The Journal of the Convergence on Culture Technology (문화기술의 융합)

The International Promotion Agency of Culture Technology (국제문화기술진흥원)
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Design of an Automatic Height Adjustable Pillow using 3D Printing and CAE

전산해석과 3D 프린팅을 이용한 자동높이조절 베개의 설계

  • 박근영 (한국교통대학교 에너지시스템공학과) ;
  • 이형욱 (한국교통대학교 자동차공학과)
  • Received : 2017.12.10
  • Accepted : 2018.02.08
  • Published : 2018.02.28
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Abstract

A pillow was fabricated through CAE(Computer Aided Engineering) and 3D printing, which can adjust automatically the height of the pillow when lying sideways and backwards according to the sleeping posture. The target height difference of the pillow was about 1.0 cm ~ 1.5 cm when the head weight difference was about 1.2 kg. Instead of using a complex mechanical device, it was based on an arch structure made of TPU. From the simulation, the optimum model was designed through series combination and the results were compared with the experimental ones. The final product had a height difference of about 2 cm according to the lying posture.

본 연구에서는 수면 자세에 따라 옆으로 누웠을 때와 뒤로 누웠을 때 베개 높이를 자동적으로 조절할 수 있는 베개를 전산해석과 3D 프린팅을 통하여 제작하였다. 누웠을 때의 자세 차이에 대한 머리 무게를 측정한 결과 무게 차이는 약 1.2 kg 정도였으며, 이 때 베개 높이 차이를 약 1.0 cm ~ 1.5 cm 나도록 설계하였다. 복잡한 기계적인 기구 구동 대신에 TPU 재질의 아치 형 구조물을 기본으로 하였다. 전산해석을 통하여 직렬조합을 통한 최적모델을 설정하였고 실험과 비교하여 유사한 결과를 얻었다. 최종 제작된 제품은 옆으로 누웠을 때와 뒤로 누웠을 때의 높이 차이가 약 2 cm로 나타났으며 사용감은 좋은 것으로 평가되었다.

Keywords

References

  1. Y. J. Nam and Y. S. Lee, "The Ergonomic Study on the Height of the Pillow," J. the Human Engineering, Vol. 8, No. 1, pp.3-17, Jun. 1989.
  2. H. J. Lee, S. J. Park and G. S. Park, "Development of Quantitative Evaluation of Pillow," Proceedings of the Human Engineering Conference, pp.1-5, Oct. 2000.
  3. H. J. Lim and J. H. Hong, "A Study of the effect of air-cell shape for biomechanics pillow design," Proceedings of KSPE 2012 Spring Conference, pp.779-780, 2012.