3D 프린팅과 금속을 활용한 기물 제작 연구 : 적층 방식의 PLA 출력물과 옻칠 표면처리를 중심으로 = Research on Artistic Creation Using 3D Printing and Metals : Layered PLA Fabrications and Natural Lacquer(Ottchil) Surface Treatments|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study explores the creation process of vessels that embody new dimensions of color and behavior-inducing shapes through the combination of Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printing technology and metal materials. I encountered challenges in fitting various angles and curved surfaces while working with metal materials. To address these difficulties, I utilized 3D program (3D Rhino) to create surfaces where different shapes and forms naturally transition into each other. The research involved creating vessels by combining lids, handles, and other elements made of metal or produced through 3D printing with the main body of the object.

Primarily focusing on morphological exploration, the study ultilized the functional advantages of 3D programming to realize natural curved surfaces. Among the various elements of the work, lids and handles were specifically designed to induce user interaction, aligning with the concept of Affordance theory. This approach aimed to facilitate communication with the user. Consequently, a series of vessels were created, emphasizing elements like lids and handles that effectively induce user behavior.

Subsequently, the study delved into the finishing of the printed objects. The FDM 3D printing process involves layering molten plastic, available in 1.75mm or 2.85mm wire forms, along the X, Y, and Z axes, creating visible horizontal lines due to layering. To enhance the surface finish, natural lacquer, specifically Urushi lacquer, was chosen. Initial experiments focused on smoothing the surface and applying solid-color lacquer to fill gaps and experiment with color and texture representation. Later research exploited the layer lines of FDM 3D printing as a texture and applied the ‘Mayeon technique’ in Urushi lacquering. This involved multiple lacquer layers,
polished to blend seamlessly with the 3D printing lines, creating a harmonious effect.

In addition to this, experiments were conducted to overcome the limitations of low brightness and saturation inherent in traditional Urushi lacquer colors. These experiments enabled the production of works with unrestricted color expression through various color combinations. This study proposes a novel approach in the creative process and hopes to provoke contemplation on the significance of vessels and works of art.

keywords : Metal Structure, 3D Printing, Ottchil, FDM, Connection, Mayeon Technique
Student Number : 2021-20396

번역하기

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 Fused Deposition Modeling(FDM) 방식의 3D 프린팅 기술과 금속 재료의 결합을 통해 다채로운 색상을 지니고 행동 유도적인 형태를 지니는 기물 제작 프로세스를 탐구한다. 연구자는 금속 재료로 작업 중에 여러 각 또는 곡면의 피팅 과정에서 어려움을 발견하였다. 이러한 어려움을 보완하고자 3D 프로그램을 활용하여 서로 다른 도형 및 형태가 자연스럽게 이어지는 곡면을 제작하고자 하였다. 이에 대한 연구로 금속 혹은 3D 프린팅으로 제작된 몸체에 금속 혹은 3D 프린팅으로 제작된 뚜껑, 손잡이 등을 결합하여 기물을 제작하였다. 이러한 연구를 진행하기 위해 3D 프린팅에 대한 특징과 이를 활용한 작품 사례를 알아보고 3D 프린팅과 금속이 결합된 기물의 제작과 그 표면 마감 처리를 연구하였다.

우선 형태적 탐색을 목적으로, 3D 프로그램의 기능적 장점을 활용하여 자연스러운 곡면을 구현하였다. 기물의 여러 요소 중 특히 뚜껑과 손잡이는 사용자의 행동을 유도하기에 적합한 요소이므로 해당 부분에 초점을 맞춘 시리즈를 제작하였다. 이를 통해 사용자와 소통하고자 하였다. 이러한 이유로 뚜껑과 손잡이는 사용자의 행동을 유도하고 이에 목적을 두어 구상을 하였으며 행동 유도성(Affordance) 이론을 고려하여 계획되었다.

다음으로, 출력물의 마감에 대한 연구를 진행하였다. FDM 방식의 3D 프린팅은 적층 제조 기술을 사용하며, 1.75mm 또는 2.85mm 두께를 가진 와이어 형태의 플라스틱을 일정한 온도에서 녹여 적층선을 X, Y, Z 축으로 지지대와 함께 쌓으며 출력된다. 기계 및 작동 방식에 따라 차이가 있지만, FDM 출력물의 표면에는 적층선들로 인해 가로선의 결이 보인다. 이와 같은 적층 방식의 3D 프린팅을 기물 제작에 사용하고 표면의 마감을 위해 천연 도료인 옻칠을 선택하였다. 초기 연구에서는 출력물의 표면을 깔끔하게 하고, 색을 칠하기 위해서 표면의 틈을 메웠으며 단색의 옻칠로 덮어 색 및 질감 표현의 시도를 하였다. 3D 프린팅의 표면 마감 실험 결과를 통해, 후기 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린팅에서 나오는 적층선을 요철로 활용하고 옻칠의 표현기법 중 하나인 ‘마연기법’을 적용하여 여러 겹 칠한 후 연마하여 틈을 메우고, 3D 프린팅의 적층선과 어우러지는 효과를 구현하고자 하였다.

옻칠을 할 때 기존에 있는 옻칠 색이 가진 낮은 명도 및 채도의 한계점을 극복하고자 옻칠 조색에 대한 실험도 함께 진행하였다. 이러한 실험을 통해 색 표현에 제한 없이 다양한 색의 조합을 가진 작품 제작이 가능하였다. 본 연구가 창작 과정에서 새로운 접근법을 제안하고, 작품 및 기물의 의미에 대한 고찰할 수 있는 계기가 되기를 바란다.

주요어 : 금속 구조, 3D 프린팅, 옻칠, 결합, FDM, 마연기법
학 번 : 2021-20396

번역하기

본 연구는 Fused Deposition Modeling(FDM) 방식의 3D 프린팅 기술과 금속 재료의 결합을 통해 다채로운 색상을 지니고 행동 유도적인 형태를 지니는 기물 제작 프로세스를 탐구한다. 연구자는 금속 ...

목차 (Table of Contents)