FDM 제조방식 3D프린팅 발 맞춤 인솔 사용이 하지 생체역학에 미치는 영향

• 영문명: The Effect of FDM-Based 3D-Printed Customized Insoles on Lower Limb Biomechanics
• 발행기관: 한국수중건강협회
• 저자명: 주형욱 이정호 류재진 이기광
• 간행물 정보: 『한국인간과학연구』제1권 제2호, 53~66쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 예술체육 > 체육
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.12.31

국문 초록

목적: 본 연구는 융합 적층 제조(Fused Deposition Modeling, FDM) 3D 프린팅 기술을 활용하여 제작된 맞춤형 인솔이 하지 생체역학에 미치는 영향을 분석하는 것을 목표로 하였다. 이 연구에서는 교정 알고리즘을 적용한 3D 프린팅 맞춤형 인솔이 발 아치의 기능을 개선하고, 발 변형이 없는 사람들에게도 운동 성능 향상 및 부상 위험 감소와 같은 생체역학적 이점을 제공할 수 있음을 규명하는 것이다. 이를 통해 맞춤형 인솔의 효과를 체계적으로 검증하고, 개인 맞춤형 보조기의 개발과 활용 가능성을 제시하고자 한다. 연구방법: 20대 남녀 각각 6명, 총 12명을 대상으로 일반 인솔과 3D 프린팅 맞춤형 인솔을 비교하였다. 정적 균형, 반동 점프, 한 발 균형 잡기, 착지 후 유지 등 5가지 동작을 VALD FORCEDECK 지면 반력기를 사용하여 평가하였고, 데이터의 신뢰성과 타당성은 대응 표본 t-검정을 통해 검증하였으며, 유의수준은 p-value < 0.05로 설정하였다. 연구결과: 그 결과, 맞춤형 3D 프린팅 인솔은 정적 균형에서의 안정성을 높이고, 점프 도약 시 파워와 체공 시간이 증가하였으며, 착지 시 충격량을 감소시키는 유의미한 효과가 있었다. 이러한 결과는 3D 스캔 기술과 교정 알고리즘의 융합을 통해 제작된 개인화된 인솔이 하지 생체역학적 안정성과 운동 성능 향상에 기여할 수 있음을 시사한다. 결론: 본 연구는 맞춤형 3D 프린팅 인솔이 운동 성능 향상과 부상 예방에 기여할 가능성을 제시하였으며, 향후 연구에서는 다양한 조건에서 제작된 인솔의 장기적인 효과를 검증할 필요가 있다.

영문 초록

Purpose: This study investigates the biomechanical effects of custom insoles manufactured using Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printing technology. By applying corrective algorithms, these custom insoles aim to enhance arch function and provide biomechanical benefits such as improved athletic performance and reduced injury risk, even in individuals without foot deformities. The findings systematically validate the effectiveness of custom insoles and highlight the potential for advancing personalized assistive device development and applications. Methods: A total of 12 participants (6 males and 6 females in their 20s) were recruited to compare general insoles and 3D-printed custom insoles. Five movements—static balance, countermovement jump, single-leg balance, and post-landing stability— were evaluated using the VALD ForceDeck ground reaction force platform. Results: The results demonstrated that 3D-printed custom insoles significantly improved static balance stability, increased power and flight time during jump takeoff, and reduced impact forces upon landing. These findings suggest that personalized insoles, developed through the integration of 3D scanning technology and corrective algorithms, can contribute to enhanced lower limb biomechanical stability and athletic performance. Conclusion: This study suggests the potential of 3D-printed custom insoles in enhancing athletic performance and preventing injuries. Future research should focus on evaluating the long-term effects of insoles manufactured under various conditions.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 이론적 배경

Ⅲ. 연구 방법

Ⅳ. 연구 결과

Ⅴ. 논의

Ⅵ. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

3D스캐닝 3D프린팅 교정 알고리즘 인솔 생체역학 3D Scanning 3D Printing Corrective Algorithm Insoles Biomechanics