:10 ratio. Printing the bone part with a 3D printer using a filament material mixed at a weight (%) ratio of :20 or a filament material mixed with PLA:PBAT:barium sulfate at a weight (%) ratio of 50:10:40,
A 3D printing step (S300) of printing the skin tissue using a 3D printer using thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) filament material to form a personalized last;
A method of manufacturing a personalized last using 3D printing, characterized in that it consists of:
상기 PLA : PBAT : 황산바륨을 85:10:5 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재로 출력한 뼈의 비중은 1.2, PLA : PBAT : 황산바륨을 70:10:20 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재로 출력한 뼈의 비중은 1.5, PLA : PBAT : 황산바륨을 50:10:40 중량(%) 비율로 혼합한 필라멘트 소재로 출력한 뼈의 비중은 1.8인 것을 특징으로 하는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법.
According to paragraph 1,
The specific gravity of the bone printed with the filament material mixed with PLA: PBAT: barium sulfate in a weight (%) ratio of 85:10:5 is 1.2, and PLA: PBAT: barium sulfate in a weight (%) ratio of 70:10:20. A 3D print characterized in that the specific gravity of the bone printed with a mixed filament material is 1.5, and the specific gravity of the bone printed with a filament material mixed with PLA: PBAT: barium sulfate in a weight (%) ratio of 50:10:40 is 1.8. Individually customized last manufacturing method using .
상기 열가소성 폴리우레탄(TPU, thermoplastic polyurethane) 필라멘트 소재로 출력한 피부 조직의 경도는 60 내지 75 수준인 것을 특징으로 하는 3D 프린트를 이용한 개인별 맞춤형 라스트 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing a personalized last using 3D printing, characterized in that the hardness of the skin tissue printed with the thermoplastic polyurethane (TPU, thermoplastic polyurethane) filament material is at the level of 60 to 75.
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| KR1020210186660A KR102586535B1 (en) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | A method for manufacturing a customized last for each individual using a 3D printer and a customized last for each individual manufactured thereby |
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| US20200315300A1 (en) * | 2017-12-27 | 2020-10-08 | Aleksandr Vladimirovich KULENKO | Method for producing individualized last for personalized fitting and shaping of the inner surface of a shoe |
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