KR100794358B1 - 덩어리 고체로 구성된 카고메 트러스와 유사한 형상의 셀을갖는 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 덩어리 고체로 구성된 카고메(Kagome) 트러스와 유사한 형상의 셀(cell)을 갖는 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 3차원 공간 내에서 서로 60도 또는 120도 경사진 6개의 방향에서 주기적인 육각형 구멍을 갖는 사방연속무늬로 동일하게 보이며, 내부는 각 꼭짓점이 서로 연결된 일정한 4면체 고체와 8면체의 빈 공간(cell)의 집합으로 구성된다. HAR(High Aspect Ratio) MEMS(Micro Electro Mechanical System)와 같은 높은 폭 대비 깊이를 갖는 구멍의 가공이 가능한 공정을 수단으로 하여 3차원 공간 내에서 서로 60도 또는 120도 경사진 3 내지 6개의 방향에서 주기적인 육각형 구멍을 가공함으로써 제조할 수 있다. 내부 공간은 제2의 물질의 저장, 유체의 통로로 사용될 수 있고 내부에 수많은 규칙적인 빈 공간을 갖기 때문에 무게대비 강도가 높고, 목적에 따라 전체부피 대비 빈 공간의 비율을 조절하여 열, 진동, 전기 등의 전달특성을 변화시킬 수 있다.

다공질 구조체, 4면체 고체, 8면체 공간, 연속무늬,

Description

덩어리 고체로 구성된 카고메 트러스와 유사한 형상의 셀을 갖는 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법{MULTI-LAYERED THREE DIMENSIONAL CELLULAR STRUCTURES WITH KAGOME-TRUSS-LIKE SHAPED CELLS MADE FROM BULK SOLIDS AND THE MANUFACTURING MEHTOD OF THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 파라미드 구조의 1층 형상의 다공질 구조체의 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 옥테트 구조의 1층 형상의 다공질 구조체의 사시도.

도 3은 종래 기술에 따른 카고메 트러스 구조의 1층 형상의 다공질 구조체의 사시도.

도 4a는 종래 기술에 따른 다층의 다공질 구조체의 사시도.

도 4b는 또 다른 종래 기술에 따른 다층 다공질 구조체의 사시도.

도 5는 3차원 공간 내에서 직선 와이어를 6방향에서 배열하여 옥테트 트러스와 유사한 다층 구조체를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 도면.

도 6은 3차원 공간 내에서 6방향의 와이어를 3차원 직조하여 카고메 트러스와 유사한 다층 구조체를 제조하는 종래의 방법을 나타내는 도면.

도 7 평행한 튜브 무리를 교차 적층하여 3차원 다층 구조체를 제조하는 종래 의 방법을 나타내는 도면.

도 8은 카고메 트러스 구조를 제조하기 위한 종래의 인베스트먼트 주조 방법을 나타내는 도면.

도 9는 MEMS 기술을 이용하여 트러스 구조를 제조하는 방법을 나타내는 도면.

도 10a은 본 발명에 따른 다층 3차원 다공질 구조체의 한 실시 형태의 사시도.

도 10b는 도 10a의 다층 3차원 다공질 구조체를 구성하는 단위셀의 사시도.

도 11a은 종래의 다층 3차원 다공질 구조체의 사시도.

도 11b는 도 11a의 다층 3차원 다공질 구조체를 구성하는 단위셀의 사시도.

도 12는, 도 10에 도시된 다층 3차원 다공질 구조체를 제조하기 위한 방법의 일련의 단계 중에서 첫 단계를 설명하는 도면으로서, 제1 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 3차원 구조체의 사시도와 평면도.

도 13은 도 12에 대하여 제2 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공한 후의 3차원 구조체의 사시도와 평면도.

도 14a는 도 13에 대하여 제3 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공한 후의 3차원 구조체의 사시도와 평면도.

도 14b는 도 14a에 도시된 3차원 구조체를 구성하는 단위셀의 사시도.

도 15a는 도 14a에 대하여 제4 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공한 후의 3차원 구조체의 사시도와 평면도.

도 15b는 도 15a에 도시된 3차원 구조체를 구성하는 단위셀의 사시도.

도 16a는 도 15a에 대하여 제5 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공한 후의 3차원 구조체의 사시도와 평면도.

도 16b는 도 16a에 도시된 3차원 구조체를 구성하는 단위셀의 사시도.

도 17은 제1 방향 내지 제6 방향으로 형성된 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간의 크기를 조절하여 얻은 3차원 구조체의 사시도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7: 유닛셀

본 발명은 덩어리 고체로 구성된 카고메(Kagome) 트러스와 유사한 형상의셀(cell)을 갖는 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

가벼우면서 높은 강도를 갖는 소재로서 다공질 소재가 있다. 자연소재인 목재뿐만 아니라 인위적으로 제조된 발포수지, 발포금속(metal foam), 소결(sintered) 세라믹스 등 많은 재료들이 다공질이다. 다공질 재료는 내부의 빈 공간이 서로 통해있냐의 여부에 따라 개방형(open cell type)과 폐쇄형(closed cell type)으로 분류된다. 개방형 다공질 재료는 내부 공간을 물질의 이동 통로나 저장의 목적으로 사용할 수 있다.

최근 새로운 다공질 재료로서 주기적인 트러스 구조가 소개되고 있다(H.N.G. Wadley, N.A. Fleck, A.S. Evans, 2003, Composite Science and Technology, Vol.63, pp.2331-2343). 규칙적인 형태를 갖으며 정밀한 계산을 통해 최적의 강도를 갖도록 설계된 트러스 구조는 허니컴(honeycomb) 격자에 버금가는 기계적 물성을 가지면서 내부가 개방되어 공간을 활용할 수 있는 이점이 있다. 가장 일반적인 트러스 형태는 피라미드(pyramid) 트러스이다. 4개의 정삼각형 격자가 경사면을 이루고, 정사각형 격자는 아랫(또는윗)면은 이루고 있어 사각형 형태의 판구조물을 만들기 유리하다.

다른 트러스구조로서 정사면체와 정팔면체가 조합된 형태의 옥테트(Octet) 트러스(R. Buckminster Fuller, 1961, US Patent 2,986,241)를 들 수 있다. 트러스의 각 요소가 서로 정삼각형을 이루고 있다. 21세기 들어서 옥테트 트러스를 변형한 카고메(Kagome) 트러스가 발표되었다(S. Hyun, A.M. Karlsson, S. Torquato, A.G. Evans, 2003, Int. J. of Solids and Structures, Vol.40, pp.6989-6998).

도 1, 도 2과 도 3는 각각 피라미드, 옥테트와 카고메 트러스 구조의 1층의 형상을 나타내고 있다. 압축이나 인장 하중이 작용할 때 옥테트나 카고메 트러스는 피라미드 트러스에 비해 무게대비 강도가 약간 우월하며, 카고메 트러스는 옥테트 트러스에 비해 트러스요소의 길이가 1/2에 불과하여 트러스 구조의 주요 파손 기구인 좌굴에 대한 저항이 크며 내부에 8면체의 큰 공간을 가지고 있어서 내부 공간의 활용성이 우수하다.

다층 트러스 구조를 갖는 다공질 재료를 만드는 방법으로서 가장 일반적인 것은 1층의 트러스 구조를 중첩하여 접합하는 것이다. 도 4는 대표적인 2가지 방법 을 나타내고 있다(참고문헌: H.H.G Wadley 등, 2003, "Fabrication and structural performance of periodic cellular metal sandwich structure", Composite Science Technology, Vol .63, pp.2331-2343).

도 4a는 단순 2-축 직조된 철망을 중첩하여 접합한 후 중첩 방향으로 인장을 가하여 트러스를 형성하는 방법을 나타내고 있다. 도 4b는 천공 및 요철 절곡 공정을 통하여 중간층과 그물 형태의 금속망을 번갈아 중첩한 후 접합하는 방식이다. 이러한 방법은 접합부가 지나치게 많아 강도가 떨어지며 공정이 복잡한 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-0566729(강기주, 김남현, 2006, 와이어로 구성된 3차원 다공질 경량구조재와 그 제조장치)에서는 3차원 공간 내에서 직선 와이어를 6 방향에서 배열하여 옥테트 트러스와 유사한 다층구조를 제조하는 방법을 제시하였다. 도 5는 그 구조재의 형상을 나타내고 있다. PCT 특허 출원번호PCT/KR2004/002864(강기주, 이용현, 2004, 연속된 와이어로 직조된 3차원의 다공질 경량 구조체 및 그 제조방법)에서는 6방향의 와이어를 3차원 직조하여 카고메 트러스와 유사한 트러스 구조를 구성하는 방법을 제시하였다. 도 6은 그 형태를 나타내고 있다.

Queheillalt와 Wadley(D.T. Queheillaltand H.N.G. Wadley, 2005, “Cellular metal lattices with hollow trusses”, Acta Materials, Vol. 53, pp.303-313)는 평행한 튜브 무리를 교차 적층한 후 접합하여 3차원 다공질 재료를 만드는 방법을 제시하였다. 도 7은 그 제조과정과 완성된 제품의 형상을 나타내고 있다.

이상의 트러스 구조를 갖는 3차원 다공질 재료의 제조방법 중 적층하지 않고 카고메 트러스를 제조하는 방법은 강기주, 이용현(2004)의 방법이 유일하나 와이어를 6방향의 와이어를 직조하는 실용적인 기술이 확립되어 있지 않고 와이어들이 서로 엮어지는 구조 때문에 필연적으로 와이어가 굴곡되어 기계적 성능이 저하된다.

또한 이상의 제조방법들은, 1층 트러스를 적층하거나 연속된 와이어나 튜브를 이용하여 처음부터 3차원 형태로 만들든지 제조과정이나 소재에 관계없이, 모두 트러스 구조를 유지하기 위해 소재 사이의 접합을 포함하고 있다. 따라서 제조된 다공질 소재의 기계적 성능은 접합 방법이나 접합 강도에 크게 의존하게 된다.

현재까지 카고메 트러스 구조를 제조하는 유일한 실용적인 방법은 먼저 쾌속성형(rapid prototyping) 기법에 의하여 수지로 주형을 만든 후 인베스트먼트(Investment) 주조하는 방법이다. 도 8은 그 제조과정을 나타내고 있다. 주조성이 양호한 재료에 국한되며 주조조직 특성상 결함이 많고 경제성, 대량생산성이 나쁘다.

이상의 언급된 주기적인 트러스구조를 갖는 다공질 재료의 제조방법은 모두 셀(cell) 크기가 최소한 수 밀리미터 이상이어야 사용할 수 있어 마이크로미터 크기의 셀로 구성된 다공질 재료의 제조를 위해서는 새로운 방법이 필요하다. 최근 고집적반도체의 제조기술의 하나인 사진석판술(photolithography)을 응응하여 마이크로미터 크기의 초소형 기계장치를 만드는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems, 마이크로 전자기계 시스템) 기술이 활성화되고 있다.

도 9는 MEMS 기술을 이용하여 트러스구조를 제작한 예를 나타내고 있다(S,T.Brittain, et al., 2001, "Fabrication and Mechanical Performance of a Mesoscale Space-Filling Truss System", J. of Microelectromechanical Systems, Vol.10, pp.113-120). 2차원 트러스 패턴을 만드는 과정에 사진석판술이 사용되었으나 이것을 기계적인 절곡과정을 통하여 1층의 3차원 트러스 형태로 성형하는 과정은 기존의 방법과 같다. 절차가 복잡하고 마이크로미터 크기의 2차원 패턴을 기계적인 방법으로 절곡하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 실용성은 거의 없으며 단지 실험적인 시도인 것으로 보인다.

2000년 이후 새로운 MEMS 가공기술로서 HAR(High Aspect Ratio, 고종횡비) MEMS이 소개되고 있다. 폭 대비 깊은 구멍의 가공이 가능하여 3차원 트러스구조의 제작에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 보인다. 아직까지 처음부터 다층의 3차원 트러스를 제작할 수 있는 MEMS 기술은 아직 발표된 바 없다.

위와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 덩어리 고체로부터 형성된 카고메(Kagome) 트러스와 유사한 형상을 갖는 3차원 다공질 구조체와 그 제조하는 방법을 제시하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 덩어리 고체로부터 형성된 다층 3차원 다공질 구조체로서, 동일 평면에 존재하며 서로 수직인 x축, z축과 이 면에 수직인 y축으로 표현되는 공간에서, x-z 평면에 변의 길이가 a로 일정한 정육각형들과 그 각 변을 접한 역시 변의 길이가 a로 일정한 정삼각형들이 사방으로 반복되어 형성된 연속무늬가 있다고 가상할 때, 각 정육각형의 중심점에서 x-z 평면에 60도 또는 120도 경사각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향으로 각각 그 중심선이 뻗어나간 육각기둥 형태의 빈 공간을 가지며; 상기 육각기둥 형태의 빈 공간이 x-z 평면과 교차하는 단면 형상이 상기 가상 무늬의 정육각형보다 작은 크기의 정육각형이 되는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.

(2) 상기 (1)의 다층 3차원 다공질 구조체에 있어서, x-z 평면에 평행하면서 서로 a의 1.633 배의 정수 배 만큼 떨어진 각 평면상에서 상기 3 방향과 60도 또는 120도 방위각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향 중에서 한 방향 이상으로 상기의 빈 공간과 같은 크기의 육각기둥 형태의 빈 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 다층 3차원 다공질 구조체에 있어서, 육각기둥 형태의 빈 공간에 제2의 물질이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.

(4) 상기 (1)의 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법으로서, 반경 대비 깊은 구멍 가공이 가능한 수단을 이용하여, 속이 가득 찬 덩어리 고체에 x-z 평면에 60도 또는 120도 경사각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향으로 각각 그 중심선이 뻗어나간 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법.

(5) 상기 (4)에 있어서, x-z평면에 평행하면서 서로 a의 1.633 배의 정수 배 만큼 떨어진 각 평면상에서 상기 3 방향과 60도 또는 120도 방위각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향 중에서 한 방향 이상으로 각각 상기의 빈 공간과 같은 크기의 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법.

이하, 본 발명의 구성과 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 10a는 본 발명에서 제시하는 다층 3차원 다공질 구조체들 중, 그 중심선이 가질 수 있는 6방향 모두에서 육각기둥 형태의 빈 공간을 갖는 것의 예를 나타내는 사시도이며, 도 10b는 이 구조체를 구성하는 단위셀(unit cell)(1)을 나타내고 있다. 정사면체와 유사한 다면체 2개가 꼭짓점에서 서로 연결되는 형상인데 이와 같은 연결이 이 구조체 내의 모든 다면체의 각 꼭짓점에 반복된다.

도 11a는 도 10a와 비슷한 셀 크기를 갖는 카고메 트러스로 구성된 다층 3차원 다공질 구조체를 나타내는 사시도이며, 도 11b는 이 구조체를 구성하는 단위셀(unit cell)(2)을 나타내고 있다.

도 10b와 도 11b를 비교해 보면 양 구조의 형태가 매우 유사하며 본 발명에서 제시하는 구조체는 카고메 트러스를 구성하는 작은 정사면체의 내부를 채운 것과 유사하다는 것을 알 수 있다. 본 발명에서 제시하는 다층 3차원 다공질 구조체는 직경 대비 깊이가 큰 구멍을 가공할 수 있는 수단을 통하여 제조될 수 있다. 이러한 요구조건을 충족하는 가공 기술로는 방전가공, 고에너지입자가공, 레이저 가 공 등의 거시적 가공기법 뿐만 아니라 마이크로미터 크기의 구멍 가공이 가능한 HAR(High Aspect Ratio) MEMS와 같은 초미세 가공법이 있다.

도 12는 본 발명에서 제시한 다층 3차원 다공질 구조체를 제작하는 과정에서 맨 처음으로 x-z 평면에서 평면에 60도 또는 120도의 경사각을 갖는 면외(out of plane)의 한 방향 즉, 제 1 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 형태를 나타내고 있다. x-z 평면에서는 빈 공간의 단면이 6각형과 3각형이 서로 접하면서 반복되는 연속무늬를 이룬다.

도 13은 상기 가공 후에 다시 x-z 평면에서 60도 또는 120도의 경사각을 가지면서 제 1의 방향과는 서로 60도 또는 120도의 방위각을 갖는 제 2의 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 형태를 나타내고 있다.

도 14a는 상기 가공 후에 다시 x-z 평면에서 60도 또는 120도의 경사각을 가지면서 제 1 및 제 2 방향과는 서로 60도 또는 120도의 방위각을 갖는 제3의 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 형태를 나타내고 있다.

도 14b는 이 구조체의 단위셀(5)을 나타내고 있다. 3 방향으로만 육각기둥형태의 빈 공간을 갖는 단위셀(5)은 도 10b에 도시된 단위셀(1)의 상하에 부가적으로 작은 사면체 형상의 구조체가 부착되어 있는 형상을 갖는다. 도 14b에 도시된 단위셀(5)은, 도 11b의 종래의 카고메 트러스 구조체의 단위셀(2)과 마찬가지로, 하나의 단위셀(5)에 대하여 총 6곳의 위치에서 이웃하는 단위셀과 접하게 됨으로써, 카고메 트러스와 유사한 하중 지지 및 전달의 효과를 나타내는 일종의 3차원 다공질 구조체를 이룸을 알 수 있다.

도 15a는 상기 가공 후에 다시 x-z 평면에 평행한 평면상에서 상기 제 1 내지 제 3 방향과는 서로 60도 또는 120도의 방위각을 갖는 제 4의 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 형태를 나타내고 있다. 이때, x-z 평면과 평행한 다른 평면 사이의 거리는 정사면체의 한 변의 1.633배(정사면체 높이의 2배)의 정수 배가 되도록 설정한다.

도 15b는 이 구조체의 단위셀(6)을 나타내고 있다. 비록 4 방향으로만 육각기둥 형태의 빈 공간을 가공하였지만, 도 10b의 6 방향 전체에 빈 공간을 가공하여 얻은 구조체와 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다. 다만 다면체의 모서리의 형상에서만 약간의 차이가 있다.

도 16a는 상기 가공 후에 다시 x-z 평면에 평행한 평면상에서 상기 제 1 내지 제 4 방향과는 서로 60도 또는 120도의 방위각을 갖는 제 5의 방향으로 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공한 후의 형태를 나타내고 있다. 도 16b는 이 구조체의 단위셀(7)을 나타내며, 4 방향으로만 육각기둥 형태의 빈 공간을 가공하여 얻은 구조체인 도 15b 또는 6 방향 전체에 빈 공간을 가공하여 얻은 구조체인 도 10b와 비교하여 다면체의 모서리의 형상에서만 약간의 차이가 있다.

따라서, 실용적인 의미에서, 상기 제 1 방향부터 제 3 방향으로 육각기둥 형태의 빈 공간을 가공한 것만으로 카고메 트러스 구조체의 하중 지지의 원리를 활용할 수 있는 원하는 다층 3차인 다공질 구조체를 얻을 수 있으며, 보다 바람직한 실시 형태로서 제 4 방향 내지 제 6 방향 중에서 어느 한 방향 이상의 육각기둥의 공간을 추가로 형성시킬 경우에, 다공질 구조체를 더욱 경량화시키면서 카고메 트러 스 구조체의 형상에 더욱 근접하도록 하는 것이 가능하다.

도 17은 상기 도 10(a)의 구조체에서 육각기둥 형태의 빈 공간의 크기를 3 가지로 조절하여 얻은 다층 3차원 다공질 구조체의 형상을 나타내고 있다. 이와 같이 원하는 기계적 성질과 무게, 표면적, 내부 보관용량을 위해서 육각기둥 형태의 빈 공간의 크기를 조절할 수 있다. 상기 다층 3차원 다공질 구조체의 빈 공간에 유체나 고체를 투입 또는 형성하게 하여 이 구조체의 기계적 물리적 특성 또는 기능을 변화시키거나 부가할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명은 다층 3차원 다공질 구조체 및 그 제조방법에 대한 것으로 다음과 같은 장점을 가진다.

(1) 3차원 카고메 트러스와 유사한 형태를 가지므로 무게 대비 강도 및 강성도가 높다.

(2) 6 방향에서 동일한 형태를 가지므로 구조체의 방향에 따른 물성의 변화가 낮다.

(3) 빈 공간이 8면체 형태로서 상대밀도(relative density) 또는 공극율(porosity) 대비 공간 활용도가 높다.

(4) 직경 대비 깊이가 큰 구멍이 가능한 기술만 쓸 수 있다면 제조하는 공정이 단순하다.

(5) HAR MEMS 공정을 이용하면 마이크로미터 크기의 셀을 갖는 다층 3차원 다공질 구조체를 제작할 수 있다.

Claims (5)

1. 덩어리 고체로부터 형성된 다층 3차원 다공질 구조체로서,

   동일 평면에 존재하며 서로 수직인 x축, z축과 이 면에 수직인 y축으로 표현되는 공간에서, x-z 평면에 변의 길이가 a로 일정한 정육각형들과 그 각 변을 접한 역시 변의 길이가 a로 일정한 정삼각형들이 사방으로 반복되어 형성된 연속무늬가 있다고 가상할 때, 각 정육각형의 중심점에서 x-z 평면에 60도 또는 120도 경사각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향으로 각각 그 중심선이 뻗어나간 육각기둥 형태의 빈 공간을 가지며;

   상기 육각기둥 형태의 빈 공간이 x-z 평면과 교차하는 단면 형상이 상기 가상 무늬의 정육각형보다 작은 크기의 정육각형이 되는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,

   x-z 평면에 평행하면서 서로 a의 1.633 배의 정수 배 만큼 떨어진 각 평면상에서 상기 3 방향과 60도 또는 120도 방위각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향 중에서 한 방향 이상으로 상기의 빈 공간과 같은 크기의 육각기둥 형태의 빈 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   육각기둥 형태의 빈 공간에 제2의 물질이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체.
4. 제 1 항에 따른 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법으로서,

   반경 대비 깊은 구멍 가공이 가능한 수단을 이용하여, 속이 가득 찬 덩어리 고체에 x-z 평면에 60도 또는 120도 경사각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향으로 각각 그 중심선이 뻗어나간 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   x-z 평면에 평행하면서 서로 a의 1.633 배의 정수 배 만큼 떨어진 각 평면상에서 상기 3 방향과 60도 또는 120도 방위각을 가지면서 서로 60도 또는 120도 방위각을 갖는 3 방향 중에서 한 방향 이상으로 각각 상기의 빈 공간과 같은 크기의 육각기둥 형태의 평행한 빈 공간을 추가로 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 3차원 다공질 구조체의 제조방법.

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