요즘 운동화 트렌드는 “두꺼운 쿠션, 가벼운 무게, 개인화”로 정리됩니다. 하이 스택 미드솔과 고탄성 소재로 에너지 리턴을 키우고, 일상 훈련용에서도 레이스화 같은 반발감을 원하는 수요가 커졌습니다. 동시에 통기성, 정숙성, 착화감 같은 경험 품질도 더 엄격해졌습니다.
그런데 여기서 브랜드가 마주치는 현실적인 한계가 있습니다. 사람마다 체중, 착지 습관, 발 모양이 다른데, 금형 기반 생산 방식은 사이즈만 늘리는 것은 가능해도 체중별 쿠션을 정밀하게 쪼개서 제공하기가 어렵습니다. 쿠션을 두껍게 만들수록 무게와 안정성, 내구, 통기성까지 함께 풀어야 할 문제가 늘어납니다.
그래서 최근 신발 개발에서는 3D프린팅이 다시 주목받고 있습니다. 라티스 같은 기하 구조를 쓰면 같은 소재라도 구조 밀도와 두께를 구역별로 바꿔서 쿠션을 설계할 수 있고, 구조 자체가 공기 흐름을 만들어 통기성에도 유리합니다. ASICS는 3D프린팅과 파라메트릭 설계를 결합한 기하 구조를 공식 발표에서 강조했고, adidas도 데이터 기반 3D프린팅 미드솔 개발을 꾸준히 공개해 왔습니다.
이번 뱅업 콜라보 러닝화는 이 흐름 위에서 출발합니다. 핵심은 단순히 3D프린터로 신발을 만드는 것이 아니라, 사이즈별 체중에 맞는 안전 쿠션을 제공하고, 맨발 착용을 고려한 내피까지 포함해 착화 경험을 완성하는 것입니다.
가. 의뢰자의 요구사항
육상 전문 스포츠 브랜드 뱅업(BANGUP) 과 함께 콜라보한 3D프린터 제작 운동화입니다.
요구사항은 4가지로 정리됩니다.
3D프린터로 제작할 것
사이즈별, 체중별로 안전한 쿠션을 제공할 것
맨발 착용도 가능한 내피(라이너) 를 제공할 것
한 켤레가 아니라 사이즈 확장과 맞춤 생산이 가능한 구조일 것
첨부 이미지처럼 “오픈 라티스 구조”를 쓰면 통기성과 경량화에 유리하고, 설계 변수로 쿠션을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 이 접근은 adidas 4D의 데이터 기반 라티스 미드솔 컨셉과도 방향이 같습니다.
나. 문제정의
신발 제작에 적합한 3D프린터 공정은 무엇인가
해당 공정에 맞는 소재는 무엇인가
사이즈별 체중 정보를 어떻게 만들고, 그것을 3D프린팅 구조 쿠션으로 어떻게 변환할 것인가
내피는 어떤 방식으로 설계 및 조립할 것인가
다. 해결 방법
1. 신발을 만들 수 있는 3D프린터 공정은 “한 가지 공정”으로 끝내기보다, 보통 부위별로 공정을 분석.
라티스 기반 쿠션, 미드솔, 일체형 풋베드: 광경화 계열(DLP 계열 포함) 또는 연속광경화(DLS/CLIP 계열) adidas는 Carbon의 DLS 기반 라티스 미드솔을 장기간 공동 개발했고, “선수 데이터 기반 튜닝”을 공식적으로 강조합니다.
내피와 접하는 풋베드 또는 인솔, 유연 탄성 부품: 파우더 베드 계열(SLS, MJF) TPU, BASF Ultrasint TPU01은 HP MJF용 TPU 파우더로, “유연성, 충격 흡수, 미세 구조 출력”을 핵심으로 설명합니다.
FDM은 초기 목업에는 좋지만, 라티스 표면 품질과 반복 정밀도, 레이어 결이 착화감에 불리할 수 있어 “최종 착화 파트”에는 보수적으로 접근하는 편이 안전합니다. (표면 레이어 라인과 해상도 차이는 SLA 계열이 유리하다는 비교 자료가 많습니다.)
2. 공정별 소재 후보
광경화 라티스 쿠션: 탄성 폴리우레탄 계열(EPU 등)
라티스 미드솔이 “에너지 리턴과 내구”를 목표로 개발된 사례들이 있습니다.
파우더 베드 라티스 인솔 및 유연 파트: TPU(예: Ultrasint TPU01, Shore A 88~90)
물성치와 용도(충격 흡수, 탄성, 미세 구조 가능)가 문서로 정리돼 있습니다.
3. “사이즈별, 체중별 안전 쿠션”을 만드는 데이터 설계
핵심은 “체중”을 바로 “쿠션”으로 바꾸는 게 아니라, 체중 및 보행 또는 러닝 특성 ▷ 압력 분포 ▷ 영역별 목표 강성 순서로 변환하는 것입니다.
일본 ASICS는 3D프린팅 샌들에서 파라메트릭 설계와 3D프린팅으로 만든 기하 구조, 그리고 “통기성과 쿠션의 동시 확보”를 강조합니다.
일본 Mizuno는 3D프린터로 개인 발 형상 데이터 기반 맞춤 솔을 제작하는 서비스를 전개합니다. “측정 데이터로 개인화”가 상용 레벨로 들어왔다는 점이 힌트입니다.
연구 논문들도 미드솔을 “기능 구역화”하고, 하중 요구에 맞춰 “그라디언트 구조”를 설계한 뒤 압축 및 충격 시험으로 성능을 평가합니다.
4. 사이즈별 체중 값을 불러와 자신에게 맞는 쿠션을 제공 하기 위하여 가공 되어야할 데이터셋
항목(역할 중심) | 이 데이터의 역활 | 테이터값 예시 |
|---|---|---|
발 사이즈 | 기본 쿠션 범위를 정하는 가장 첫 기준(라스트 및 면적이 달라짐) | 270mm |
체 중 | 실제 하중의 크기를 반영, 가장 직접적인 쿠션 강성 결정 요소 | 72kg |
사용 목적 | 같은 체중이라도 용도에 따라 쿠션 목표가 달라짐(조깅 vs 스피드 vs 워킹) | 조깅 |
케이던스 | 발이 땅에 닿는 횟수/패턴을 추정, 충격 이벤트 강도를 보정 | 172 spm |
접지시간 | 한 발이 바닥에 머무는 시간, 충격 분산 방식(충격이 짧고 강한지) 추정 | 245 ms |
좌우 밸런스 | 충격이 왼발/오른발 어느 쪽에 더 실리는지 추정, 안정성 설계에 참고 | 51/49 |
충격 지수 | 위 지표들을 한 값으로 요약한 “충격 강도 스코어”, 빠른 설계 자동화 | 0.63 |
5. 내피(라이너) 삽입 방식
오픈 라티스 외피는 맨발 착화 시 피부 접촉면이 거칠 수 있어, 내피는 사실상 필수입니다.
방식 1: 니트 또는 메쉬 내피를 별도 제작 후 접착 또는 봉제
방식 2: 라티스와 접하는 면을 “피부 접촉용 스킨 레이어”로 설계하고, 그 위에 얇은 내피를 얹는 하이브리드
방식 3: 풋베드는 TPU 파우더 베드로 제작해 촉감을 확보하고, 외피 라티스는 광경화로 제작해 기능을 분리
ASICS가 풋베드에서 “두꺼운 라티스 구조”를 통해 편안함과 통기성을 동시에 노린 점은 내피 설계에도 좋은 힌트가 됩니다.
라. 3의 해결 방법을 선택한 이유
라티스는 “쿠션의 설계 변수”가 많습니다. 그렇기 때문에 이러한 구조를 선택 해야하는 정확한 근거가 있어야 합니다. 그래서 저희는 라티스 자동 설계 데이터셋을 만들어 제작 하고 있습니다.
폼 소재는 배합과 발포가 관건이지만, 라티스는 기하 구조로 강성과 에너지 흡수 특성을 설계할 수 있어 “체중별 튜닝”에 직접적입니다. adidas는 실제로 데이터 기반 라티스 튜닝을 핵심 기술로 설명 하고 있으며 저희도 이부분을 연구 하고 있습니다.
DLP 계열은 라티스 표면과 미세 구조에서 유리 하며, 착화 파트는 표면 결이 불편함으로 바로 이어집니다. 광경화 계열은 FDM 대비 더 매끈한 표면과 높은 디테일을 제공한다는 비교 자료를 검토 하여 적용 하고 있습니다.
ASICS는 파라메트릭 설계 + 3D프린팅으로 만든 기하 구조를 공식 보도자료에서 명시 하고 있습니다. 이 접근은 매우 오래전부터 연구용으로 해오고 있다는 증명이며 이제는 연구만이 아니라 “상품 개발”에 직접적인 연관이 되고 있습니다.
마. 그로 인해 얻어지는 것
사이즈 및 체중별로 “안전 쿠션”을 설계로 정의할 수 있습니다
체중을 구간화하고, 구역별 강성 목표를 둔 뒤 라티스 파라미터로 변환하면, 같은 디자인 언어를 유지한 채 성능만 바꿀 수 있습니다.
몰드 없이도 소량 다품종 개발이 가능합니다
이 모델은 러닝화 자체가 “굿즈”가 될 수 있고, 팀 단위, 이벤트 단위의 한정판도 가능해집니다. DIY 커스텀과도 방향이 맞습니다.
통기성과 경량화, 그리고 정숙성까지 설계로 접근 가능합니다
오픈 구조는 공기 흐름을 만들고, 소재 사용량도 줄입니다. ASICS가 “통기성과 쿠션”을 동시에 강조하는 이유가 여기에 있습니다.
바. 이외의 공정이나 소재를 선택할 수 있는 방식
SLS 또는 MJF TPU로 풋베드 및 인솔 중심 설계, TPU 파우더 베드는 내구와 촉감에서 장점이 있고, BASF TPU01은 충격 흡수 및 미세 구조 출력성을 문서로 제시합니다.
FDM TPU는 “검증용 시제품”에 적합, 출력 속도와 비용 측면에서 접근성이 좋지만, 최종 착화감과 표면 품질, 반복 정밀도 목표를 높게 잡을수록 후처리 부담이 커질 수 있습니다.
성능 검증은 압축 및 복원, 피로 강도의 정량화 등, 쿠션은 감각이 아니라 수치로 관리돼야 합니다. 러버류 압축 변형은 ASTM D395 같은 시험법이 널리 쓰입니다.
사. 마무리
새로운 신발을 만든다는 건, 결국 “달리는 방식”을 다시 정의하는 일입니다. 3D프린터는 정답을 대신 주지 않습니다. 대신, 질문을 더 정밀하게 만들게 합니다. 체중이 다른 러너가 같은 쿠션을 신어도 되는지, 내 발의 움직임은 어떤 구조를 원하는지, 그리고 그 구조를 오늘 출력해서 내일 바로 검증할 수 있는지. 이 도전의 가치가 거기에 있습니다. 실패해도 설계는 남고, 데이터는 쌓이고, 다음 출력은 더 나아집니다. 뱅업의 다음 시즌이 단순한 신제품이 아니라, 러너에게 새로운 기회가 되길 기대하고 응원 합니다.