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강하고 가벼운 메타물질 구현을 위한 키리가미 디자인과 모델링
대표 URL https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202107401
작성자 관리자 게시일 2022.07.27 조회수 115

키리가미는 기계적 메타 물질의 제조 솔루션으로 떠오르고 있습니다. 현재, 대부분의 키리가미 디자인은 모양 변형에 중점을 두지만 높은 강도 대 중량 비 같은 놀라운 기계적 특성에 대해서는 거의 관심을 기울이지 않았습니다. 스위스 로잔 연방공과대학교 Jamie Paik 교수 연구팀은 체크무늬 패턴 블록으로부터 팝업과 팝다운으로 폴딩하여 생성되는 키리가미 기반의 강하면서도 가벼운 메타물질을 제안하였습니다. 키리가미 메타 물질을 임의의 객체로 변환시킬 때 객체의 윤곽을 근사하기 위한 키리가미 폴딩을 자동으로 디자인 하는 것이 어려운 문제가 있습니다. 연구팀에서는 이산화된 개체를 평면 시트에 배포하는 것을 기반으로 하는 계산 모델을 제안하였습니다. 또한 높은 강도를 달성하기 위해 접힌 구성에서 배치된 컷을 잠글 수 있는 무접착 커넥터를 설계하였습니다. 표준 압축 테스트로 키리가미 메타 물질 12.05g 의 무게로 346.4N 의 하중을 견딜 수 있는 것을 확인하였습니다. 한편, 제안된 키리가미 메타물질의 형태 변형 능력을 검증하기 위해 6개의 곡면 프로토타입을 제작 하였습니다. 이 연구는 산업 응용 분야에서 항공기, 드론 등의 부품에 무게 감소를 위한 기술로 적용될 것으로 기대됩니다.

 

출처: Hongying Zhang, Jamie Paik, Kirigami design and modeling for strong, lightweight metamaterials, Advanced functional materials, 2022

[담당자: 원세정(sjw@kimm.re.kr, 7899)]

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