KR20140146737A

KR20140146737A - 3차원 프린터를 활용한 즉석맞춤신발창 제작방법

Info

Publication number: KR20140146737A
Application number: KR20130069364A
Authority: KR
Inventors: 강철권
Original assignee: 강철권
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-12-29

Abstract

본 발명은 맞춤신발창을 제작하는 방법에 있어서, 3차원 측정장치로 고객의 발바닥을 촬영하여 발바닥의 3차원 데이터를 획득하는 단계와; 상기 발바닥의 3차원 데이터를 맞춤신발창 형상 데이터로 편집하는 단계와; 상기 편집한 맞춤신발창 형상 데이터를 3차원 프린터에 전송하여 맞춤신발창을 출력한 후 후처리하여 맞춤신발창을 완성하는 단계와; 상기 완성된 맞춤신발창을 고객에게 즉석에서 제공하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 즉석맞춤신발창 제작방법에 의하면, 3차원 측정장치로 고객의 발의 형상을 측정하여 현장에서 맞춤제작한 신발창을 즉시 제공할 수 있으므로 종래기술의 문제였던 수요 시점과 제품 공급 시점 간의 공백을 없앨 수 있다. 또한, 소음이 적은 3차원 프린터를 이용하므로 종래 CNC조각기의 가공소음 및 분진이 없어지므로 쾌적한 환경에서 고객에게 즉석에서 상기 맞춤신발창의 공급이 가능해진다.

Description

3차원 프린터를 활용한 즉석맞춤신발창 제작방법 {METHOD FOR MANUFACTURING IMMEDIATE CUSTOM-MADE SHOE INSOLE USING 3D PRINTER}

본 발명은 기존의 CNC조각 생산 방식에 따르던 맞춤신발창 제작에 대비하여 보다 조용하고 편리한 방식으로 맞춤신발창을 제작하여 제공하는 방법에 관한 것이다.

종래의 맞춤신발창 제작방법은, 사람마다 다른 형상의 발에 대해 3차원 측정을 하고, 측정된 발데이터를 맞춤신발창 제작공장에 전송한 후 CNC조각기로 준비된 소재에 고객의 발바닥모양을 가공함으로써 그 사람 고유의 맞춤신발창을 제작하여 제공하는 방식에 의하여 왔다.

종래에는 도 4에 도시된 바와 같이, CNC 조각기(40, 상단이미지)로 소정의 소재(EVA, Polypropylene 등)에 음각(발바닥이 닿는 부분), 양각(신발에 닿는 부분) 가공을 하여 맞춤신발창 모양으로 완성하는 방식이 존재하였다.

그러나, 상기 CNC조각기에 의한 종래의 맞춤신발창 제작방법에 따르면, 대형 조각기가 존재하여 대량으로 생산할 수 있다는 장점은 있었으나, 소재가공시 CNC조각기에서는 고속회전하는 엔드밀(endmill)과 소재와의 마찰로 인한 엄청난 가공소음이 발생하기 때문에 소음문제가 없는 공장에서만 제작이 가능하고 고객을 상대하는 매장에서는 가공이 어려운 문제가 있었다. 또한 소재를 가공하면서 발생하는 분진으로 인해 공기가 탁해져 작업자의 건강을 해치고 청소도 깨끗이 하기 어려운 문제도 있었다. 이로 인해 고객을 응대하는 매장에 CNC조각기를 비치하지 못하고 공장 등의 다른 장소에 CNC조각기가 비치되어 있기 때문에 고객의 발바닥 촬영 시점(주문시점)과 맞춤신발창 제작 완료 시점(배송시점) 사이에 상당한 시간이 소요되는 등 시간적 공백이 생기게 되어 제품 공급상의 효율성이 떨어진다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 맞춤신발창 주문시 발바닥의 형상 측정이 이루어지고 측정된 발바닥 데이터에 맞는 맞춤제품을 즉석에서 공급할 수 있게 하여 수요자의 수요 시점과 제품의 공급 시점 간의 공백을 없애는 즉석맞춤신발창의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 종래의 CNC조각기에서 발생되던 소음 및 분진이 없도록 쾌적한 환경에서 제공가능한 즉석맞춤신발창 제작방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 맞춤신발창을 제작하는 방법에 있어서, 3차원 측정장치로 고객의 발바닥을 촬영하여 발바닥의 3차원 데이터를 획득하는 단계와; 상기 발바닥의 3차원 데이터를 맞춤신발창 형상 데이터로 편집하는 단계와; 상기 편집한 맞춤신발창 형상 데이터를 3차원 프린터에 전송하여 맞춤신발창을 출력한 후 후처리하여 맞춤신발창을 완성하는 단계와; 상기 완성된 맞춤신발창을 고객에게 즉석에서 제공하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법을 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 즉석맞춤신발창 제작방법에 의하면, 3차원 측정장치로 고객의 발의 형상을 측정하여 현장에서 맞춤제작한 신발창을 즉시 제공할 수 있으므로 종래기술의 문제였던 수요 시점과 제품 공급 시점 간의 공백을 없앨 수 있다.

또한, 소음이 적은 3차원 프린터를 이용하므로 종래 CNC조각기의 가공소음 및 분진이 없어지므로 쾌적한 환경에서 고객에게 즉석에서 상기 맞춤신발창의 공급이 가능해진다.

도 1은 3차원 측정장치(양말형, 폼박스형) 2종류의 사진,
도 2는 3차원 측정장치로 발바닥을 촬영하는 사진,
도 3은 발바닥 촬영 후 컴퓨터 화면에 왼발과 오른발의 발바닥을 3차원으로 보여주는 사진,
도 4는 종래기술에 따른 CNC조각기와 CNC조각기로 소재를 가공하여 맞춤신발창을 제작한 사진,
도 5는 3차원 측정장치로 촬영한 발바닥의 3차원 데이터를 전족(Full length)의 맞춤신발창 형태로 편집한 사진,
도 6은 3차원 측정장치로 촬영한 발바닥의 3차원 데이터를 반족(Half length)의 맞춤신발창 형태로 편집한 사진
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터로 맞춤신발창을 제작하는 것을 보여주는 사진,
도 8은 3차원 프린터에서 출력한 맞춤신발창에 후처리하여 최종완성된 맞춤신발창을 보여주는 사진이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 즉석맞춤신발창 제작방법은 우선 고객의 발바닥을 3차원 측정장치(3D Scanner)를 사용하여 발바닥의 3차원 데이터(3D Data)를 그대로 획득하는 것을 출발점으로 한다. 도 2는 상기 3차원 측정장치(우측그림)로 발바닥(좌측그림)을 촬영하는 것을 도시한 것이고, 3차원 측정장치의 예는 도 1에 도시된 바와 같으며, 이러한 3차원 측정장치는 촬영한 대상표면의 형상을 3차원(x, y, z)으로 획득하는 기능을 수행한다. 도 1의 10(좌측그림)은 일정 간격의 줄무늬가 그려진 양말을 신은 발바닥을 촬영하여 발바닥 줄무늬의 굴곡으로부터 3차원 데이터를 획득하는 3차원 측정장치(양말형)이고, 도 1의 11(우측그림)은 발바닥이 눌려진 폼박스(foam box)에 소정의 패턴을 투사하여 패턴의 형상으로부터 3차원 데이터를 획득하는 3차원 측정장치(폼박스형)로서, 본 발명의 출원일 이전에 국내에서 공개된 바 있다. 상기 도 1의 2종류의 3차원 측정장치는 다양한 3차원 측정장치 종류 중에서 하나의 실시예로서 도시되었다.

상기 3차원 측정장치는 고객의 맨발을 그대로 촬영하는 것도 있으며, 라인 레이저(line laser)를 발바닥에 투사하여 생긴 굴곡으로부터 3차원 데이터를 획득하는 3차원 측정장치(레이저형)도 있다. 본 발명의 3차원 측정장치는 발바닥의 3차원 데이터를 획득할 수 있는 모든 3차원 측정장치를 포함한다.

상기 3차원 측정장치를 사용하여 발바닥을 촬영한 후 획득한 발바닥의 3차원 데이터는 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에서 발바닥 데이터는 깊이에 따라 다른 색상으로 표현되었다. 이러한 발바닥의 3차원 데이터는 점(points), 삼각메쉬(triangle mesh), 색상(color), 텍스쳐(texture) 등으로 표현이 가능하다. 상기 3차원 데이터는 다양한 3D파일포맷(3D File format)이 있으며, 호환되는 3D파일포맷중에는 주로 STL(StereoLithography) 파일이 많이 사용된다.

상기 획득한 발바닥의 3차원 데이터는 촬영한 원본데이터로서 그대로 제작하면 불편하여 착용이 어렵기 때문에 CAD 기능을 가진 소정의 소프트웨어를 사용하여 고객이 착용가능하도록 3차원 편집과정을 거친 후 최종적인 맞춤신발창 형태로 변환하게 된다. 이러한 최종형태를 갖춘 3차원 데이터가 도 5, 도 6 에 도시되어 있다. 도 5는 발끝까지의 형태로 편집한 전족타입(Full length)이고, 도 6은 발바닥의 중요부까지의 형태로 편집한 반족타입(Half length)에 해당한다.

이와 같이 편집이 마무리된 발바닥의 3차원 데이터를 3차원 프린터(3D Printer)에 전송하게 된다.

3차원 프린터(3D Printer)는 3차원 데이터를 전송받아 고체인 소재를 고열로 녹여 노즐을 통해 분사하여 전송받은 3차원 데이터 형태가 되도록 층층이 쌓아 올려 실제 3차원 형상으로 제작하는 기능을 수행하는 장치를 말하며 시제품 제작시 주로 사용되며, 고속회전하는 엔드밀로 소재를 깎아내는 CNC조각기와는 차이점이 있다. 3차원 프린터(3D Printer)는 최근에 소형화되고 저렴해져 보편화가 이루어지고 있는 추세이다. 상기 3차원 프린터는 고열로 녹인 소재를 층층이 조금씩 쌓아올리게 되므로 종래 CNC조각기가 딱딱한 소재를 가공하면서 발생하는 엄청난 소음과 분진이 전혀 발생하지 않는 우월한 장점이 있다. 도 7은 기본적인 형태의 3차원 프린터와 그로부터 출력된 맞춤신발창 1족(1 pair) 또는 1개(1 foot, 왼발 또는 오른발)를 도시하고 있다. 종래 CNC조각기는 소음 및 분진으로 인해 매장에 비치하기 어려웠는데, 상기 3차원 프린터는 조용하고 깨끗한 작업이 가능하고, 최근에는 소형화된 탁상용 3차원 프린터가 많이 나오고 있어 매장에 비치하기 수월해졌다.

맞춤신발창 제작시간을 빠르게 하기 위해 상기 3차원 프린터 2대 이상을 비치하여, 도 7에서 오른쪽 하단에 도시한 바와 같이 각 3차원 프린터가 발 1개(1대는 왼발, 다른 1대는 오른발)씩의 신발창을 출력함으로써 소요시간을 1/2로 줄이는 것도 생산성을 올리는 바람직한 실시예로 볼 수 있다. 상기 3차원 프린터에서 사용되는 소재(재료)는 투명아크릴 같은 투명재료, ABS와 같은 불투명 재료, 폴리프로필렌(PP; Polypropylene) 같은 탄력성 있는 재료, 고무재료 등 다양한 소재를 사용할 수 있다.

상기 3차원 프린터의 소재의 바람직한 일실시예로서 탄력성이 좋은 폴리프로필렌이나 이와 유사한 재질을 갖는 소재를 사용할 수 있다.

상기 3차원 프린터의 결과물은 출력소재 그대로이기 때문에 간단한 그라인딩(grinding) 작업, 발바닥이 닿는 면과 반대면을 가죽이나 비닐로 부착하는 등의 후처리 과정을 거치면 최종 완성된 맞춤신발창이 되어 고객에게 즉석에서 제공할 수 있게 된다. 도 8은 최종 완성된 형태의 맞춤신발창이 도시되어 있다.

이러한 맞춤신발창은 종래에는 고객의 발바닥 촬영 시점(주문시점)과 측정된 바에 따른 맞춤신발창 제작 완료 시점(배송시점) 사이에 상당한 시간이 소요되어 제품 공급상의 효율성이 떨어져 수요를 늘리기에는 한계가 있었으나, 본 발명에 따른 즉석맞춤신발창 제작방법은 고객주문시 즉석에서 3차원 프린터로 맞춤신발창을 제작하여 제공할 수 있게 되어 종래의 수요한계를 극복할 수 있는 방법을 제시하였다.

한편, 상기에서 설명된 즉석맞춤신발창 제작방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과한 것이므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기한 바에 한정되는 것으로 해석되어서는 곤란하다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

10: 양말형 3차원 측정장치 11: 폼박스형 3차원 측정장치
40: CNC조각기 41: CNC조각기로 가공된 맞춤신발창

Claims

맞춤신발창을 제작하는 방법에 있어서,
3차원 측정장치로 고객의 발바닥을 촬영하여 발바닥의 3차원 데이터를 획득하는 단계와;
상기 발바닥의 3차원 데이터를 맞춤신발창 형상 데이터로 편집하는 단계와;
상기 편집한 맞춤신발창 형상 데이터를 3차원 프린터에 전송하여 맞춤신발창을 출력한 후 후처리하여 맞춤신발창을 완성하는 단계와;
상기 완성된 맞춤신발창을 고객에게 즉석에서 제공하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.
제1항에 있어서,
상기 3차원 측정장치는 일정 간격의 줄무늬가 그려진 양말을 신은 발바닥을 촬영하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.
제1항에 있어서,
상기 3차원 측정장치는 발바닥이 눌려진 폼박스를 촬영하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.
제1항에 있어서,
상기 3차원 측정장치는 라인 레이저가 투사된 발바닥을 촬영하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.
제1항에 있어서,
상기 3차원 프린터의 소재는 폴리프로필렌을 사용하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 3차원 프린터는 발 1개씩의 신발창을 출력하는 것을 특징으로 하는 즉석맞춤신발창 제작방법.