KR102178519B1 - 금속 및 cfrp로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구 - Google Patents

금속 및 cfrp로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 소재로 우리어져 고강성 및 고댐핑 성능을 갖는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 관한 것이다. 본 발명은 a) 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계; b) 3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계; 및c) 제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재는 이종 소재인 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법을 제공한다.

Description

금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구{MANUFACTURING METHOD OF FLEXIBLE GUIDE MECHANISM MADE OF METAL AND CFRP, AND FLEXIBLE GUIDE MECHANSIM MANUFACTURED BY THE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 소재로 우리어져 고강성 및 고댐핑 성능을 갖는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 관한 것이다.
가공 장비나 측정 장비를 사용하는 경우, 가공 또는 측정 중 장비의 구동에 의해 발생하는 진동이 가공이나 측정 결과에 영향을 미치는 경우가 있다. 특히, 정밀한 위치 제어를 필요로 하는 가공 장비나 측정 장비에서는, 제진 장치를 탑재하는 것이 일반적이다.
또한, 이러한 장비가 고속으로 구동하는 경우가 증가하고 있어, 진동 등 가공이나 측정 결과의 오차 발생 원인을 제거하려는 시도가 더욱 활성화되고 있는 실정이다.
도 1은 일반적인 유연가이드를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 유연가이드(1)는 가해지는 진동을 저감하도록 마련되며, 무한대분해능을 갖는 초정밀 가이드 기구로서, 진동을 저감하는 효과가 뛰어나기 때문에, 진동 저감을 위한 유연가이드의 사용이 증가하고 있다.
그러나, 일반적으로 유연가이드는 더 많은 축방향으로부터의 진동을 감쇠하기를 원할수록 형상이 더 복잡해져 제조가 어려운 문제가 있다. 이러한 문제 때문에 종래의 유연가이드는 복잡한 형상일수록 정밀한 제조를 위해 알루미늄과 같은 한가지 소재만을 이용하여 제조되었으며, 주로 기계가공을 통해 제조되었다.
즉, 종래의 유연가이드는 복잡한 형상에 대해 여러 종류의 소재를 사용하여 제조하기 어려운 문제가 있었으며, 이처럼 한 종류의 소재만으로 제조된 유연가이드는 단순하게 한가지 강성값만을 가지고, 댐핑값 제어가 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 유연가이드는 강성이 낮은 알루미늄 재질로만 제작되었기 때문에, 유연가이드기구의 구동 범위가 넓어질수록 재료의 탄성한계가 쉽게 초과되어 유연가이드기구가 파괴되는 문제도 있었다.
따라서, 강성값 및 댐핑값 제어가 가능하고, 강성이 높아 구동범위가 넓어도 재료의 탄성한계 초과에 따른 유연가이드기구의 파괴 문제가 발생하지 않는 기술이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1680788호 대한민국 등록특허 제10-1789673호 대한민국 등록특허 제10-1671736호 대한민국 등록특허 제10-1864718호 대한민국 등록특허 제10-1759178호 대한민국 등록특허 제10-1843860호 대한민국 등록특허 제10-1709577호 대한민국 등록특허 제10-1864751호 대한민국 등록특허 제10-1717629호 대한민국 등록특허 제10-1665935호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수의 소재로 우리어져 고강성 및 고댐핑 성능을 갖는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 a) 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계; b) 3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계; 및 c) 제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 소재는 금속 소재이며, 상기 제2 소재는 CFRP(탄소섬유강화플라스틱)인 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 제2 유연힌지에 가해지는 힘의 방향을 고려하여, 상기 CFRP를 이루는 섬유의 배향이 모델링되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 내부에 빈 공간인 채움부가 형성되도록 모델링된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계 이후에, 상기 채움부에 제3 소재가 채워지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 적층된 형상으로 모델링 된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 있어서, 상기 제1 소재로 이루어진 상기 제1 유연힌지; 및 상기 제2 소재로 이루어진 상기 제2 유연힌지를 포함하며, 상기 제1 소재는 금속 소재이며, 상기 제2 소재는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 유연힌지에 가해지는 힘의 방향을 고려하여, 상기 CFRP를 이루는 섬유의 배향이 결정된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 내부에는 빈 공간인 채움부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 채움부에는 제3 소재가 채워지며, 상기 제3 소재는 탄성 소재 또는 CFRP인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 적층되어 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법을 적용한 제조 시스템을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 복잡한 형상을 제조할 때에도 복수의 소재로 유연가이드기구의 제조가 가능하다.
복수의 소재로 유연가이드기구를 제조할 수 있기 때문에, 강성값뿐만이 아니라 댐핑값의 제어도 가능하다.
특히, 종래에는 알루미늄과 같은 금속만을 이용하여 유연가이드기구를 제작하여 강성이 약하고 구동범위가 넓어지면 재료의 탄성한계를 넘어 파괴되는 문제가 있었으나, 본 발명은 강성이 높고 섬유의 배향에 따라 강성의 제어가 가능한 CFRP를 적용하기 때문에 보다 쉽게 고강성이면서도 넓은 구동범위를 갖는 유연가이드기구의 제작이 가능하다
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 유연가이드를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법의 순서도이다.
도 2에 도시된 것처럼, 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법은 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)를 포함한다.
제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서, 상기 제1 유연힌지와 상기 제2 유연힌지는 각각 제1 소재 및 제2 소재로 이루어진다.
그리고, 상기 제1 소재 및 상기 제2 소재는 서로 다른 소재로 이루어진다.
상기 제1 소재는 알루미늄과 같은 금속 소재로 마련될 수 있으며, 상기 제2 소재는 탄성력을 갖는 고무 등의 탄성소재나, CFRP(탄소섬유강화플라스틱)로 마련될 수 있다.
제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서, 이처럼 마련된 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 각각의 축 방향에 대한 진동 강도에 대응하는 강성값 및 댐핑값을 고려하여 모델링 될 수 있다.
일 예로, 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서는, x축 방향의 진동에 대응되는 강성값과 댐핑값에 따라, x축 방향의 진동을 감쇠시킬 수 있는 제1 유연힌지 및 제2 유연힌지의 개수나 위치 등을 모델링할 수 있다.
그리고, 복잡한 형상일수록 상기 제2 유연힌지는 상기 제1 유연힌지에 비해 상대적으로 형성하기 쉬운 위치에 마련되는 것으로 모델링 될 수 있다.
또한, 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 내부에 빈 공간인 채움부가 형성되도록 모델링될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 거미줄 형태로 마련됨으로써, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지에 의해 둘러싸인 빈 공간 부분인 채움부가 형성되도록 모델링이 이루어질 수 있다.
또는, 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서, 상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 적층된 형상으로 모델링 될 수도 있다.
또한, 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서, 상기 제2 유연힌지가 CFRP로 마련될 경우, 상기 제2 유연힌지에 가해지는 힘의 방향 및 상기 CFRP를 이루는 섬유의 방향성을 고려하여, 상기 CFRP를 이루는 섬유의 배향이 모델링될 수 있다.
구체적으로, 상기 CFRP는 복수의 탄소섬유가 적층되어 형성되며, 상기 탄소섬유는 방향성을 갖는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 제2 유연힌지에 기대되는 강성값이나 탄성값에 따라 상기 CFRP를 이루는 탄소섬유를 배열할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 유연힌지의 길이 방향으로 진동이 심하게 발생할 것으로 예상될 경우, 상기 제1 유연힌지 상에 적층된 상기 제2 유연힌지를 이루는 탄소섬유들이 댐핑값을 만족하도록 상기 제1 유연힌지의 길이 방향과 평행하게 마련되도록 할 수 있다.
또한, CFRP로 이루어진 상기 제2 유연힌지는 다수의 섬유가 적층되되, 각 섬유 층 사이에는 에폭시 층이 구비되도록 마련될 수 있다. 이러한 다수의 에폭시 층은 인접한 섬유 층 사이에서 완충 작용을 하여 진동을 더 감쇠시킬 수 있다.
이처럼 상기 제2 유연힌지를 CFRP로 마련하고, 섬유의 방향성을 이용하여 섬유를 배향하여 배치할 경우, 유연가이드기구의 진동을 감소시키고, 강성을 더 제어할 수 있는 효과가 있다.
제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10) 이후에는, 3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계(S20)를 수행할 수 있다.
3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계(S20)에서는, 앞서 모델링된 제1 유연힌지를 3D 프린터를 이용하여 형성할 수 있다.
이처럼 형성된 상기 제1 유연힌지는 복잡한 형상으로 마련되어 있더라도 3차원 프린팅 방식으로 프린팅되기 때문에 용이하게 제조될 수 있다.
3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계(S20) 이후에는, 제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계(S30)를 수행할 수 있다.
제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계(S30)에서는, 제1 유연힌지가 형성된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 더 형성함으로써, 유연힌지기구를 형성할 수 있다.
이처럼 마련된 유연힌지기구는 서로 다른 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 유연힌지로 구성됨에 따라, 강성값 및 댐핑값 제어가 가능하다.
일 예로, 동일 축 방향에 대한 힌지에 대해 제1 유연힌지와 제2 유연힌지의 비율에 따라 강성값 및 댐핑값의 제어가 가능하다.
제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계(S30) 이후에는, 상기 채움부에 제3 소재가 채워지는 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
상기 채움부에 제3 소재가 채워지는 단계(S40)의 상기 제3 소재는 앞서 형성된 상기 채움부에 제1 소재 및 제2 소재 중 어느 하나와 동일 하거나, 제1 소재 및 제2 소재와 다른 소재일 수 있다.
이처럼 마련된 제3 소재는 상기 유연힌지기구의 강성값이나 댐핑값을 더 증가시키도록 마련될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법에 의해 제조된 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 예시도이다.
도 3에 도시된 것처럼, 제1 실시예에 따른 이종소재로 이루어진 유연가이드기구(100)는 테두리부(110), 제1 유연힌지(120), 제2 유연힌지(130) 및 채움부(140)를 포함한다.
여기서, 상기 제1 실시예는, 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계(S10)에서 채움부(140)가 형성된 형태에 대한 실시예이다.
상기 테두리부(110)는 상기 유연가이드기구(100)의 외형을 형성하며, 상기 제1 유연힌지(120)와 동일 소재로 마련될 수 있다.
상기 제1 유연힌지(120)는 진동이 예상되는 축 방향에 대해 대응되는 강성값을 갖기 위한 제1 소재로 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 유연힌지(120)는 알루미늄과 같은 금속소재로 구비되어 상기 진동이 예상되는 축 방향에 대해 대응되는 위치 및 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유연힌지(120)는 복수개로 마련되어 여러 축 방향에 대해 대응되는 강성값을 갖도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 테두리부(110)와 상기 제1 유연힌지(120)는 3차원 프린터에 의해 형성될 수 있다.
상기 제2 유연힌지(130)는 이미 3차원 프린터에 의해 형성된 상기 테두리부(110)와 상기 제1 유연힌지(120)를 기반으로 하여 형성될 수 있으며, 상기 제1 소재와 다른 이종 소재인 제2 소재로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제2 소재는 CFRP 또는 탄성소재로 마련되어 상기 유연가이드기구(100)가 댐핑값을 갖도록 할 수 있다.
즉, 상기 제2 유연힌지(130)는 각 축 방향에 대응되는 댐핑값을 갖도록 마련될 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 상기 제1 유연힌지(120)와 상기 제2 유연힌지(130)는 거미줄과 같이 상호 연결되어 마련될 수 있으며, 동일 축 방향 및 동일 높이에 대해서 형성될 수도 있다.
그리고, 탄성소재로 이루어진 상기 제2 유연힌지(130)의 안정적인 지지를 위해 상기 제2 유연힌지(130)의 양단은 상기 제1 유연힌지(120)와 연결되도록 마련될 수 있다. 단, 상기 제2 유연힌지(130)와 상기 제1 유연힌지(120)의 연결관계를 상기와 같이 한정하는 것은 아니다.
상기 채움부(140)는 상기 제1 유연힌지(120) 및 상기 제2 유연힌지(130)의 내부에 빈 공간으로서, 상기 채움부(140)에는 제3 소재가 더 채워질 수 있다.
여기서, 상기 제3 소재는 탄성소재 또는 CFRP일 수 있으며, 제2 소재와 동일 소재일 수도 있고, 다른 소재일 수도 있다.
또한, 상기 채움부(140)는 반드시 제3 소재가 채워져야 하는 것은 아니며, 상기 유연가이드기구(100)에 댐핑값이 더 보완 될 필요가 있을 경우, 상기 제3 소재가 채워지도록 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 예시도이다.
도 4에 도시된 것처럼, 제2 실시예에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구(200)는 제1 유연힌지(210) 및 제2 유연힌지(220)가 적층된 형태로 마련될 수 있다.
도시된 바에 따르면 상기 제1 유연힌지(210)의 상부에 상기 제2 유연힌지(220)가 적층되도록 마련되나, 상기 제2 유연힌지(220)는 상기 제1 유연힌지(210)의 하부에 마련되는 것도 가능하며, 상기 제2 유연힌지(220)가 상기 제1 유연힌지(210)의 상부와 하부에 모두 마련되는 것도 가능하다.
또한, 상기 제2 유연힌지(220)가 CFRP로 마련된 경우, 상기 제2 유연힌지(220)는 섬유의 방향성을 고려하여 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 CFRP는 복수의 탄소섬유가 적층되어 형성되며, 상기 탄소섬유는 방향성을 갖는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 제2 유연힌지(220)에 기대되는 강성값이나 탄성값에 따라 상기 CFRP를 이루는 탄소섬유를 배열할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 유연힌지(210)의 길이 방향으로 진동이 심하게 발생할 것으로 예상될 경우, 상기 제1 유연힌지(210) 상에 적층된 상기 제2 유연힌지(220)를 이루는 탄소섬유들이 댐핑값을 만족하도록 상기 제1 유연힌지(210)의 길이 방향과 평행하게 마련되도록 할 수 있다.
또한, CFRP로 이루어진 상기 제2 유연힌지(220)는 다수의 섬유가 적층되되, 각 섬유 층 사이에는 에폭시 층이 구비되도록 마련될 수 있다. 이러한 다수의 에폭시 층은 인접한 섬유 층 사이에서 완충 작용을 하여 진동을 더 감쇠시킬 수 있다.
종래에는 알루미늄과 같은 금속만을 이용하여 유연가이드기구를 제작하여 강성이 약하고 구동범위가 넓어지면 재료의 탄성한계를 넘어 파괴되는 문제가 있었으나, 본 발명은 강성이 높고 섬유의 배향에 따라 강성의 제어가 가능한 CFRP를 적용하기 때문에 보다 쉽게 고강성이면서도 넓은 구동범위를 갖는 유연가이드기구가의 제작이 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 유연가이드
100, 200: 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구
110: 테두리부
120: 제1 유연힌지
130: 제2 유연힌지
140: 채움부
210: 제1 유연힌지
220: 제2 유연힌지

Claims (11)

  1. a) 제1 소재로 이루어진 제1 유연힌지 및 제2 소재로 이루어진 제2 유연힌지를 모델링 하는 단계;
    b) 3차원 프린터를 이용하여 모델링된 상기 제1 유연힌지를 프린팅함으로써, 1차 유연기구를 제조하는 단계; 및
    c) 제조된 상기 1차 유연기구에 상기 제2 유연힌지를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 소재는 금속 소재이며, 상기 제2 소재는 복수의 탄소 섬유가 적층되어 형성된 CFRP(탄소섬유강화플라스틱)이고,
    적층된 상기 탄소 섬유 층은 상기 제2 유연힌지가 기설정된 댐핑값을 갖도록 상기 제1 유연힌지의 길이 방향과 평행하게 배향되도록 마련되며,
    각각의 상기 탄소 섬유 층 사이에는 에폭시 층이 구비되도록 마련된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 제2 유연힌지에 가해지는 힘의 방향을 고려하여, 상기 CFRP를 이루는 섬유의 배향이 모델링되는 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 내부에 빈 공간인 채움부가 형성되도록 모델링된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 c) 단계 이후에,
    상기 채움부에 제3 소재가 채워지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 적층된 형상으로 모델링 된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법.
  6. 제 1 항에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구에 있어서,
    상기 제1 소재로 이루어진 상기 제1 유연힌지; 및
    상기 제2 소재로 이루어진 상기 제2 유연힌지를 포함하며,
    상기 제1 소재는 금속 소재이며, 상기 제2 소재는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)인 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 유연힌지에 가해지는 힘의 방향을 고려하여, 상기 CFRP를 이루는 섬유의 배향이 결정된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 내부에는 빈 공간인 채움부가 형성된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 채움부에는 제3 소재가 채워지며, 상기 제3 소재는 탄성 소재 또는 CFRP인 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 유연힌지 및 상기 제2 유연힌지는 적층되어 마련된 것을 특징으로 하는 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법으로 제조된 유연가이드기구.
  11. 제 1 항에 따른 금속 및 CFRP로 이루어진 유연가이드기구의 제조방법을 적용한 제조 시스템.
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