일반기술

섬유강화복합재료를 이용한 ROBOT 팔의 설계 및 제작(고강도 경량구조물)

섬유강화 복합재료는 첨단 신소재의 하나로서 비강도, 비강성의 우수성이 요구되는 우주항공분야를 비롯하여 각종 산업 구조물에 적용이 가능하다. 그러나 국내 업체에서는 몇몇 스포츠용품에 국한하여 적용되고 있다. 본 연구실에서는 그 동안의 복합재료분야의 강도, 피로 등에 대한 연구 경험을 바탕으로 기존의 금속재료로 된 구조물을 고강도 경량 복합재료 구조물로 대체 개발하는데 관심을 갖고 있다. 특히, 탄소복합재료는 강성, 진동특성, 내피로성이 뛰어나므로 이를 각종 구조물에 적용할 경우 경량화에 따른 에너지 절감, 제어성 향상, 교체비용 절감 효과 등이 기대된다. 구체적인 적용 사례로, 제철소의 래들 노즐 교환용 로봇의 팔을 탄소섬유/에폭시 복합재료로 대체하여 설계, 제작함으로써 향상된 성능을 얻을 수 있었다. 피로 파괴로 인한 막대한 경제적 손실과 인명피해를 경험하고 있는 현실에서 본 연구실에서는 복합재료의 피로현상에 대한에 관심을 갖고 있으며, 이를 개발되는 제품에 적용하여 피로수명 예측 및 진단기법을 개발하고, 제품의 내구성과 신뢰성 향상에 대한 이론적 기반을 제시하고자 한다.