형상기억합금과 형상기억폴리머의 구동 데이터를 측정할 수 있는 측정 장비 ‘Hephaistus 1(헤파이스토스 1)’

국내 연구진이 형상기억합금과 형상기억폴리머의 구동 힘을 측정할 수 있는 장비를 개발했다.

GIST(지스트, 총장 문승현) 기계공학부 이용구 교수팀이 4D프린팅의 창의재료로 사용되는 형상기억 소재의 실제 구동하는 힘을 시간에 따라 측정할 수 있는 측정 장비인 ‘Hephaistus 1(헤파이스토스 1)’을 개발했다고 지난 2일 밝혔다.

최근 3D프린팅에 4차원 개념인 ‘시간’을 적용해 출력된 결과물이 외부 환경 요소에 의해 예측된 형태로 변화하는 4D프린팅 기술이 주목받고 있다.

‘Hephaistus 1’의 핵심 기술은 ‘형상기억 소재가 실제 구동할 때 발생하는 힘을 실시간으로 측정’하는 것이다.

형상기억합금(SMA)으로 만든 스프링이 전기에 의해 수축할 때 발생하는 실제 구동 힘이나, 형상기억폴리머(SMP)로 만든 모델이 본 형상으로 되돌아갈 때 발생하는 복원력을 시간에 따라 측정할 수 있다.

측정된 데이터는 4D프린팅 모델이 변화하는 형상을 미리 예측하는 시뮬레이터의 데이터 베이스로서 사용된다.

또한 형상기억합금(SMA)과 형상기억폴리머(SMP) 두 가지의 창의소재를 동시에 측정할 수 있다. 측정 시 발생하는 진동을 최대한으로 줄일 수 있도록 설계되어 구동 시 발생하는 미세한 힘의 변화도 측정할 수 있다.

이용구 교수는 “개발한 4D프린팅 창의소재의 구동 힘을 측정할 수 있는 측정 장비와 측정 방식을 이용해 실제 4D프린팅 모델의 형상 변형을 모사하는 데이터 구축이 가능하다”고 밝혔다.

이어 “4D프린팅 및 소재를 연구하는 다른 연구자들이 다양한 조건에서 형상기억합금(SMA) 및 형상기억폴리머(SMP)의 구동 힘을 측정해 거대한 데이터 베이스를 구축할 수 있도록 본 측정 방식을 표준화할 계획”이라고 밝혔다.