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3D 프린팅과 AI 기술 기반의 제품 디자인 프로세스 제안 = Proposal of 3D Printing and AI Technology-Based Product Design Process
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2022
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49-62(14쪽)
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연구배경 최근 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 산업 분야에서 신기술을 접목하여 전통적인 생산 방법의 한계를 넘어서는 시도가 이루어지고 있다. 3D 프린팅 기술은 사출성형으로 불가능한 형태의 구현 가능성을 높였고, 디자인 개발 과정에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 줄이고 있다. 여기에 더해서 의료기기나 자동차, 건축 등 다양한 산업 분야에서 3D프린팅과 인공지능(AI) 기술이 융합되어 효과적인 제조형태와 구조를 실현하는 활용사례가 늘어나고 있다. 현재는 제품 설계 과정에 집중되어 적용되고 있으나 제품디자인 과정에서도 이를 활용하여 디자이너의 발상만으로 상상하기 어려운 새로운 조형에 대한 탐색뿐 아니라 개발 기간 및 비용 절감을 기대할 수 있는 제품개발 프로세스가 필요하다.
연구방법 문헌 고찰을 통해서 3D 프린팅과 AI 기술의 개념과 이론을 고찰하고, 다양한 산업 분야에 두 가지 기술이 활용된 사례들을 조사하고 분석하였다. 이를 통해서 시사점을 도출하고 3D 프린팅과 AI 기술을 효과적으로 통합하기 위한 제품디자인 프로세스를 제안하였다.
연구결과 디자인 분야에서 3D 프린팅 및 AI 기술이 적용된 사례 분석을 기반으로 AI 기술 기반 제품 디자인 프로세스를 모형으로 정의하였다. 이는 알고리즘 기반 AI 디자인 원리를 적용하여 사용자 맞춤 디자인이 가능하고 프로토타이핑 과정에서 3D 프린팅 기술의 장점을 융합하여 형태 및 구조의 최적화가 요구되는 제품에 활용 가능하다. 또한 AI 기술은 디자인 단계에서 디자이너의 인지 능력을 보조하는 동시에 효율적이고 최적화된 형태 및 구조를 실현하는데 기여하고 있다.
결론 3D 프린팅과 AI 기술은 디자인 과정에서 제품 형태 구조의 물리적 검증과 디자인 아이디어의 생산 가능성을 높이고, 디자이너의 인지능력을 확장하는 도구로 향후 제품 디자인 분야에서 성장하고 발전할 것으로 예상한다.
Background Recently, in the era of the 4th industrial revolution, attempts have been made to overcome the limitations of traditional production methods by incorporating new technologies in the industrial field. In various industrial fields, 3D printing and artificial intelligence (AI) technologies are being fused to realize effective manufacturing forms and structures. Currently, it is concentrated in the engineering process, but it is necessary to use it in the product design process to explore new shapes that are difficult to imagine only by the designer's idea.
Methods Principles and theories of 3D printing and AI technology were reviewed through literature review, and cases where the two technologies were used in various industrial fields were investigated and analyzed. Through this, we proposed a product design process to draw implications and effectively integrate 3D printing and AI technology.
Results Based on case analysis of 3D printing and AI technology in the design field, the AI technology-based product design process was defined as a model. By applying the algorithm-based AI design principle, user-customized design is possible, and the advantages of 3D printing are fused in the prototyping process to be used for products that require optimization of shape and structure.
Conclusion 3D-printing and AI technologies are expected to grow in product design in the future as tools that increase the physical verification of product shape and structure in the design process and expand the cognitive abilities of designers.
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