일반기술

나선형 와이어로 직조된 3차원 의 다공질 경량 구조체 및 그 제조방법

해당 기술은 와이어를 이용하여 다공질 금속재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 기존에 사용되는 발포금속, 하니컴 구조체 등의 다공질 금속을 대체하게 될 잠재성이 높은 신소재 제조 기술이다. 이 구조체는 수많은 정사면체 트러스 구조가 형성하는 방(cell)으로 구성되어 있기 때문에 가벼우면서도 강도가 높고, 완전히 개방된 내부 공간(open cell)으로 인해 다용도로 활용할 수 있는 혁신적인 기술이다 해당 기술의 다공질 금속재는 와이어를 이용하여 제작되므로 피아노선과 같은 고강도 와이어를 사용하면 쉽게 기존의 어느 다공질 금속보다 월등한 고강도를 실현할 수 있으며, 와이어 자체의 제조 기술이 매우 잘 확립되어 있으므로 결함이 없는 고품질 제품을 얻기가 용이하다. 해당 기술에 따르면 와이어를 먼저 나선형으로 성형한 다음 이를 회전 삽입하여 조립하고 마지막으로 와이어들의 교차점을 브레이징이나 수지접합 등으로 고정하여 완성한다. 따라서 제조장치는 기존의 3차원 직기와 같은 복잡한 기구학적 운동 장치를 포함하지 않고 단순하며 제조 흐름이 연속적이어서 대량생산에 유리하다. 구체적으로 응용 분야를 나열하자면, 먼저 건축/토목/조선용 경량 샌드위치 판재의 심재(Core), 콘크리트의 내부 보강재, 고효율 열전달 매체, 각종 촉매의 지지체 및 필터 등을 들 수 있다. ● 이상적인 카고메(Kogome)트러스와 유사한 형태를 가지고 있어 가벼우면서도 우수한 기계적 강도 및 붕괴과정의 안정성을 가짐. ● 기체의 흐름에 대한 유동 저항이 낮으므로 이로 인한 동력손실이 작음 ● 열전달 및 연소가스 정효 효율이 우수하여 이상적인 촉매담체로 활용 가능 ● 난류유동이 유지되어 혼합을 촉진함으로 인한 열교환매체 활용 가능 ● 소음 및 진동 흡수 능력이 우수 ● 와이어 형태를 갖는 한 어떠한 재료로도 제조될 수 있으며 높은 강도와 낮은 결함률을 얻기 쉬움 ● 나선형으로 성형된 와이어를 단순 조립한 후 브레이징하여 완성되므로 제조장치가 단순하며 대량생산에 유리하고 제조단가가 낮음. ● 최근 자원/에너지 절약 및 환경보호가 최대 이슈가 됨에 따라 가벼운 재료 및 구조물에 대한 수요가 급증하고 있음을 감안하면 조만간 우리사회 다양한 분야에서 활용되는 기초소재가 될 것으로 기대됨.