3D 프린팅 기술을 이용한 보조기 제작 기법 적용사례 연구: 스플린트 팬을 이용한 방법과의 비교연구를 중심으로
A study on the Case of Developing Manufacturing Techniques for Orthosisusing 3D Printing Technology : Focusing on Comparative Study with using the Splint Pan
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초록
본 연구는 첨단 제조기술로 각광받고 있는 3D 프린팅 기술을 장애인을 위한 보조기 제작에 도입하려는 목적이 있다. 신체 측정의 방법으로 기존의 방법과 3차원 신체 스캐닝(3D Scanning)을 모두 적용하여 측정부터 제작과 평가까지의 프로세스를 개발하고자 했다. 보조기를 필요로 하는 장애인들이 불충분한 제도적 지원과 비용 및 시간의 문제에 직면하여 원활한 보조기 지급 서비스를 받지 못하는 문제점을 극복하고자 했다. 기존의 보조기 제작 시 인체에 유해하거나 금기사항이 되어왔던 점을 개선할 수 있는지 근거를 마련하고, 3D 프린팅 기술을 이용하면 보조기의 고장이나 파손에 적극적이고 신속하게 대응해 낼 수 있어 장애인 편의성이 향상될 수 있고, 소요되는 비용과 보조기를 착용하기 까지 장애인이 거쳐야 되는 절차가 혁신적으로 감소될 수 있을 것이다. 이를 위해 의료진이나 관계자들이 3D 프린팅을 할 때 기술적인 프로세스를 제공하고 기존의 방법과 비교하기 위해 본 연구를 진행했다. 5가지 종류의 보조기를 실제 제작하는 전 과정을 규명하여 본 연구를 지침삼아 4명의 제작자가 3D 프린터와 스플린트 팬을 이용하여 동일한 보조기를 제작하였다. 인장강도는 방법과 보조기 종류에 상관없이 3D 프린팅 방법이 평균 23,400 kgf/㎠으로 7,100kgf/㎠의 물성을 보이는 폴리프로필렌을 사용한 스플린트 보다 약 3배 더 강도가 우수했다. 소요시간의 차이는 기존의 방법이 평균 730분 덜 소요되었다. 제작 비용적인 측면에서는 3D프린팅에 요구되는 비용이 기존 방법에 비하여 평균 32.8만원이 더 할애 되었다. 3D 프린팅을 이용한 보조기의 제작은 임상적으로 사용이 가능할 것으로 생각되고, 기존의 제작방법이 가지고 있는 문제점들을 개선하는 대안이 될 것으로 전망된다.
Abstract
This study is aimed at developing manufacturing techniques for making orthotic devices using 3D printing technology to prevent previous problems that have been exposed from splint pan method. Infrared ray-based 3D scanning and conventional body size measurement process was conducted. Modeling and rendering tasks were performed using Autodesk 3DS Max program. We used NETFABB to save the data as a STL file and Creater K to control graphics and G-code transformation. Post processing and strapped process were carried out for final printed matter. Orthotic Checkout Examination for figure out the examination of devices and also usability evaluations. 4 fabricator made 5 types of orthosis using both methods. The results showed that the 3D printing technology method(23,400 kgf/㎠) indicated 3 times tensile strength stronger than conventional method (7,100kgf/㎠), but needed 730 minutes and 320,000won more than the other method. Fabricated with 3D printing technology for the orthosis could overcome previous problems and be the proper method to intervene and compensate with previous problems related to orthosis in Korea.
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