"고령화 시대 중장년의 필수품"이라는 주제로 마름모 30면체를 활용한 조립식 손지압볼을 3D 프린터로 제작한 적이 있습니다. 당시 완성된 손지압볼을 직접 사용해 본 결과, 두 가지 아쉬운 점이 발견되었습니다.
고령화 시대 중장년의 필수품~마름모 30면체를 응용해서 만든 조립식 손지압볼(마사지볼) [뇌건
개인적으로 연구개발을 많이 하기 때문에 이번에는 뇌 건강과 혈액순환에 좋은 물건을 직접 만들어보고 싶...
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1. 손지압볼이란?
손지압볼은 손바닥과 손가락을 자극하여 혈액순환을 촉진하고 피로를 풀어주는 마사지 도구입니다. 크기가 작고 휴대가 간편하여 언제 어디서든 사용할 수 있으며, 단순한 마사지뿐만 아니라 건강 관리에도 유용하게 활용됩니다.
2. 손지압볼의 효과
● 혈액순환 촉진: 손에는 다양한 경혈(혈자리)이 몰려 있어, 손지압볼을 굴리며 지압하면 혈액순환이 활발해집니다.
● 피로 해소: 장시간 컴퓨터 작업이나 스마트폰 사용으로 뻐근해진 손의 피로를 효과적으로 풀어줍니다.
● 스트레스 완화: 손을 주무르는 동작 자체가 긴장을 풀어주고 심신을 안정시키는 데 도움이 됩니다.
● 뇌 활성화: 손을 자극하면 신경계가 자극되어 두뇌 활동이 촉진된다는 연구도 있습니다.
관절 건강 유지: 손가락과 손목을 자주 움직이면 관절 건강에도 긍정적인 영향을 줍니다.
첫 번째 아쉬운 점은 마름모 30면체 아랫부분의 출력 품질
3D 프린터로 출력하는 동안 마름모 30면체의 돌출부가 무너지거나 흘러내리는 것을 방지하기 위해 서포트(지지대)를 적절히 활용해야 합니다. 그러나 서포트를 사용하면 이를 제거하는 과정이 추가되며, 이 과정에서 흔적이 남을 수 있습니다. 후가공을 제대로 수행하지 않으면 오히려 전체적인 품질이 저하될 우려가 있습니다.
마름모 30면체(Rhombic Triacontahedron)란?
1. 개념 및 정의
마름모 30면체(Rhombic Triacontahedron)는 정삼각형이나 정사각형이 아닌 마름모(평행사변형의 한 형태) 30개로 이루어진 다면체입니다. 이 도형은 카타란(Catalan solid)에 속하는 쌍대 다면체(dual polyhedron) 중 하나이며, 황금비(φ, 약 1.618)를 포함하는 특성을 가지고 있어 수학적으로도 매우 흥미로운 구조입니다.
2. 기하학적 특징
● 면(Faces): 30개의 마름모로 구성
● 모서리(Edges): 60개
● 꼭짓점(Vertices): 32개
● 내각 구조: 각 마름모의 대각선 비율이 황금비를 따름
3. 활용 분야
● 디자인 및 건축: 기하학적 미학을 살린 건축 구조 및 조형물
● 수학 및 교육: 다면체의 성질을 배우는 교육 자료
● 3D 프린팅 및 제작: 손지압볼과 같은 생활용품 디자인
● 퍼즐 및 게임: 다면체 기반 보드게임 도구
오버행 각도(Overhang Angle)는 3D 프린터가 수평 평면을 기준으로 수직으로 출력해야 하는 벽이나 지붕과 같은 구조물의 기울기를 의미합니다. 쉽게 말해, 중력에 의해 출력물이 아래로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 최대 각도를 뜻합니다.
일반적으로 다음 이미지와 같이 오버행 각도가 45도 이하일 경우, 대부분의 3D 프린터에서는 별도의 서포트 없이도 품질 저하 없이 출력이 가능합니다.
마름모 30면체의 경우 아랫부분의 경사면이 수평면과 이루는 각도는 약 36도 정도입니다.
수평면과 36도의 각도를 이루기 때문에 오버행 각도를 계산하면 아래 이미지와 같이 90 - 36 = 54도가 됩니다. 일반적인 오버행 각도 45를 초과했습니다. 따라서 서포트 없이 출력할 경우 3d프린터의 성능에 따라 출력 품질이 영향을 받을 수도 있습니다.
Prusa 3D 프린터 MK3S를 사용하여 실제로 출력해 보았습니다. 오버행 각도가 54도인 마름모 30면체를 서포트 없이 출력한 결과, 육안으로 보았을 때 눈에 띌 정도로 흘러내리지는 않았습니다. 그러나 상부와 하부의 출력 품질을 면밀히 비교해 보면, 하부의 품질이 상부에 비해 다소 저하된 것을 확인할 수 있었습니다. 이는 오버행 각도가 큰 구조물이 출력될 때 발생하는 영향이 일부 반영된 결과로 볼 수 있습니다.
두 번째 아쉬운 점은 지압용 돌기의 구조
구형 손지압볼의 지압용 돌기 구조를 살펴보면, 마치 브로콜리처럼 상부가 크고 하부가 상대적으로 작은 형태입니다. 이로 인해 하부의 바닥 면적이 좁아져, 출력 중 상부를 쌓아 올리는 과정에서 돌기가 쓰러지는 문제가 발생할 수 있습니다. 특히, 한 번에 30개를 출력할 경우 단 하나라도 쓰러지면 전체 출력물이 손상될 위험이 있기 때문에, 안정적으로 출력할 수 있도록 구조적 개선이 필요합니다.
출력 중 돌기가 쓰러지는 문제를 방지하는 방법 중 하나로 라프트(Raft) 옵션을 활용할 수 있습니다. 라프트를 프린터 베드 위에 먼저 깔고 그 위에서 지압용 돌기를 출력하면, 대부분 안정적으로 출력되어 쓰러지는 문제가 거의 발생하지 않습니다. 다만, 출력 후 라프트에서 지압용 돌기 30개를 모두 떼어내야 하는 추가적인 작업이 필요하다는 단점이 있습니다.
이번에 신형 손지압볼을 제작하면서, 구형 손지압볼에서 아쉬웠던 두 가지 점을 개선하였습니다.
첫 번째 개선 사항
출력 품질을 향상시키기 위해 신형 지압볼에서는 마름모 30면체의 구조를 절반으로 분할하였습니다. 이를 통해 출력 시 오버행 부분을 최소화하여, 보다 안정적인 품질로 출력할 수 있도록 개선하였습니다.
두 번째 개선 사항
지압용 돌기의 안정적인 출력을 위해 나사부의 지름을 크게 해서 프린터 바닥에 안착되는 면적을 크게 늘렸습니다.
덕분에 라프트 옵션을 사용하지 않고도 지압용 돌기 30개를 안정적으로 출력할 수 있게 되었습니다. 바닥 면적이 넓어져 출력 중에도 단 하나도 쓰러지지 않고 균일한 품질로 출력됩니다.
아쉬웠던 두 가지를 개선했지만, 여전히 뭔가 부족하다는 느낌이 들었습니다. 신형 손지압볼이 기존 구형 손지압볼과 차별화될 수 있는 또 다른 요소가 필요하다고 생각하던 중, 문득 새로운 아이디어가 떠올랐습니다.
손지압볼을 차량용 방향제로 활용하면 어떨까?
이를 실현하기 위해서는 마름모 30면체 내부에 향기 나는 물질을 넣을 수 있도록 구조를 변경해야 했습니다. 단순히 기존 마름모 30면체를 절반으로 나누는 것뿐만 아니라, 내부에 빈 공간을 확보하여 무언가를 넣을 수 있도록 설계하였습니다. 하지만 손지압볼의 크기가 원래 작기 때문에, 좁은 내부 공간에 무엇을 어떻게, 그리고 얼마나 넣어야 할지 또 다른 고민이 생겼습니다.
내부 공간이 제한적이므로, 고체보다는 가루 형태의 재료가 적합할 것 같았습니다. 또한 건강을 고려하여 화학물질로 만들어진 인공 방향제 대신, 허브처럼 자연의 향을 풍기는 재료를 사용하고 싶었습니다.
이에 따라, 가루 형태이면서 자연의 향을 풍기는 재료를 찾기 시작했습니다. 평소 커피를 좋아하고 주변에서 쉽게 구할 수 있다는 점을 고려하여, 첫 번째 방향제 재료로 커피 가루를 선택하였습니다.
그런데, 커피 가루를 어떻게 넣으면 좋을까?
어느 날 마트에서 장을 보는데 국물을 우려내는 멀티백이 눈에 들어왔습니다.
"바로 이거다!"
위생적이고 크기도 적당하여, 커피 가루를 담기에 딱 알맞은 재료였습니다. 이렇게 신형 손지압볼에 방향제 기능을 추가하는 아이디어가 완성되었습니다.
커피 가루는 평소 즐겨먹는 스타벅스 분쇄 원두를 사용했습니다.
분쇄 원두 1티스푼을 멀티백에 넣고 돌돌 말아서 분할된 마름모 30면체 안으로 구겨 넣었더니 딱 맞게 들어갑니다.
커피 가루가 담긴 멀티백을 넣고 마름모 상부와 하부를 결합하고 지압 돌기 30개까지 모두 조립한 후에 코를 가까이 가져가 보았습니다. 은은한 커피 향이 확 퍼지면서 손지압볼이 방향제로도 활용될 수 있다는 확신이 들었습니다. 이렇게 해서 다기능 (다용도) 마사지볼이라는 새로운 이름이 탄생하게 되었습니다.
마사지볼을 자동차 실내에 두고 실제로 테스트를 진행해 보았습니다. 운전 중에는 손지압볼로 활용하다가, 필요할 때 통풍구에 끼워 차량용 방향제로도 사용해 보았습니다. 예상보다 작업 전환이 쉽고 빠르게 이루어져, 실용성이 좋다는 것을 확인할 수 있었습니다.
이번에는 3D 프린팅의 장점을 극대화하여 다양한 색상을 조합한 다기능 마사지볼을 여러 개 출력하였습니다.
그중에서도 연두색과 노란색을 조합한 다기능 마사지볼이 개인적으로 가장 마음에 들었습니다.
역시, 심플한 디자인이 최고!
테스트하려고 운동 중에도 들고 다녔습니다.
와이프와 함께 카페 나들이 갈 때도 다기능 마사지볼을 챙겨 갔습니다. 커피 한 잔을 마시면서 손지압볼을 주무르니 손은 시원해지고, 은은한 커피 향이 코끝을 자극하며 더욱 기분 좋은 시간을 보낼 수 있었습니다.
외식할 때도 가지고 다녔습니다. 식사 후 주물렀더니 혈액순환이 잘 돼서 소화도 잘 되는 느낌이 듭니다.
베란다에서 냥이와 함께 한가롭게 커피를 즐길 때도 다기능 마사지볼은 빠지지 않았습니다. 며칠 동안 계속 함께하다 보니, 이제는 없으면 허전하고 자꾸 생각이 납니다. 마치 마사지볼에 점점 중독되는 기분입니다.
이번 다기능 다용도 마사지볼 개발 과정은 단순한 손지압볼 제작을 넘어, 3D 프린팅을 활용한 실용성과 창의성을 실험하는 여정이었습니다.
초기 구형 손지압볼에서 발견된 두 가지 아쉬운 점을 개선하며, 보다 안정적인 출력과 효율적인 조립 방식을 도입했습니다. 출력 품질을 높이기 위해 마름모 30면체를 절반으로 나누고, 지압 돌기의 바닥 면적을 넓혀 쓰러짐을 방지하였습니다. 또한, 단순한 손지압 기능을 넘어 차량용 방향제라는 새로운 활용 방안을 추가하여 제품의 기능성을 강화하였습니다.
실제 사용해 보니, 손지압볼과 방향제 역할을 자연스럽게 오갈 수 있어 편리성이 뛰어났습니다. 카페에서 커피를 마시며 손을 지압하거나, 자동차 실내에서 방향제로 활용하는 등 다양한 상황에서 유용하게 사용할 수 있었습니다. 특히, 3D 프린팅의 장점을 살려 여러 색상의 마사지볼을 출력할 수 있어서 만족스러웠습니다.
최근에는 이 마사지볼이 없으면 허전할 정도로 생활 속에서 자연스럽게 자리 잡았습니다. 앞으로도 사용하면서 새로운 문제점이 발견되거나 더 나은 아이디어가 떠오르면, 지속적으로 개선하고 보완해 나갈 계획입니다.
STL 파일 다운로드
Useful 2-in-1 Item : 3D-Printed Acupressure Massage Ball + Car Air Freshener
Multipurpose Massage Ball This STL file is designed with a rhombus 30-hedron and can be used as a acupressure massage ball and air freshener. It can be used anywhere, such as in the office, at home, in the car, and on trips. It has 2 types of acupressure p
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