매듭(Knot)과 링크(Link) 이론에 기반한 3D프린터로 생산할 수 있는 조형물의 원형디자인 모델 제안

Abstract

디자인은 산업혁명과 함께 일상의 물건들을 대량생산하면서 발전하였다. 최근 4차 산업혁명과 함께 이야기되는 3D프린팅은 이전에는 어려웠던 형태의 대량생산 가능성을 열고 있다. 금형에서 생산 가능한 조형에 한정되어 있었던 제품 형태에서 벗어나 디자이너는 자유로운 상상을 할 수 있게 된 것이다. 본 연구는기하학에 기반한 디자인 조형연구를 통하여 3D프린팅으로 생산 가능한 다양한 형태를 상상할 수 있는 원형디자인 모델 제안을 목적으로 한다. 새로운 형태 가능성을 탐색하기 위해 면과 선에 기반한 유클리드기하학과 선과 차원에 기반한 위상기하학을 바탕으로, 디자인 조형을 도형과 차원의 관점으로 구분하여 연구를 진행하였다. 그리고, 디자인 창작 활동의 원리의하나를, 균형감, 조화감, 리듬감을 표현하기 위해 조형을 끊임없이 변형시키는 활동으로 해석하여, 도형과차원의 변형 원리를 조사하였다. 이를 바탕으로 위상기하학의 한 분야인 매듭과 링크의 선에 의해 형성되는 차원에서 파생될 수 있는 다양한 형태의 가능성을실험할 수 있는 하나의 원형모델을 제안하였다. 이 원형모델은 라이노의 그래스호퍼를 활용한 파라메트릭기반으로 디자인하여, 면을 중심으로 디자인 조형을생각하던 관점에서 벗어나, 선으로 형성되는 차원에생성되는 다양한 디자인 조형 가능성을 실험할 수 있게 제작하였다. 이 연구는 3D프린팅 기반 생산 환경에서 디자이너의 조형 상상력을 넓히는데 기여할 것으로 생각한다.

Since the Industrial Revolution, design has evolved through mass production of everyday objects. 3D printing, one of the core technology in recent 4th industrial revolution, opens up the possibility of mass production in new forms that was previously difficult. It is possible for designers to imagine free from the product form which was limited to the molding technology. The purpose of this study is to propose an archetype of forms that can be produced by 3D printing technology through the geometric based form study. In order to explore new form possibility, this study was conducted with two perspectives: shapes structured with plane and dimension formed from line based on Euclidean geometry and topology. Then, the principle of transformation of shapes and dimensions was investigated because this study interpreted one of the principles of design creative activity as a continuous transformation of a form to express balance, harmony and rhythm. Based on this, this study proposes an archetype design model that can simulate possibilities of various forms generated from the dimension formed with line(s) of knot and link theory which are one area of topology. This archetype design model was designed based on parametric 3D modeling using Grasshopper on Rhinoceros to simulate various design formations generated in the dimension formed by the line, away from the approach of structuring forms with planes and faces. This study will contribute to widening the formative imagination of designers in 3D printing based production environment.