유압프레스와 3D 프린팅을 활용한 장신구 제작 방법 연구

A Study on Jewelry Making Methods Using Hydraulic Presses and 3D Printing: Focusing on the Pendant

금속공예 분야 또한 4차 산업 혁명의 핵심 중의 하나인 3D 프린팅 활용이 계속 증가하고 있다. 현재 장신구 제작에 가장 많이 사용되고 있는데 가장 큰 이유는 고가였던 장비 가격이 많이 저렴해졌고 여기에 특허권의 만료로 인해 다양한 회사에서 신제품들이 개발되고 있다. 이런 상황에서 본 연구자는 금속공예 작업에 3D 프린팅 활용 범위를 좀 더 넓히기 위해 작업 특성상 단순한 입체감 표현이 가능했던 유압프레스 작업에 3D 프린팅을 활용하였다. 기존 유압프레스 작업은 형틀 제작에 금속이나 아크릴을 CNC 가공이나 레이저 커팅, 수작업 등으로 가공하여 사용했기 때문에 단순한 디자인이 대부분이고 여기에 디자인 난이도에 따라 시간이나 비용이 늘어나는 등 여러 가지 어려움이 많았다. 그래서 본 논문에서는 3D 프린팅 장비 중에서 가장 저렴하고 상대적으로 접근이 쉬운 FDM 3D 프린터로 제작한 형틀이 유압프레스 작업에 활용이 가능한지와 가능하다면 어느 정도까지 다앙한 볼륨 형태를 표현할 수 있는지 가능성을 확인하고자 하였다. 형틀을 제작할 소재인 필라멘트 또한 종류가 많이 있지만 모든 소재를 다루기에는 많은 시간상 제약이 있어서 가장 대중화된 ABS와 PLA 소재를 주로 하여 진행하였다. 유압프레스는 부피감 있는 형상 표현이 유리한 작업이므로 장신구 품목 중 펜던트를 선택하였고 이것을 이용하여 입체감 있는 하트 펜던트 장신구를 제작하였다. 실험 결과물을 보면 출력된 형틀의 외벽 두께와 내부를 채우는 밀도 등에 따라 유압프레스 작업의 결과가 달라졌는데 필라멘트 소재가 가지고 있는 기본 강도에 따라서 달라질 수도 있었고 장신구를 제작하는 판재의 두께나 재료에 따라서도 결과물에 차이를 확인하였다. 그래서 본 연구를 통해 금속공예 작업에 3D 프린팅을 활용하여 좀 더 다양한 작품이나 제품을 제작하는데 조금이나마 도움이 되길 기대해 본다.

The use of 3D printing in metalworking, which is also one of the core components of the Fourth Industrial Revolution, continues to increase. It is currently being used most frequently in the production of jewelry, and the biggest reason for this is that the high cost of equipment has become much cheaper, and various companies are developing new products due to the expiration of patents. In this situation, the researcher used 3D printing in hydraulic press work, which was limited to simple volume representation due to its characteristics. In conventional hydraulic press work, metals or acrylics were processed by CNC machining or laser cutting, manual work, etc., so most designs were simple, and there were many difficulties such a increased time or cost depending on the design difficulty. Therefore, this paper aimed to confirm whether a mold made with the FDM 3D printer, which is the cheapest and relatively easy-to-use 3D printing equipment among 3D printing equipment, can be used in hydraulic press work and how much volume shape can be expressed if possible. The filament used to make the mold was mainly ABS and PLA, which are widely popularized materials, because there were many time constraints to handle all materials. The hydraulic press is advantageous for creating voluminous shapes, so the researcher chose a pendant among the jewelry items and created a voluminous heart pendant using it. According to the experiment results, the output of hydraulic press work varied depending on factors such as the thickness of the outer wall of the mold and the density of the material used to fill the inside. The basic strength of the filament material could also affect the results. The thickness of the substrate used to make jewelry or the material used could also affect the results. Therefore, through this research, it is hoped that 3D printing can be used in metalworking to create more diverse works and products.