KR102526066B1 - 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬 - Google Patents

상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬 Download PDF

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KR102526066B1
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노진호
정화영
윤지현
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엘아이지넥스원 주식회사
한국항공대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬를 적용함으로써 금속 와이어를 쉽게 변형될 수 있는 상(Phase)으로 상변환 후 메쉬를 직조하여 용이하게 안테나 반사판용 메쉬를 직조할 수 있고, 직조 후에는 탄성력이 강한 상(Phase)으로 상변환하여 열변형 또는 물리적 변형에도 불구하고 변형 전의 직조된 형상으로 용이하게 복구할 수 있다.

Description

상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬 {MESH WEAVING METHOD USING PHASE CHANGE AND MESH WOVEN THEREBY}
본 발명은 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
안테나용 반사판의 메쉬(mesh)를 직조하는데 있어서 니팅 머신(knitting machine)을 이용하여 몰리브덴 또는 텅스텐 와이어를 재료로하여 트리코(Tricot) 또는 아틀라스(Atlas) 형태로 직조한다.
몰리브덴과 같은 재료로 구현된 금속 와이어를 트리코(Tricot) 또는 아틀라스(Atlas) 형태로 직조하게 되면, 와이어의 극심한 변형으로 인하여 소성(plasticity) 또는 파손(failure)이 발생하는 문제점이 있다.
소성 또는 파손을 피하기 위하여 재료의 기계적 물성(properties)이 우수한 텅스텐과 같은 재료로 구현된 금속 와이어는 높은 탄성에 의해 직조된 형상을 유지하기 어렵고, 제작된 메쉬에 강한 선응력(prestress)이 존재하게 되어 정확한 반사판 형상 유지가 어렵다는 문제점이 있다.
이에, 제조 단계에서는 구현하고자 하는 형상을 용이하게 직조할 수 있고, 제조 후에는 직조된 형상을 유지할 수 있는 기술의 연구 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-2009499호(2019.08.05.)
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 금속 와이어를 쉽게 변형될 수 있는 상(Phase)으로 상변환 후 메쉬를 직조하여 용이하게 안테나 반사판용 메쉬를 직조할 수 있고, 직조 후에는 탄성력이 강한 상(Phase)으로 상변환하여 열변형 또는 물리적 변형에도 불구하고 변형 전의 직조된 형상으로 용이하게 복구할 수 있는 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬를 제공하는 데 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법은, 금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상(phase)으로 상변환하는 단계; 상기 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 미리 결정된 패턴으로 직조하는 단계; 및 상기 직조된 금속 와이어에 열처리를 수행하여 상기 제1 상과 다른 제2 상으로 상변환하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 금속 와이어는, 형상 기억 합금으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 형상 기억 합금은, 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 상은, 마르텐사이트(martensite) 상이고, 상기 제2 상은, 오스테나이트(austenite) 상인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금하는 것은, 금(Au) 또는 은(Ag)으로 도금하는 것을 특징으로 한다.
상기 미리 결정된 패턴은, 푸아송 비(Poisson's ratio)가 미리 결정된 기준 범위 이내가 되도록 형성된 패턴인 것을 특징한다.
상기 미리 결정된 패턴은, 미리 결정된 단위 패턴이 복수로 이루어지고, 상기 복수의 단위 패턴이 배열 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기 단위 패턴은, 미리 설정된 길이 범위만큼의 금속 와이어의 중앙부를 상방으로 볼록하게 만든 제1 커브; 상기 중앙부의 우측부를 하방으로 오목하게 만든 제2 커브; 및 상기 중앙부의 좌측부를 하방으로 오목하게 만든 제3 커브;를 포함하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 단위 패턴 중에서 상부에 인접한 제1 단위 패턴이 위치하는 제2 단위 패턴은, 제2 단위 패턴의 제1 커브가, 상기 제1 단위 패턴의 제3 커브를 하방에서 상방으로 통과하고, 상기 제1 단위 패턴의 제2 커브를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되거나, 상기 제1 단위 패턴의 제2 커브를 하방에서 상방으로 통과하고, 상기 제1 단위 패턴의 제3 커브를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 의해 제조되는 메쉬는, 금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상(phase)으로 상변환하는 단계; 상기 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 미리 결정된 패턴으로 직조하는 단계; 및 상기 직조된 금속 와이어에 열처리를 수행하여 상기 제1 상과 다른 제2 상으로 상변환하는 단계;에 의해 제조될 수 있다.
상기 금속 와이어는, 형상 기억 합금으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 형상 기억 합금은, 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬를 적용함으로써 금속 와이어를 쉽게 변형될 수 있는 상(Phase)으로 상변환 후 메쉬를 직조하여 용이하게 안테나 반사판용 메쉬를 직조할 수 있고, 직조 후에는 탄성력이 강한 상(Phase)으로 상변환하여 열변형 또는 물리적 변형에도 불구하고 변형 전의 직조된 형상으로 용이하게 복구할 수 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 메쉬 직조 패턴을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 따른 금속 와이어의 기계적 특성과 종래의 금속 와이어의 기계적 특성을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 미리 결정된 패턴을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 단위 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 금속 와이어의 열-기계적 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 출원에서 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 출원에서, “가진다”, “가질 수 있다”, “포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 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. 제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
도 1은 메쉬 직조 패턴을 나타내는 도면이다.
도 1의 (a)는 직조 패턴 중에서 트리코 패턴을 나타내는 도면이고, 도 1의 (b)는 직조 패턴 중에서 아틀라스 패턴을 나타내는 도면이다.
안테나용 반사판의 메쉬(mesh)를 직조하는데 있어서 니팅 머신(knitting machine)을 이용하여 몰리브덴 또는 텅스텐 와이어를 재료로하여 트리코(Tricot) 또는 아틀라스(Atlas) 형태로 직조한다.
몰리브덴과 같은 재료로 구현된 금속 와이어를 트리코(Tricot) 또는 아틀라스(Atlas) 형태로 직조하게 되면, 와이어의 극심한 변형으로 인하여 소성(plasticity) 또는 파손(failure)이 발생하는 문제점이 있다.
소성 또는 파손을 피하기 위하여 재료의 기계적 물성(properties)이 우수한 텅스텐과 같은 재료로 구현된 금속 와이어는 높은 탄성에 의해 직조된 형상을 유지하기 어렵고, 제작된 메쉬에 강한 선응력(prestress)이 존재하게 되어 정확한 반사판 형상 유지가 어렵다는 문제점이 있다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법 및 이에 의해 직조된 메쉬의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 파라볼라 반사판 안테나, 경량 반사판 안테나 등 반사판을 필요로하는 다양한 종류의 안테나의 반사판를 제작하기 위한 메쉬에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 메쉬는 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 의하여 직조될 수 있다.
S100 단계에서, 금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상(phase)으로 상변환 (Phase Change) 할 수 있다.
금속 와이어는 형상 기억 합금으로 구현되는 것일 수 있다.
형상 기억 합금은 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 형상 기억 합금은 니켈과 티타늄의 조합 합금일 수 있다. 형상 기억 합금을 구성하는 니켈과 티타늄의 비율은 다양하게 변경 실시 될 수 있다. 형상 기억 합금에 포함된 니켈과 티타늄의 비율에 따라 금속 와이어는 열처리에 의하여 상변환할 수 있다. 니켈과 티타늄의 비율에 따라 금속 와이어의 마르텐사이트 그리고 오스테나이트 상 온도를 조절할 수 있다.
제1 상은 마르텐사이트(martensite) 상일 수 있다.
마르텐사이트 상에서는 재료가 쉽게 변형(detwinned)되고 손상이 발생하지 않으므로 마르텐사이트 상으로 변환된 금속 와이어는 쉽게 원하는 형태로 직조할 수 있다.
본 발명에 따른 열처리는 가열 처리 또는 냉각 처리와 같은 온도 조절일 수 있다.
S200 단계에서, 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 미리 결정된 패턴으로 직조할 수 있다.
본 발명은 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 이용하여 메쉬를 직조하는 것에 대하여 적용될 수 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 상으로 상변환된 금속을 이용하여 원하는 형태로 가공하고, 가공된 형태를 형상 유지하기 위하여 제2 상으로 변환하는 방식으로 다양한 분야의 금속 가공에도 적용될 수 있다.
미리 결정된 패턴은 도 4 내지 도 5를 통하여 보다 상세하게 설명한다.
S300 단계에서, 직조된 금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상과 다른 제2 상으로 상변환할 수 있다.
제2 상은 오스테나이트(austenite) 상일 수 있다.
금속 가공 후 온도 조절을 통하여, 오스테나이트 상으로 만들면 트윈드(twinned) 변형에 의해 원래의 형상으로 되돌아 가려는 탄성이 발생하고, 가공된 형태를 형상 유지할 수 있다. 오스테나이트 상은 매우 큰 변형 후에도 변형 전 형상으로 되돌아오는 초탄성(superelasticity) 성질을 가지므로 설계된 반사판 형상 유지에 장점이 있다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법은 S300 단계에 이어서, S400 단계를 수행할 수도 있다.
S400 단계에서, 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금할 수 있다.
직조 후 제2 상으로 상변환된 금속 와이어에 도금을 함으로써 우주 환경에 대한 저항성을 높이고 전자기적 특성을 향상시킬 수 있다. 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금하는 것은 금(Au) 또는 은(Ag)으로 도금하는 것일 수 있다.
도 2에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 따른 금속 와이어의 기계적 특성과 종래의 금속 와이어의 기계적 특성을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (a)는 단위 길이의 금속 와이어를 나타내는 도면이다.
도 3의 (b)는 단위 길이의 금속 와이어를 이용하여 직조하기 위해 변형한 모습을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 단위 길이의 금속 와이어의 A지점, B지점, C지점, D지점 및 E지점에서 변형이 일어나고, 특히 C지점과 D지점에서 극심한 변형이 일어난다.
기존의 금속 와이어를 이용하면, C지점과 D지점에서 소성 또는 파단(failure)이 일어날 수 있다.
기계적 물성이 우수한 금속 재질(예를 들어, 텅스텐)을 사용하여 도 3의 (b)와 같은 형태로 구현하더라도 C지점과 D지점에서 큰 반발력이 발생하여 직조 패턴 형상을 유지하기 어렵다.
본 발명에 따른 메쉬 직조 방법이 적용된 금속 와이어를 이용하면 온도 조절을 통하여 마르텐사이트 상에서 쉽게 원하는 형상으로 직조를 할 수 있고, 메쉬 직조 후 오스테나이트 상으로 만들어 적절한 텐션(tension)이 가해지는 직조된 메쉬 형상을 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 미리 결정된 패턴을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 단위 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 있어서, 미리 결정된 패턴(1)은 미리 결정된 단위 패턴(100)이 복수로 이루어지고, 복수의 단위 패턴이 배열 구조를 이루는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 미리 결정된 패턴(1)은 복수의 단위 패턴(100)이 배열된 구조를 이루는 것일 수 있다.
복수의 단위 패턴은 한 가닥의 금속 와이어를 이용하여 생성된 것일 수 있다. 즉 미리 결정된 패턴은 한 가닥의 금속 와이어를 이용하여 직조되는 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 단위 패턴(100)은 제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)를 포함하도록 마련될 수 있다.
제1 커브(110)는 미리 설정된 길이 범위(예를 들어, 0.95 ~ 1.05 cm)만큼의 금속 와이어의 중앙부를 상방으로 볼록하게 만든 형태일 수 있다.
제2 커브(120)는 중앙부의 우측부를 하방으로 오목하게 만든 형태일 수 있다.
제3 커브(130)는 중앙부의 좌측부를 하방으로 오목하게 만든 형태일 수 있다.
미리 설정된 길이 범위만큼의 금속 와이어를 이용하여 제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)를 구현하는 순서는 다양하게 조합될 수 있다.
본 발명에서 '세로 방향'이라함은 도 5를 기준으로 세로 방향이고, '가로 방향'이라 함은 도 4 및 도 5를 기준으로 가로 방향이다. 이하에서는 지정한 방향을 기준으로 설명한다.
제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)는 단위 패턴(100)을 세로 방향으로 지나는 중심축(140)(또는 미리 설정된 길이 범위만큼의 금속 와이어를 가로 방향으로 길게 배치했을 때의 세로 방향으로 지나는 중심축)을 기준으로 좌우 대칭이 되도록 마련될 수 있다.
기존 금속 와이어를 이용하면, 제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)에서 소성 또는 파단(failure)이 일어난다.
기계적 물성이 우수한 금속 재질(예를 들어, 텅스텐)을 사용하여 제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)와 같은 형태로 구현하더라도 제1 커브(110), 제2 커브(120) 및 제3 커브(130)에서 큰 반발력이 발생하여 직조 패턴 형상을 유지하기 어렵다.
본 발명에서 '상방'이라함은 도 5를 기준으로 지면을 뚫고 나오는 방향이고, '하방'이라 함은 도 5를 기준으로 지면으로 들어가는 방향이다. 이하에서는 지정한 방향을 기준으로 설명한다.
복수의 단위 패턴 중에서 상부에 인접한 제1 단위 패턴(100-1)이 위치하는 제2 단위 패턴(100-2)은, 제2 단위 패턴(100-2)의 제1 커브(110-2)가, 제1 단위 패턴(100-1)의 제3 커브(130-1)를 하방에서 상방으로 통과하고, 제1 단위 패턴(100-1)의 제2 커브(120-1)를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되거나, 제1 단위 패턴(100-1)의 제2 커브(120-1)를 하방에서 상방으로 통과하고, 제1 단위 패턴(100-1)의 제3 커브(130-1)를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되는 것일 수 있다.
반대로, 상부에 인접한 제1 단위 패턴(100-1)이 위치하는 제2 단위 패턴(100-2)은, 제2 단위 패턴(100-2)의 제1 커브(110-2)가, 제1 단위 패턴(100-1)의 제3 커브(130-1)를 상방에서 하방으로 통과하고, 제1 단위 패턴(100-1)의 제2 커브(120-1)를 하방에서 상방으로 통과하도록 마련되거나, 제1 단위 패턴(100-1)의 제2 커브(120-1)를 상방에서 하방으로 통과하고, 제1 단위 패턴(100-1)의 제3 커브(130-1)를 하방에서 상방으로 통과하도록 마련되는 것일 수 있다.
마찬가지로, 제2 단위 패턴(100-2)의 하부에 인접한 제3 단위 패턴(100-3)을 기준으로 설명하면, 제3 단위 패턴(100-3)은, 제3 단위 패턴(100-3)의 제1 커브(110-3)가, 제2 단위 패턴(100-2)의 제3 커브(130-2)를 하방에서 상방으로 통과하고, 제2 단위 패턴(100-2)의 제2 커브(120-2)를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되거나, 제2 단위 패턴(100-2)의 제2 커브(120-2)를 하방에서 상방으로 통과하고, 제2 단위 패턴(100-2)의 제3 커브(130-2)를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되는 것일 수 있다.
반대로, 제3 단위 패턴(100-3)은, 제3 단위 패턴(100-3)의 제1 커브(110-3)가, 제2 단위 패턴(100-2)의 제3 커브(130-2)를 상방에서 하방으로 통과하고, 제2 단위 패턴(100-2)의 제2 커브(120-2)를 하방에서 상방으로 통과하도록 마련되거나, 제2 단위 패턴(100-2)의 제2 커브(120-2)를 상방에서 하방으로 통과하고, 제2 단위 패턴(100-2)의 제3 커브(130-2)를 하방에서 상방으로 통과하도록 마련되는 것일 수 있다.
미리 결정된 패턴은 복수의 단위 패턴(100)이 가로 방향으로 배열된 단위 패턴 배열 행(10)이 세로 방향으로 배열된 것일 수 있다.
단위 패턴 배열 행(10-1)은 인접한 단위 패턴 배열 행(10-2)과 단위 패턴(100)을 세로 방향으로 지나는 중심축(140)의 방향이 서로 다르게 배열될 수 있다.
예를 들어, 다시 도 4를 참조하면, 제1 단위 패턴 배열 행(10-1)은 제1 단위 패턴 배열 행(10-1)을 구성하는 단위 패턴(100)들의 중심축(140)이 우측으로 적어도 일부 기울도록 마련된 단위 패턴(100)들의 배열이고, 제1 단위 패턴 배열 행(10-1)과 인접한 제2 단위 패턴 배열 행(10-2)은 제2 단위 패턴 배열 행(10-2)을 구성하는 단위 패턴(100)들의 중심축(140)이 좌측으로 적어도 일부 기울도록 마련된 단위 패턴(100)들의 배열일 수 있다.
다시 제2 단위 패턴 배열 행(10-2)과 인접한 제3 단위 패턴 배열 행(10-3)은 제1 단위 패턴 배열 행(10-1)과 유사하도록 제3 단위 패턴 배열 행(10-3)을 구성하는 단위 패턴(100)들의 중심축(140)이 우측으로 적어도 일부 기울도록 마련된 단위 패턴(100)들의 배열일 수 있다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 있어서, 미리 결정된 패턴은 푸아송 비(Poisson's ratio)가 미리 결정된 기준 범위 이내가 되도록 형성된 패턴일 수 있다.
여기서, 미리 결정된 기준 범위는 예를 들어, 0 ~ 0.05일 수 있고, 바람직하게는 0일 수 있다.
제로-푸아송 비(Zero-Poisson's ratio)를 갖는 패턴으로 메쉬를 직조하면, 파라볼라 형상의 반사판 제작 편의성을 가지고 열변형에 의한 형상 오차를 줄일 수 있다. 제로-푸아송 비(Zero-Poisson's ratio)를 갖는 패턴으로 메쉬를 직조하면, 축(longitudinal) 방향의 인장력에 의해서 횡(transverse) 방향으로는 변형이 생기지 않으므로 대형 파라볼라 메쉬 반사판 제작이 용이하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법의 금속 와이어의 열-기계적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상대적으로 낮은 온도의 마르텐사이트 상에서는 큰 변형 뒤 잔류 변형률이 발생하지만, 이것은 소성(plasticity)과는 다른 가역적(reversible) 변형으로 오스테나이트 상 온도 이상이 되면, 변형 전의 형상으로 되돌아간다.
상대적으로 높은 온도의 오스테나이트 상에서는 큰 변형 뒤에도 원래의 형상으로 되돌아 오는 초탄성(superelasticity) 거동을 보여주고 있다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법을 적용하면, 반사판용 메쉬 직조를 용이하게 할 수 있고, 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 의하여 제작된 메쉬는 초탄성 특성을 가지는 메쉬 반사판으로 제작되어 형상 유지에 장점을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법은, 제로-푸아송 비율을 가지는 패턴으로 메쉬를 직조하여 파라볼라 형상의 반사판 제작에 편의성을 갖고 열변형에 의한 형상 오차를 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법을 적용함으로써 메쉬 직조 개발 비용을 줄일 수 있다.
상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 의하여 제작된 메쉬는 초탄성 특성 그리고 제로 푸아송 비율 특성을 가지므로 물리적인 충격, 열, 빛, 화학적 변화 등의 외부환경 변화에도 불구하고 설계되어 직조된 형상을 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 단위 패턴
110: 제1 커브
120: 제2 커브
130: 제3 커브

Claims (13)

  1. 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 있어서,
    금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상(phase)으로 상변환하는 단계;
    상기 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 단위 패턴이 복수로 이루어지고, 상기 복수의 단위 패턴이 배열 구조를 이루는 형태로 직조하는 단계; 및
    상기 직조된 금속 와이어에 열처리를 수행하여 상기 제1 상과 다른 제2 상으로 상변환하는 단계;를 포함하고,
    상기 단위 패턴은, 상기 금속 와이어의 중앙부를 상방으로 볼록하게 만든 제1 커브, 상기 중앙부의 우측부를 하방으로 오목하게 만든 제2 커브 및 상기 중앙부의 좌측부를 하방으로 오목하게 만든 제3 커브를 포함하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 와이어는,
    형상 기억 합금으로 구현되는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 형상 기억 합금은,
    니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 상은, 마르텐사이트(martensite) 상이고,
    상기 제2 상은, 오스테나이트(austenite) 상인 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 상으로 변환된 금속 와이어를 도금하는 것은,
    금(Au) 또는 은(Ag)으로 도금하는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 단위 패턴이 복수로 이루어지고, 상기 복수의 단위 패턴이 배열 구조를 이루는 형태는,
    푸아송 비(Poisson's ratio)가 0 내지 0.05 범위 이내가 되도록 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위 패턴 중에서 상부에 인접한 제1 단위 패턴이 위치하는 제2 단위 패턴은,
    제2 단위 패턴의 제1 커브가,
    상기 제1 단위 패턴의 제3 커브를 하방에서 상방으로 통과하고, 상기 제1 단위 패턴의 제2 커브를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되거나,
    상기 제1 단위 패턴의 제2 커브를 하방에서 상방으로 통과하고, 상기 제1 단위 패턴의 제3 커브를 상방에서 하방으로 통과하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법.
  11. 상변환을 이용한 메쉬 직조 방법에 의해 제조되는 메쉬에 있어서,
    금속 와이어에 열처리를 수행하여 제1 상(phase)으로 상변환하는 단계;
    상기 제1 상으로 상변환된 금속 와이어를 단위 패턴이 복수로 이루어지고, 상기 복수의 단위 패턴이 배열 구조를 이루는 형태로 직조하는 단계; 및
    상기 직조된 금속 와이어에 열처리를 수행하여 상기 제1 상과 다른 제2 상으로 상변환하는 단계;를 포함하고,
    상기 단위 패턴은, 상기 금속 와이어의 중앙부를 상방으로 볼록하게 만든 제1 커브, 상기 중앙부의 우측부를 하방으로 오목하게 만든 제2 커브 및 상기 중앙부의 좌측부를 하방으로 오목하게 만든 제3 커브를 포함하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 메쉬 직조 방법에 의해 제조되는 메쉬.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속 와이어는,
    형상 기억 합금으로 구현되는 것을 특징으로 하는 메쉬.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 형상 기억 합금은,
    니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬.
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