KR20220056108A - Method and system for fabrication of high-resolution structure using size-tunable hydrogels - Google Patents

Method and system for fabrication of high-resolution structure using size-tunable hydrogels Download PDF

Info

Publication number
KR20220056108A
KR20220056108A KR1020210123888A KR20210123888A KR20220056108A KR 20220056108 A KR20220056108 A KR 20220056108A KR 1020210123888 A KR1020210123888 A KR 1020210123888A KR 20210123888 A KR20210123888 A KR 20210123888A KR 20220056108 A KR20220056108 A KR 20220056108A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temporary
basic
final
hydrogel
basic structure
Prior art date
Application number
KR1020210123888A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102466872B1 (en
Inventor
장재범
허은석
조인
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to US17/508,741 priority Critical patent/US20220126523A1/en
Publication of KR20220056108A publication Critical patent/KR20220056108A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102466872B1 publication Critical patent/KR102466872B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0058Liquid or visquous
    • B29K2105/0061Gel or sol
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0088Blends of polymers
    • B29K2105/0091IPN, i.e. interpenetrating polymer networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

Various embodiments of the present invention provide a method for producing a high-resolution structure using a size-adjustable hydrogel. According to the various embodiments, it is possible to a high-resolution structure by a method comprising: a step of generating a basic structure; a step of generating a temporary structure consisting of a hydrogel by applying a hydrogel to the basic structure; a step of contracting the temporary structure by contracting the hydrogel; and a step of generating a final structure using the contracted temporary structure or the basic structure.

Description

사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용한 고해상도 구조체 제작 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR FABRICATION OF HIGH-RESOLUTION STRUCTURE USING SIZE-TUNABLE HYDROGELS}Method and system for manufacturing a high-resolution structure using a size-adjustable hydrogel

다양한 실시예들은 사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용한 고해상도 구조체 제작 방법 및 시스템에 관한 것이다.Various embodiments relate to a method and system for fabricating a high-resolution structure using a size-adjustable hydrogel.

3D 프린팅 기술은 CAD(Computer-Aided Design) 프로그램을 사용하여 3차원으로 디자인된 모델 도면을 층별로 쌓아 올려서 제작하는 적층 제조(Additive Manufacturing; AM) 공법이다. 광경화성 수지에 레이저 혹은 자외선 노출을 통한 층별 경화를 사용해 구조를 적층시키는 경화 기반의 공법인 광조형 공정(Stereolithography, SLA)가 최초로 개발된 후, 열가소성 물질을 녹인 후 노즐을 통해 분사하면서 적층하여 3차원 구조를 제조하는 압축 적층(Fused Deposition Modeling; FDM) 방식을 포함하여 여러 공정들이 지속적으로 개발되어 왔다. 이러한 3D 프린팅 기법들은 기존의 2차원 평면에서 구현하기 어려운 다양하고 복잡한 구조들의 제작이 가능하며, 고분자 화합물, 금속, 세라믹 등 다양한 소재를 활용 가능하다는 특징을 가지고 있다. 3D printing technology is an additive manufacturing (AM) method that uses a computer-aided design (CAD) program to build three-dimensionally designed model drawings by stacking them layer by layer. After the first development of the stereolithography (SLA), a curing-based construction method that laminates a structure using layer-by-layer curing through laser or UV exposure to photocurable resin, melts a thermoplastic material and sprays it through a nozzle to laminate it in 3D Several processes have been continuously developed, including the Fused Deposition Modeling (FDM) method of fabricating structures. These 3D printing techniques are capable of producing various and complex structures that are difficult to implement on a conventional two-dimensional plane, and have the characteristics of being able to utilize various materials such as polymer compounds, metals, and ceramics.

3D 프린팅 기술은 1984년 미국의 Charles Hull이 3D 프린팅 시스템을 최초로 구현하여 광조형 공정과 관련된 특허를 출원한 후 본격적으로 제품화되기 시작하였는데, 이러한 3D 프린팅 기술의 원천특허가 만료됨으로써 3D 프린터와 관련된 비용이 하락하고 접근성이 높아짐에 따라 더욱 큰 관심을 끌게 되었다. 기존의 단순한 모형이나 시제품 제작(Rapid Prototyping; RP)을 뛰어넘어서 다양한 산업 분야에서 활용되고 있는 추세이다. 소재의 다양성과 기술력의 향상으로 새로운 분야로의 활용이 확산되고 있으며, 여러 산업 분야에서는 재료의 손실 최소화, 고객 맞춤형 생산, 설계의 용이성 및 정밀도 등을 이유로 3D 프린팅 기술의 도입을 적극적으로 추진하고 있다. 3D 적층 제조를 통한 제조업에서의 부품 제작 혹은 건설 산업에서의 활용뿐만 아니라, 환자 개개인에게 맞는 특수한 형태를 필요로 하는 바이오 및 의료 등의 생명공학 기술 산업 분야에서도 각광을 받고 있다.3D printing technology began to be commercialized in earnest after the US Charles Hull implemented the 3D printing system for the first time in 1984 and applied for a patent related to the stereolithography process. As this decline and accessibility increase, it has attracted more and more attention. It goes beyond the existing simple model or prototype (rapid prototyping; RP) and is being used in various industries. Due to the diversity of materials and the improvement of technology, application to new fields is spreading, and various industrial fields are actively promoting the introduction of 3D printing technology for reasons such as minimization of material loss, customized production, and ease and precision of design. 3D additive manufacturing is not only used in manufacturing parts or construction industries, but also in biotechnology industries such as biotechnology and medical science that require a special shape for each patient.

이처럼 3D 프린팅은 다양한 분야에서 활용될 가능성을 가지는 미래 유망 기술로 주목받고 있으며, 그 활용도 역시 크게 증가하고 있다. 3D 프린팅을 활용한 적층 부품의 해상도는 사용하는 3D 프린팅 기법과 3D 프린터의 장비 성능에 의해 주로 좌우된다. 3D 프린팅 기법이 더욱 다양한 분야에서 활용되기 위해서는 디자인된 모델 도면을 얼마만큼 정밀하게 표현하여 제작할 수 있는 지가 중요한 이슈로 볼 수 있다. 기존에 비해 3D 프린팅과 관련된 비용이 하락하면서 3D 프린팅 기법이 주로 활용되던 산업 분야에서뿐만 아니라, 가정, 학교, 연구실 등으로도 응용 범위가 점차 확장되어가고 있다. 높아진 접근성을 바탕으로 일상생활에서도 활용 가능한 개인 맞춤형 생산을 위해서는 기존의 생산품을 대체할 수 있을 정도의 높은 3D 프린팅 해상도가 필수적인 요소로 떠오르고 있다.As such, 3D printing is attracting attention as a promising future technology that has the potential to be used in various fields, and its utilization is also greatly increasing. The resolution of laminated parts using 3D printing depends mainly on the 3D printing technique used and the equipment performance of the 3D printer. In order for the 3D printing technique to be used in more diverse fields, it is an important issue how precisely the designed model drawings can be expressed and produced. As the cost related to 3D printing has decreased compared to the past, the scope of application is gradually expanding not only in industrial fields where 3D printing techniques were mainly used, but also in homes, schools, and laboratories. 3D printing resolution high enough to replace existing products is emerging as an essential element for personalized production that can be used in daily life based on increased accessibility.

3D 프린팅 기술이 맞춤형 제작 기법으로 다양한 분야에서 더욱 높은 활용도를 가지기 위해서는 소재의 다양성과 고해상도 제작을 통해 기존의 생산품을 대체할 수 있는 방향으로의 발전이 필요하다. 그에 따라 최초의 3D 프린팅 기법인 SLA 기법을 필두로 다양한 기법이 개발되어왔고, 더욱 높아진 해상도로 다양한 소재에 대해 3D 프린팅을 구현하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. In order for 3D printing technology to have higher utility in various fields as a customized manufacturing technique, it is necessary to develop in a direction that can replace existing products through variety of materials and high-resolution production. Accordingly, various techniques have been developed, starting with the SLA technique, the first 3D printing technique, and many studies are being conducted to implement 3D printing on various materials with higher resolution.

여러 3D 프린팅 기법들은 각각 수십에서 수백 마이크론 이상에 이르기까지 다양한 해상도를 가지고 있다. 수십 마이크론의 해상도를 가지는 SLA 기법이 가장 높은 해상도를 보여주며, 개인용 3D 프린터로 가장 많이 사용되는 방식인 FDM 기법의 경우는 수백 마이크론의 해상도로 상대적으로 낮은 경향을 보여준다. 하지만 일반적으로 3D 프린팅 기법에서 높은 해상도를 가질수록, 비용적인 측면을 포함하여 여러 한계점을 가지게 된다. 예를 들어, 수십 마이크론의 가장 높은 해상도를 가지는 SLA 기법의 경우는 사용하는 장비와 재료의 가격이 높은 편이며, 프린팅 속도가 느린 편이다. 반면, 가장 보편적인 FDM 기법은 상대적으로 저렴한 비용과 빠른 프린팅 속도를 가지지만, 해상도가 상대적으로 떨어진다는 특징을 가진다. 그 외의 SLS(Selective Laser Sintering), IP(Inkjet Printing) 등의 여러 3D 프린팅 기법들도 비슷한 경향을 가지고 있다.Several 3D printing techniques each have a different resolution ranging from tens to hundreds of microns or more. The SLA technique with a resolution of several tens of microns shows the highest resolution, and the FDM technique, which is the most used method for personal 3D printers, shows a relatively low trend with a resolution of several hundred microns. However, in general, as the 3D printing technique has a high resolution, it has several limitations, including the cost aspect. For example, in the case of the SLA technique, which has the highest resolution of several tens of microns, the cost of equipment and materials used is high, and the printing speed is slow. On the other hand, the most common FDM technique has a relatively low cost and fast printing speed, but has a relatively low resolution. Other 3D printing techniques such as SLS (Selective Laser Sintering) and IP (Inkjet Printing) have a similar trend.

다양한 실시예들은 3D 프린팅 기법을 포함한 다양한 임의 구조체 제작 기법들이 공통적으로 가지는 해상도와 비용적인 측면에서의 한계점을 극복하기 위한 것으로, 사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용한 고해상도 구조체 제작 기술을 제안한다. Various embodiments are to overcome the limitations in terms of resolution and cost common to various arbitrary structure fabrication techniques including 3D printing techniques, and propose a high-resolution structure fabrication technique using a size-adjustable hydrogel.

다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작 방법은, 베이직 구조체를 생성하는 단계, 상기 베이직 구조체에 대해 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체를 생성하는 단계, 상기 하이드로젤을 수축시켜, 상기 임시 구조체를 수축시키는 단계, 및 상기 임시 구조체 또는 상기 베이직 구조체를 사용하여, 최종 구조체를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The high-resolution structure manufacturing method according to various embodiments includes the steps of creating a basic structure, applying a hydrogel to the basic structure, creating a temporary structure made of the hydrogel, shrinking the hydrogel, the Contracting the temporary structure, and using the temporary structure or the basic structure, it may include the step of generating a final structure.

다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작 시스템은, 베이직 구조체를 생성하도록 구성되는 베이직 구조체 생성부, 상기 베이직 구조체에 대해 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체를 생성하도록 구성되는 임시 구조체 생성부, 상기 하이드로젤을 수축시켜, 상기 임시 구조체를 수축시키도록 구성되는 임시 구조체 수축부, 및 상기 임시 구조체 또는 상기 베이직 구조체를 사용하여, 최종 구조체를 생성하도록 구성되는 최종 구조체 생성부를 포함할 수 있다. A high-resolution structure manufacturing system according to various embodiments, a basic structure generating unit configured to generate a basic structure, by applying a hydrogel to the basic structure, a temporary structure configured to generate a temporary structure made of the hydrogel Part, by contracting the hydrogel, a temporary structure contraction unit configured to contract the temporary structure, and a final structure generation unit configured to generate a final structure using the temporary structure or the basic structure .

다양한 실시예들은 사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용하여 고해상도 구조체를 제작할 수 있다. 구체적으로, 3D 프린팅을 통해 제작되는 베이직 구조체를 하이드로젤로 치환하면서 반복적으로 하이드로젤을 수축시킴으로써, 고해상도의, 즉 축소된 사이즈의 최종 구조체가 획득될 수 있다. 이와 같이, 다양한 실시예들은 기존의 3D 프린팅 기법과 호환 가능하며, 저렴한 비용으로 합성할 수 있는 하이드로젤을 통해서 추가적인 장비 없이도 구현 가능하므로, 비용적, 시간적으로 유리할 수 있다. 아울러, 다양한 실시예들은 최종 구조체를 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 하이드로젤 등의 여러 소재로 제작할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들은 개개인의 니즈에 맞는 적합한 제품을 용이하게 제작하거나, 랩온어칩, 센서 등과 같은 다양한 기능을 갖는 고정밀도의 소형화 디바이스를 용이하게 제작하는 데 활용될 수 있을 것이다. In various embodiments, a high-resolution structure may be manufactured using a size-adjustable hydrogel. Specifically, by repeatedly shrinking the hydrogel while replacing the basic structure produced through 3D printing with the hydrogel, a final structure with a high resolution, that is, a reduced size, can be obtained. As such, various embodiments are compatible with the existing 3D printing technique and can be implemented without additional equipment through a hydrogel that can be synthesized at a low cost, so it can be advantageous in terms of cost and time. In addition, according to various embodiments, the final structure may be made of various materials such as elastomers, resins, plastics, and hydrogels. Accordingly, various embodiments may be utilized to easily manufacture a product suitable for individual needs, or to easily manufacture a high-precision miniaturized device having various functions such as a lab-on-a-chip and a sensor.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 방법을 도시하는 도면이다.
도 5 내지 도 11은 다양한 실시예들의 적용을 설명하기 위한 도면들이다.
1 is a diagram illustrating a system for manufacturing a high-resolution structure according to various embodiments.
2 is a view for explaining a scenario for manufacturing a high-resolution structure according to the first embodiment.
3 is a view for explaining a scenario for manufacturing a high-resolution structure according to the second embodiment.
4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a high-resolution structure according to various embodiments.
5 to 11 are diagrams for explaining application of various embodiments.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

다양한 실시예들은 사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용한 고해상도 구조체 제작 기술을 제안한다. 다양한 실시예들은 다음의 세 가지 특징들을 갖는다. 첫 번째 특징은, 다양한3D 프린터를 활용하여 해당 3D 프린터의 해상도를 뛰어넘는 고해상도 구조체를 제작할 수 있다는 것이다. 두 번째 특징은, 저렴한 비용으로 합성할 수 있는 하이드로젤을 통해서 추가적인 장비 없이 본 기술을 구현할 수 있다는 것이다. 세 번째 특징은 최종 구조체를 플라스틱, PDMS(polydimethysiloxane), 하이드로젤 등의 여러 소재들로 제작할 수 있다는 것이다.Various embodiments propose a high-resolution structure manufacturing technology using a size-controllable hydrogel. Various embodiments have the following three characteristics. The first characteristic is that it is possible to manufacture a high-resolution structure that exceeds the resolution of the 3D printer by using various 3D printers. The second feature is that the present technology can be implemented without additional equipment through a hydrogel that can be synthesized at a low cost. The third feature is that the final structure can be made of various materials such as plastic, polydimethysiloxane (PDMS), and hydrogel.

다양한 실시예들은 3D 프린터 자체의 성능 향상이 아닌 새로운 재료적 접근법을 도입함으로써 기존의 해상도 향상을 위한 기술 연구 방향과는 차이점을 보인다. 일반적으로 3D 프린터로 제작된 구조체의 정밀도는 사용하고 있는 3D 프린팅 기법과 장비의 성능에 의해 주로 결정되며, 고해상도의 구조체를 얻기 위해서는 그에 상응하는 고가의 고성능 3D 프린터가 필요하다. 또한 기존의 출력 한계를 뛰어넘는 장비를 개발하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소모된다. 다양한 실시예들은 이러한 기존 3D 프린팅의 발전 방향과는 달리 수축이 가능한 하이드로젤이라는 재료를 중간 과정에 도입함으로써 비용적, 시간적 한계점을 극복할 수 있는 기술이다.Various embodiments show a difference from the existing technology research direction for improving resolution by introducing a new material approach rather than improving the performance of the 3D printer itself. In general, the precision of a structure manufactured by a 3D printer is mainly determined by the 3D printing technique used and the performance of the equipment, and an expensive high-performance 3D printer is required to obtain a high-resolution structure. In addition, significant cost and time are consumed to develop equipment that exceeds the existing output limit. Various embodiments are a technology that can overcome the cost and time limitations by introducing a material called a contractible hydrogel in the intermediate process, unlike the development direction of the existing 3D printing.

다양한 실시예들은 독립적으로 사용되는 여러 3D 프린터에 대해서 호환이 가능하다는 특징을 가지며, 추가적인 장비 없이 저렴한 비용으로 합성할 수 있는 하이드로젤을 사용한다는 점에서 비용적인 측면에서 장점을 가진다. 다양한 실시예들은 보편적으로 접할 수 있는 저해상도 3D 프린터에 적용하여 해상도 한계를 뛰어넘을 수 있으며, 전체 과정을 반복적으로 수행함으로써 최초의 출력물보다 수배의 해상도를 가지는 구조체를 제작할 수 있다.Various embodiments have the feature of being compatible with several 3D printers used independently, and have an advantage in terms of cost in that they use a hydrogel that can be synthesized at a low cost without additional equipment. Various embodiments can be applied to a commonly available low-resolution 3D printer to overcome the resolution limit, and by repeatedly performing the entire process, a structure having a resolution several times higher than that of the original output can be manufactured.

다양한 실시예들은 3D 프린팅 기법마다 기존의 제한된 프린팅 재료 외에도 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 하이드로젤 등의 여러 소재들로 구조체의 제작이 가능하다는 점에서 기존 3D 프린팅 기술과는 차이점을 보인다. 일반적으로 3D 프린팅 제조 기법에는 각각의 기법마다 호환되는 재료가 존재한다. FDM 기법의 경우는 고온에서 프린팅 재료를 녹인 후 노즐 분사를 통해 구조체를 제작하므로 열가소성 재료만 사용할 수 있으며, SLA 기법은 빛을 통해 층별로 구조체를 경화시키므로 광경화성 수지를 사용해야 한다. 다양한 실시예들은 PDMS, 에코플렉스(ecoflex)와 같은 탄성 중합체 외에도 레진, 플라스틱, 하이드로젤 등 경화가 가능한 여러 소재들로 최종 구조체를 제작할 수 있어서, 기존 3D 프린팅 기법보다 폭넓은 활용이 가능한 기술이다.Various embodiments are different from the existing 3D printing technology in that each 3D printing technique can manufacture a structure using various materials such as an elastomer, resin, plastic, hydrogel, etc. in addition to the existing limited printing materials. In general, 3D printing manufacturing techniques have compatible materials for each technique. In the case of the FDM technique, only a thermoplastic material can be used because the structure is produced through nozzle spraying after melting the printing material at a high temperature. In various embodiments, in addition to elastomers such as PDMS and ecoflex, the final structure can be manufactured from various materials that can be cured, such as resin, plastic, and hydrogel, so it is a technology that can be used more widely than the existing 3D printing technique.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시스템(100)을 도시하는 도면이다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 제 2 실시예에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 시나리오를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a system 100 for fabricating high-resolution structures in accordance with various embodiments. 2 is a view for explaining a scenario for manufacturing a high-resolution structure according to the first embodiment. 3 is a view for explaining a scenario for manufacturing a high-resolution structure according to the second embodiment.

도 1을 참조하면, 시스템(100)은 수축이 가능한 하이드로젤을 사용하여, 베이직 구조체(210, 310)로부터 고해상도의 최종 구조체(250, 350)를 제작할 수 있다. 이 때, 시스템(100)은 반복적으로 하이드로젤을 사용하여 베이직 구조체(210, 310)를 축소시키고, 이를 통해, 보다 더 고해상도의, 즉 보다 더 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)를 제작할 수 있다. 구체적으로, 시스템(100)은 베이직 구조체 생성부(110), 임시 구조체 생성부(120), 임시 구조체 수축부(130), 반복 처리부(140), 또는 최종 구조체 생성부(150)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 시스템(100)의 구성 요소들 중 적어도 어느 하나가 생략될 수 있으며, 적어도 하나의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 시스템(100)의 구성 요소들 중 적어도 어느 두 개가 하나로 통합될 수 있다. Referring to FIG. 1 , the system 100 may use a contractible hydrogel to manufacture high-resolution final structures 250 and 350 from the basic structures 210 and 310 . At this time, the system 100 repeatedly reduces the basic structures 210 and 310 using hydrogel, and through this, the final structures 250 and 350 of a higher resolution, that is, a more reduced size can be manufactured. can Specifically, the system 100 may include a basic structure generation unit 110 , a temporary structure generation unit 120 , a temporary structure contraction unit 130 , a repetition processing unit 140 , or a final structure generation unit 150 . there is. In some embodiments, at least one of the components of the system 100 may be omitted, and at least one other component may be added. In some embodiments, at least any two of the components of system 100 may be integrated into one.

베이직 구조체 생성부(110)에서, 베이직 구조체(210)가 생성될 수 있다. 여기서, 베이직 구조체 생성부(110)에서, 베이직 재료를 이용하여, 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 그리고, 베이직 구조체 생성부(110)는 3D 프린팅을 비롯한 모든 패터닝, 프린팅, 몰딩 기술 등 임의의 이차원 및 삼차원 구조를 만들 수 있는 기술을 통해, 베이직 구조체(210, 310)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 베이직 구조체 생성부(110)는 3D 프린터(P)를 포함할 수 있다. In the basic structure generating unit 110 , the basic structure 210 may be generated. Here, in the basic structure generating unit 110, using a basic material, the basic structure (210, 310) may be generated. In addition, the basic structure generating unit 110 may generate the basic structures 210 and 310 through a technology capable of creating arbitrary two-dimensional and three-dimensional structures, such as all patterning, printing, and molding techniques, including 3D printing. To this end, the basic structure generating unit 110 may include a 3D printer (P).

임시 구조체 생성부(120)에서, 베이직 구조체(210, 310)에 대해 하이드로젤을 적용하여, 임시 구조체(220, 320)가 생성될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220, 320)는 하이드로젤로 이루어질 수 있다. 이 때, 하이드로젤은 수축 가능한 특성을 가질 수 있다. 그리고, 하이드로젤은 흐름성을 갖는 액체 상태에서 겔화되어, 형태를 갖는 임시 구조체(220, 320)로 형성되며, 임시 구조체(220, 320)는 형태를 유지할 수 있다. 예를 들면, 하이드로젤(220, 320)은 스트레처블(stretchable) 하이드로젤일 수 있으며, 이로써, 임시 구조체(220, 320)는 신축성 및 유연성을 가질 수 있다. 아울러, 임시 구조체(220, 320)에는, 베이직 구조체(210, 310)에 상응하는 채널(channel)이 마련될 수 있다. In the temporary structure generating unit 120 , by applying the hydrogel to the basic structures 210 and 310 , the temporary structures 220 and 320 may be generated. Through this, the temporary structures 220 and 320 may be made of hydrogel. In this case, the hydrogel may have a contractible property. In addition, the hydrogel is gelled in a liquid state having flowability, and is formed into the temporary structures 220 and 320 having a shape, and the temporary structures 220 and 320 can maintain their shape. For example, the hydrogels 220 and 320 may be stretchable hydrogels, and thus, the temporary structures 220 and 320 may have elasticity and flexibility. In addition, the temporary structures 220 and 320 may be provided with channels corresponding to the basic structures 210 and 310 .

제 1 실시예에 따르면, 베이직 구조체 생성부(110)에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(210)는 미리 정해진 패턴(211)을 가질 수 있다. 예를 들면, 베이직 구조체(210)의 일 면에, 패턴(211)이 제공될 수 있다. 이러한 경우, 임시 구조체 생성부(120)에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(210)의 패턴(211) 상에 하이드로젤을 적용시켜, 임시 구조체(220)가 생성될 수 있다. 그리고, 패턴(211) 상에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 임시 구조체(220)가 획득될 수 있다. 여기서, 임시 구조체(220)가 신축성 및 유연성을 가짐에 따라, 임시 구조체(220)가 패턴(211) 상에서 분리될 때 임시 구조체(220)에 손상이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220)에는, 일 표면에 베이직 구조체(210)의 패턴(211)에 상응하는 리세스(recess)(221)가 채널로서 마련될 수 있다. According to the first embodiment, in the basic structure generating unit 110 , as shown in FIG. 2 , the basic structure 210 may have a predetermined pattern 211 . For example, a pattern 211 may be provided on one surface of the basic structure 210 . In this case, in the temporary structure generating unit 120 , as shown in FIG. 2 , by applying the hydrogel on the pattern 211 of the basic structure 210 , the temporary structure 220 may be generated. In addition, by separating the temporary structure 220 on the pattern 211 , the temporary structure 220 may be obtained. Here, as the temporary structure 220 has elasticity and flexibility, damage to the temporary structure 220 may be prevented when the temporary structure 220 is separated on the pattern 211 . Through this, the temporary structure 220, a recess (recess) 221 corresponding to the pattern 211 of the basic structure 210 on one surface may be provided as a channel.

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체 생성부(110)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(310)는 미리 정해진 패턴(311)으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 임시 구조체 생성부(120)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(310)를 둘러싸도록 하이드로젤을 적용시켜, 임시 구조체(320)가 생성될 수 있다. 여기서, 하이드로젤은 물리적으로 힘을 가하거나 혹은 화학적 처리를 통해서 제거될 수 있다. 예를 들어, 특정 화학 조건(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)에서 융해되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. 또는 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거할 수 있다. 그리고, 임시 구조체(320)의 내부에서 베이직 구조체(310)를 제거하여, 임시 구조체(320)가 획득될 수 있다. 여기서, 베이직 구조체(310)는 물리적으로 힘을 가하거나 혹은 화학적 처리를 통해서 제거될 수 있다. 이를 위해, 베이직 구조체(310)의 베이직 재료는 PLA(Poly Lactic Acid), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 등과 같이, 미리 정해진 조건 하에서 융해 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료가 클로로폼(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane) 등과 같은 유기 용매(organic solvent)를 이용하여 융해됨으로써, 임시 구조체(320)의 형태나 크기에는 영향을 주지 않으면서, 베이직 구조체(310)가 제거될 수 있다. 또는, 위와 같은 유기 용매 처리를 하여 연화(softening)한 후 물리적으로 제거할 수 있다. 또는 특정 화학 조건(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)에서 융해시키거나 연화시킨 후 물리적으로 제거할 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(320)에는, 내부에 베이직 구조체(310)의 패턴(311)에 상응하는 캐비티(cavity)(321)가 채널로서 마련될 수 있다. According to the second embodiment, in the basic structure generating unit 110 , as shown in FIG. 3 , the basic structure 310 may be implemented in a predetermined pattern 311 . In this case, in the temporary structure generating unit 120 , as shown in FIG. 3 , by applying the hydrogel to surround the basic structure 310 , the temporary structure 320 may be generated. Here, the hydrogel may be removed through physical force or chemical treatment. For example, hydrogels that melt under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ion concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.) can be used. Alternatively, after using a hydrogel that can swell or deform easily under these chemical conditions, the hydrogel can be physically removed. And, by removing the basic structure 310 from the inside of the temporary structure 320, the temporary structure 320 can be obtained. Here, the basic structure 310 may be removed through physical force or chemical treatment. To this end, the basic material of the basic structure 310 may be a material that can be melted under a predetermined condition, such as PLA (Poly Lactic Acid), ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), and the like. For example, by melting the basic material using an organic solvent such as chloroform, dichloromethane, etc., without affecting the shape or size of the temporary structure 320, the basic structure 310 may be removed. Alternatively, it can be physically removed after softening by treating with an organic solvent as described above. Alternatively, it can be physically removed after being melted or softened under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). Through this, in the temporary structure 320, a cavity 321 corresponding to the pattern 311 of the basic structure 310 therein may be provided as a channel.

임시 구조체 수축부(130)에서, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 이 때, 임시 구조체 수축부(130)에서, 하이드로젤을 건조시킴으로써, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 하이드로젤이 건조될 때, 하이드로젤에 함유된 수분이 증발되며, 이로써, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(220, 320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220, 320)의 채널 및 캐비티도 수축될 수 있다. 예를 들면, 등방적인 수축을 위해, 습한 환경에서 온도를 점차로 올려가면서, 하이드로젤이 천천히 건조될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220, 320)에는, 수축 전 대비 약 40 % 내지 약 50 % 정도로, 길이 방향의 수축이 발생될 수 있다. 또는, 특정 화학적 조건에서 수축되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고온 혹은 저온에서 수축되거나, 높은 pH 혹은 낮은 pH에서 수축되거나, 높은 이온 농도 혹은 낮은 이온 농도, 혹은 화학반응 후 수축되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. In the temporary structure contracting unit 130 , the temporary structures 220 and 320 may be contracted. At this time, by drying the hydrogel in the temporary structure contraction unit 130 , the temporary structures 220 and 320 may be contracted. When the hydrogel is dried, the moisture contained in the hydrogel is evaporated, and thus, the temporary structures 220 and 320 may be contracted. At this time, as the temporary structures 220 and 320 are contracted, channels and cavities of the temporary structures 220 and 320 may also be contracted. For example, for isotropic shrinkage, the hydrogel can be dried slowly while gradually increasing the temperature in a humid environment. Through this, the temporary structures 220 and 320 may be contracted in the longitudinal direction by about 40% to about 50% compared to before the shrinkage. Alternatively, hydrogels that shrink under specific chemical conditions may be used. For example, hydrogels that shrink at high or low temperatures, contract at high or low pH, high ion concentrations or low ion concentrations, or shrink after chemical reaction may be used.

필요한 경우, 반복 처리부(140)에서, 임시 구조체(220, 320)를 사용하여, 베이직 구조체(210, 310)가 재차 생성될 수 있다. 이를 통해, 반복 처리부(140)에서, 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 예를 들면, 첫 번째 반복 시, 즉 반복 횟수가 1회인 경우, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈에 대해, 1/2 로 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 그리고, 반복 처리부(140)에서 생성된 베이직 구조체(210, 310)는 임시 구조체 생성부(120)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 임시 구조체 생성부(120)와 임시 구조체 수축부(130)의 반복을 통해, 보다 더 축소된 사이즈의 임시 구조체(220, 320)가 획득될 수 있다. 즉, 반복적으로, 축소된 사이즈의 임시 구조체(220, 320)가 생성되어, 수축될 수 있다. 예를 들면, 반복 횟수가 2회, 3회로 추가됨에 따라, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈의 1/4, 1/8로 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 것이다. If necessary, in the iterative processing unit 140 , using the temporary structures 220 and 320 , the basic structures 210 and 310 may be re-generated. Through this, in the iterative processing unit 140, the reduced size of the basic structures 210 and 310 may be generated. For example, at the time of the first repetition, that is, when the number of repetitions is 1, for the size of the first generated basic structures 210 and 310, the basic structures 210 and 310 of the size reduced to 1/2 will be generated. can In addition, the basic structures 210 and 310 generated by the iterative processing unit 140 may be provided to the temporary structure generating unit 120 . Accordingly, through repetition of the temporary structure generating unit 120 and the temporary structure contracting unit 130 , the temporary structures 220 and 320 having a smaller size may be obtained. That is, iteratively, the temporary structures 220 and 320 of reduced size may be generated and contracted. For example, as the number of repetitions is added 2 times and 3 times, the basic structures 210 and 310 of the size reduced to 1/4 and 1/8 of the size of the first generated basic structures 210 and 310 are generated. will be

제 1 실시예에 따르면, 반복 처리부(140)에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(220)의 표면에 베이직 재료를 적용하여, 베이직 구조체(210)를 생성할 수 있다. 여기서, 베이직 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료는 임시 구조체(220)의 표면에 적용된 다음 경화되어, 베이직 구조체(210)로 형성될 수 있다. 그리고, 베이직 구조체(210)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 베이직 구조체(210)가 획득될 수 있다. 이 때, 임시 구조체 수축부(130)에서, 임시 구조체(220)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220)의 리세스(221)도 수축되며, 반복 처리부(140)에서, 베이직 구조체(210)는 임시 구조체(220)의 리세스(221)에 상응하는 패턴(211)을 가질 수 있다. 또한, 반복 처리부(140)에서 생성된 베이직 구조체(210)는 임시 구조체 생성부(120)로 제공될 수 있다.According to the first embodiment, in the iterative processing unit 140 , as shown in FIG. 2 , a basic material is applied to the surface of the temporary structure 220 to generate the basic structure 210 . Here, the basic material may be a curable material. For example, the basic material may be applied to the surface of the temporary structure 220 and then cured to form the basic structure 210 . And, by separating the temporary structure 220 from the basic structure 210, the basic structure 210 can be obtained. At this time, in the temporary structure contracting unit 130 , as the temporary structure 220 is contracted, the recess 221 of the temporary structure 220 is also contracted, and in the repeat processing unit 140 , the basic structure 210 is It may have a pattern 211 corresponding to the recess 221 of the temporary structure 220 . Also, the basic structure 210 generated by the iterative processing unit 140 may be provided to the temporary structure generating unit 120 .

제 2 실시예에 따르면, 반복 처리부(140)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(320)의 내부에 베이직 재료를 충전하여, 베이직 구조체(310)를 생성할 수 있다. 여기서, 베이직 재료는 임의의 모양을 가질 수 있으며 경화 가능할 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료는 임시 구조체(320)의 내부에 적용된 다음 경화되어, 베이직 구조체(310)로 형성될 수 있다. 그리고, 베이직 구조체(310)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 베이직 구조체(310)가 획득될 수 있다. 일 예로, 경화된 베이직 재료를 잘게 잘라 분말 형태로 만들고 임시 구조체(320) 내부의 캐비티(321)에 넣고, 온도를 올려 해당 베이직 재료를 연화(softening) 혹은 융해시켜 캐비티(321) 내부를 균일하게 채운 후, 다시 온도를 내려 베이직 재료를 경화할 수 있다. 다른 예로, 경화된 베이직 재료를 용매에 녹여 캐비티(321)에 넣고, 용매를 증발시켜 경화된 베이직 구조체(310)를 형성할 수 있다. 여기서, 임시 구조체(320)를 융해시켜, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 예를 들면, 하이드로젤은 물리적인 힘을 가하거나 혹은 특정 화학 조건에서의 융해(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)를 통해서 제거될 수 있다. 또한, 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거함으로써 베이직 구조체(310)의 형태나 크기에는 영향을 주지 않으면서, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 이 때, 임시 구조체 수축부(130)에서, 임시 구조체(320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(320)의 캐비티(321)도 수축되며, 반복 처리부(140)에서, 베이직 구조체(310)는 임시 구조체(320)의 캐비티(321)에 상응하는 패턴(311)을 가질 수 있다. 또한, 반복 처리부(140)에서 생성된 베이직 구조체(310)는 임시 구조체 생성부(120)로 제공될 수 있다.According to the second embodiment, in the iterative processing unit 140 , as shown in FIG. 3 , the basic material is filled in the temporary structure 320 to generate the basic structure 310 . Here, the basic material may have any shape and may be a curable material. For example, the basic material may be applied to the inside of the temporary structure 320 and then cured to form the basic structure 310 . And, by removing the temporary structure 320 from the outside of the basic structure 310, the basic structure 310 can be obtained. As an example, the hardened basic material is cut into small pieces to form a powder, put into the cavity 321 inside the temporary structure 320, and the temperature is raised to soften or melt the basic material to make the inside of the cavity 321 uniform. After filling, the temperature can be lowered to harden the basic material. As another example, the cured basic material may be dissolved in a solvent and put into the cavity 321 , and the cured basic structure 310 may be formed by evaporating the solvent. Here, by melting the temporary structure 320 , the temporary structure 320 may be removed. For example, hydrogels can be removed by applying physical force or by melting under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). In addition, after using a hydrogel that can be expanded or easily deformed under these chemical conditions, the temporary structure 320 is removed without affecting the shape or size of the basic structure 310 by physically removing the hydrogel. can At this time, in the temporary structure contraction unit 130 , as the temporary structure 320 is contracted, the cavity 321 of the temporary structure 320 is also contracted, and in the repeat processing unit 140 , the basic structure 310 is temporarily It may have a pattern 311 corresponding to the cavity 321 of the structure 320 . Also, the basic structure 310 generated by the iterative processing unit 140 may be provided to the temporary structure generating unit 120 .

최종 구조체 생성부(150)에서, 임시 구조체(220, 320) 혹은 베이직 구조체(210,310)를 사용하여, 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 여기서, 최종 구조체 생성부(150)에서, 최종 재료를 이용하여, 최종 재료(250, 350)가 생성될 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 PDMS, 에코플렉스 등과 같은 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 금속, 금속산화물, 세라믹, 고분자, 또는 하이드로젤 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 최종 구조체 생성부(150)에서, 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 일 예로, 반복 처리부(140)에 의해 반복되지 않은 경우, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈에 대해, 1/2로 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 다른 예로, 반복 처리부(140)에 의해 반복 횟수가 1회, 2회로 추가됨에 따라, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈의 1/4, 1/8로 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 여기서, 최종 구조체(250, 350)는 임시 구조체(220, 320)에서부터 형성될 수 있다. 이러한 경우, 최종 구조체(250, 350)는 최초 형성된 베이직 구조체(210, 310)의 반대되는 구조(reverse tone)을 가지게 된다. 한편, 최종 구조체(250, 350)는 베이직 구조체(210, 310)에서부터 형성될 수 있다. 이러한 경우, 최종 구조체(250, 350)는 최초로 형성된 베이직 구조체(210, 310)와 크기는 작으면서 동일한 구조를 가지게 된다.In the final structure generating unit 150 , the final structures 250 and 350 may be generated using the temporary structures 220 and 320 or the basic structures 210 and 310 . Here, in the final structure generating unit 150, using the final material, final materials 250 and 350 may be generated. For example, the final material may include at least one of elastomers such as PDMS and Ecoflex, resins, plastics, metals, metal oxides, ceramics, polymers, or hydrogels. Through this, in the final structure generating unit 150, the reduced size of the final structures 250 and 350 may be generated. As an example, when not repeated by the iteration processing unit 140, the final structures 250 and 350 of the size reduced to 1/2 with respect to the size of the initially generated basic structures 210 and 310 may be generated. . As another example, as the number of repetitions is added once or twice by the iteration processing unit 140, the final structure ( 250, 350) may be generated. Here, the final structures 250 and 350 may be formed from the temporary structures 220 and 320 . In this case, the final structures 250 and 350 have a structure opposite to that of the initially formed basic structures 210 and 310 (reverse tone). Meanwhile, the final structures 250 and 350 may be formed from the basic structures 210 and 310 . In this case, the final structures 250 and 350 have the same structure while being small in size as the first formed basic structures 210 and 310 .

제 1 실시예에 따르면, 최종 구조체 생성부(150)에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(220)의 표면에 최종 재료를 적용하여, 최종 구조체(250)를 생성할 수 있다. 여기서, 최종 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 임시 구조체(220)의 표면에 적용된 다음 경화되어, 최종 구조체(250)로 형성될 수 있다. 그리고, 최종 구조체(250)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 최종 구조체(250)가 획득될 수 있다. 이 때, 최종 구조체 생성부(150)에서, 임시 구조체(220)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220)의 리세스(221)도 수축되며, 최종 구조체 생성부(150)에서, 최종 구조체(250)는 임시 구조체(220)의 리세스(221)에 상응하는 패턴(251)을 가질 수 있다. According to the first embodiment, in the final structure generating unit 150 , as shown in FIG. 2 , the final structure 250 may be generated by applying the final material to the surface of the temporary structure 220 . Here, the final material may be a curable material. For example, the final material may be applied to the surface of the temporary structure 220 and then cured to form the final structure 250 . And, by separating the temporary structure 220 from the final structure 250, the final structure 250 can be obtained. At this time, in the final structure generating unit 150 , as the temporary structure 220 is contracted, the recess 221 of the temporary structure 220 is also contracted, and in the final structure generating unit 150 , the final structure 250 is contracted. ) may have a pattern 251 corresponding to the recess 221 of the temporary structure 220 .

제 2 실시예에 따르면, 최종 구조체 생성부(150)에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(320)의 내부에 최종 재료를 적용하여, 최종 구조체(350)를 생성할 수 있다. 여기서, 최종 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 임시 구조체(320)의 내부에 적용된 다음 경화되어, 최종 구조체(350)로 형성될 수 있다. 그리고, 최종 구조체(350)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 최종 구조체(350)가 획득될 수 있다. 여기서, 임시 구조체(320)를 융해시켜, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 예를 들면, 하이드로젤은 물리적인 힘을 가하거나 혹은 특정 화학 조건에서의 융해 (예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)를 통해서 제거될 수 있다. 또한, 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거함으로써 최종 구조체(350)의 형태나 크기에는 영향을 주지 않으면서, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 이 때, 임시 구조체 수축부(130)에서, 임시 구조체(320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(320)의 캐비티(321)도 수축되며, 최종 구조체 생성부(150)에서, 최종 구조체(350)는 임시 구조체(320)의 캐비티(321)에 상응하는 패턴(351)을 가질 수 있다.According to the second embodiment, in the final structure generating unit 150 , as shown in FIG. 3 , the final structure 350 may be generated by applying the final material to the inside of the temporary structure 320 . Here, the final material may be a curable material. For example, the final material may be applied to the interior of the temporary structure 320 and then cured to form the final structure 350 . And, by removing the temporary structure 320 from the outside of the final structure 350, the final structure 350 can be obtained. Here, by melting the temporary structure 320 , the temporary structure 320 may be removed. For example, hydrogels can be removed by applying physical force or by melting under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). In addition, after using a hydrogel that can be expanded or easily deformed under these chemical conditions, the temporary structure 320 can be removed without affecting the shape or size of the final structure 350 by physically removing the hydrogel. can At this time, in the temporary structure contracting unit 130 , as the temporary structure 320 is contracted, the cavity 321 of the temporary structure 320 is also contracted, and in the final structure generating unit 150 , the final structure 350 . may have a pattern 351 corresponding to the cavity 321 of the temporary structure 320 .

도 4는 다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 방법을 도시하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a high-resolution structure according to various embodiments.

도 4를 참조하면, 수축이 가능한 하이드로젤을 사용하여, 베이직 구조체(210, 310)로부터 고해상도의 최종 구조체(250, 350)가 제작될 수 있다. 이 때, 반복적으로 하이드로젤을 사용하여 베이직 구조체(210, 310)가 축소되고, 이를 통해, 보다 더 고해상도의, 즉 보다 더 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 제작될 수 있다.Referring to FIG. 4 , high-resolution final structures 250 and 350 may be manufactured from the basic structures 210 and 310 using a contractible hydrogel. At this time, the basic structures 210 and 310 are repeatedly reduced by using the hydrogel, and through this, the final structures 250 and 350 of a higher resolution, that is, a more reduced size can be manufactured.

먼저, 410 단계에서, 베이직 구조체(210)가 생성될 수 있다. 여기서, 경화 가능한 베이직 재료를 이용하여, 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 그리고, 3D 프린팅을 비롯한 모든 패터닝, 프린팅, 몰딩 기술 등 임의의 이차원 및 삼차원 구조체를 만들 수 있는 기술을 통해, 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. First, in step 410 , the basic structure 210 may be generated. Here, using a curable basic material, the basic structure (210, 310) can be created. And, all patterning, printing, molding techniques, including 3D printing, through a technique capable of making any two-dimensional and three-dimensional structure, the basic structure (210, 310) can be generated.

다음으로, 420 단계에서, 베이직 구조체(210, 310)에 대해 하이드로젤을 적용하여, 임시 구조체(220, 320)가 생성될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220, 320)는 하이드로젤로 이루어질 수 있다. 이 때, 하이드로젤은 수축 가능한 특성을 가질 수 있다. 그리고, 하이드로젤은 흐름성을 갖는 액체 상태에서 겔화되어, 형태를 갖는 임시 구조체(220, 320)로 형성되며, 임시 구조체(220, 320)는 형태를 유지할 수 있다. 예를 들면, 하이드로젤(220, 320)은 스트레처블 하이드로젤일 수 있으며, 이로써, 임시 구조체(220, 320)는 신축성 및 유연성을 가질 수 있다. 아울러, 베이직 구조체(210, 310)에 상응하는 채널, 즉 리세스(221) 또는 캐비티(321)가 마련될 수 있다. Next, in step 420, by applying the hydrogel to the basic structures (210, 310), the temporary structures (220, 320) can be generated. Through this, the temporary structures 220 and 320 may be made of hydrogel. In this case, the hydrogel may have a contractible property. In addition, the hydrogel is gelled in a liquid state having flowability, and is formed into the temporary structures 220 and 320 having a shape, and the temporary structures 220 and 320 can maintain their shape. For example, the hydrogels 220 and 320 may be stretchable hydrogels, and thus, the temporary structures 220 and 320 may have elasticity and flexibility. In addition, a channel corresponding to the basic structures 210 and 310 , that is, a recess 221 or a cavity 321 may be provided.

제 1 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(210)는 미리 정해진 패턴(211)을 가질 수 있다. 예를 들면, 베이직 구조체(210)의 일 면에, 패턴(211)이 제공될 수 있다. 이러한 경우, 베이직 구조체(210)의 패턴(211) 상에 하이드로젤을 적용시켜, 임시 구조체(220)가 생성될 수 있다. 그리고, 패턴(211) 상에서 임시 구조체(220)가 분리되어, 임시 구조체(220)가 획득될 수 있다. 여기서, 임시 구조체(220)가 신축성 및 유연성을 가짐에 따라, 임시 구조체(220)가 패턴(211) 상에서 분리될 때 임시 구조체(220)에 손상이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220)에는, 일 표면에 베이직 구조체(210)의 패턴(211)에 상응하는 리세스(221)가 채널로서 마련될 수 있다. According to the first embodiment, as shown in FIG. 2 , the basic structure 210 may have a predetermined pattern 211 . For example, a pattern 211 may be provided on one surface of the basic structure 210 . In this case, by applying the hydrogel on the pattern 211 of the basic structure 210, the temporary structure 220 may be generated. In addition, the temporary structure 220 may be separated on the pattern 211 to obtain the temporary structure 220 . Here, as the temporary structure 220 has elasticity and flexibility, damage to the temporary structure 220 may be prevented when the temporary structure 220 is separated on the pattern 211 . Through this, the temporary structure 220, a recess 221 corresponding to the pattern 211 of the basic structure 210 on one surface may be provided as a channel.

제 2 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이직 구조체(310)는 미리 정해진 패턴(311)으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 베이직 구조체(310)를 둘러싸도록 하이드로젤을 적용시켜, 임시 구조체(320)가 생성될 수 있다. 여기서, 하이드로젤은 물리적으로 힘을 가하거나 혹은 화학적 처리를 통해서 제거될 수 있다. 예를 들어, 특정 화학 조건 (예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)에서 융해되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. 또는 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거할 수 있다. 그리고, 임시 구조체(320)의 내부에서 베이직 구조체(310)를 제거하여, 임시 구조체(320)가 획득될 수 있다. 여기서, 베이직 구조체(310)를 물리적으로 제거하거나 화학적으로 융해시켜, 베이직 구조체(310)가 제거될 수 있다. 이를 위해, 베이직 구조체(310)의 베이직 재료는 PLA, ABS 등과 같이, 미리 정해진 조건 하에서 융해 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료가 클로로폼, 디클로로메탄 등과 같은 유기 용매를 이용하여 융해됨으로써, 임시 구조체(320)의 형태나 크기에는 영상을 주지 않으면서, 베이직 구조체(310)가 제거될 수 있다. 또는, 위와 같은 유기 용매 처리를 하여 연화(softening)한 후 물리적으로 제거할 수 있다. 또는 특정 화학 조건(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)에서 융해시키거나 연화시킨 후 물리적으로 제거할 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(320)에는, 내부에 베이직 구조체(310)의 패턴(311)에 상응하는 캐비티(321)가 채널로서 마련될 수 있다.According to the second embodiment, as shown in FIG. 3 , the basic structure 310 may be implemented in a predetermined pattern 311 . In this case, by applying the hydrogel to surround the basic structure 310, the temporary structure 320 may be created. Here, the hydrogel may be removed through physical force or chemical treatment. For example, hydrogels that melt under specific chemical conditions (eg, pH, temperature, ion concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.) can be used. Alternatively, after using a hydrogel that can swell or deform easily under these chemical conditions, the hydrogel can be physically removed. And, by removing the basic structure 310 from the inside of the temporary structure 320, the temporary structure 320 can be obtained. Here, by physically removing or chemically melting the basic structure 310, the basic structure 310 may be removed. To this end, the basic material of the basic structure 310 may be a material that can be melted under predetermined conditions, such as PLA, ABS, and the like. For example, by melting the basic material using an organic solvent such as chloroform or dichloromethane, the basic structure 310 may be removed without giving an image to the shape or size of the temporary structure 320 . Alternatively, it can be physically removed after softening by treating with an organic solvent as described above. Alternatively, it can be physically removed after being melted or softened under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). Through this, in the temporary structure 320, a cavity 321 corresponding to the pattern 311 of the basic structure 310 therein may be provided as a channel.

이어서, 430 단계에서, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 이 때, 하이드로젤을 건조시킴으로써, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 하이드로젤이 건조될 때, 하이드로젤에 함유된 수분이 증발되며, 이로써, 임시 구조체(220, 320)가 수축될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(220, 320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220, 320)의 채널, 즉 리세스(221) 또는 캐비티(321)도 수축될 수 있다. 예를 들면, 등방적인 수축을 위해, 습한 환경에서 온도를 점차로 올려가면서, 하이드로젤이 천천히 건조될 수 있다. 이를 통해, 임시 구조체(220, 320)에는, 수축 전 대비 약 40 % 내지 약 50 % 정도로, 길이 방향의 수축이 발생될 수 있다. 또는, 특정 화학적 조건에서 수축되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고온 혹은 저온에서 수축되거나, 높은 pH 혹은 낮은 pH에서 수축되거나, 높은 이온 농도 혹은 낮은 이온 농도, 혹은 화학반응 후 수축되는 하이드로젤을 사용할 수 있다. Subsequently, in operation 430 , the temporary structures 220 and 320 may be contracted. At this time, by drying the hydrogel, the temporary structures 220 and 320 may be contracted. When the hydrogel is dried, the moisture contained in the hydrogel is evaporated, and thus, the temporary structures 220 and 320 may be contracted. At this time, as the temporary structures 220 and 320 are contracted, the channels of the temporary structures 220 and 320 , that is, the recess 221 or the cavity 321 may also be contracted. For example, for isotropic shrinkage, the hydrogel can be dried slowly while gradually increasing the temperature in a humid environment. Through this, the temporary structures 220 and 320 may be contracted in the longitudinal direction by about 40% to about 50% compared to before the shrinkage. Alternatively, hydrogels that shrink under specific chemical conditions may be used. For example, hydrogels that shrink at high or low temperatures, contract at high or low pH, high ion concentrations or low ion concentrations, or shrink after chemical reaction may be used.

계속해서, 441 단계에서, 반복을 실행할 지의 여부가 판단될 수 있다. 즉, 보다 더 축소된 사이즈의 임시 구조체(220, 320)에 대한 요구가 있는 지의 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 441 단계에서, 반복을 실행해야 하는 것으로 판단되면, 445 단계에서, 임시 구조체(220, 320)를 사용하여, 베이직 구조체(210, 310)가 재차 생성될 수 있다. 이를 통해, 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 예를 들면, 첫 번째 반복 시, 즉 반복 횟수가 1회인 경우, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈에 대해, 1/2 로 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 수 있다. 이 후, 420 단계 및 430 단계가 반복되어, 보다 더 축소된 사이즈의 임시 구조체(220, 320)가 획득될 수 있다. 즉, 반복적으로, 축소된 사이즈의 임시 구조체(220, 320)가 생성되어, 수축될 수 있다. 예를 들면, 반복 횟수가 2회, 3회로 추가됨에 따라, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈의 1/4, 1/8로 축소된 사이즈의 베이직 구조체(210, 310)가 생성될 것이다. Continuing, at step 441 , it may be determined whether to execute the iteration. That is, it may be determined whether there is a request for the temporary structures 220 and 320 having a further reduced size. At this time, if it is determined in step 441 that iteration should be performed, in step 445 , using the temporary structures 220 and 320 , the basic structures 210 and 310 may be re-generated. Through this, the basic structures 210 and 310 having a reduced size may be generated. For example, at the time of the first repetition, that is, when the number of repetitions is 1, for the size of the first generated basic structures 210 and 310, the basic structures 210 and 310 of the size reduced to 1/2 will be generated. can Thereafter, steps 420 and 430 are repeated, so that the temporary structures 220 and 320 having a further reduced size may be obtained. That is, iteratively, the temporary structures 220 and 320 of reduced size may be generated and contracted. For example, as the number of repetitions is added 2 times and 3 times, the basic structures 210 and 310 of the size reduced to 1/4 and 1/8 of the size of the first generated basic structures 210 and 310 are generated. will be

제 1 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(220)의 표면에 베이직 재료를 적용하여, 베이직 구조체(210)를 생성할 수 있다. 여기서, 베이직 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료는 임시 구조체(220)의 표면에 적용된 다음 경화되어, 베이직 구조체(210)로 형성될 수 있다. 그리고, 베이직 구조체(210)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 베이직 구조체(210)가 획득될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(220)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220)의 리세스(221)도 수축되며, 베이직 구조체(210)는 임시 구조체(220)의 리세스(221)에 상응하는 패턴(211)을 가질 수 있다. 이 후, 420 단계 및 430 단계가 반복될 수 있다. According to the first embodiment, as shown in FIG. 2 , by applying a basic material to the surface of the temporary structure 220 , the basic structure 210 may be generated. Here, the basic material may be a curable material. For example, the basic material may be applied to the surface of the temporary structure 220 and then cured to form the basic structure 210 . And, by separating the temporary structure 220 from the basic structure 210, the basic structure 210 can be obtained. At this time, as the temporary structure 220 is contracted, the recess 221 of the temporary structure 220 is also contracted, and the basic structure 210 has a pattern corresponding to the recess 221 of the temporary structure 220 ( 211) can have. After that, steps 420 and 430 may be repeated.

제 2 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(320)의 내부에 베이직 재료를 충전하여, 베이직 구조체(310)를 생성할 수 있다. 여기서, 베이직 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 베이직 재료는 임시 구조체(320)의 내부에 적용된 다음 경화되어, 베이직 구조체(310)로 형성될 수 있다. 그리고, 베이직 구조체(310)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 베이직 구조체(310)가 획득될 수 있다. 일 예로, 경화된 베이직 재료를 잘게 잘라 분말 형태로 만들고 임시 구조체(320) 내부의 캐비티(321)에 넣고, 온도를 올려 해당 베이직 재료를 연화(softening) 혹은 융해시켜 캐비티(321) 내부를 균일하게 채운 후, 다시 온도를 내려 베이직 재료를 경화할 수 있다. 다른 예로, 경화된 베이직 재료를 용매에 녹여 캐비티에 넣고, 용매를 증발시켜 경화된 베이직 구조체(310)를 형성할 수 있다 여기서, 임시 구조체(320)를 융해시켜, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다 예를 들면, 하이드로젤은 물리적인 힘을 가하거나 혹은 특정 화학 조건에서의 융해(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)를 통해서 제거될 수 있다. 또한, 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거함으로써 베이직 구조체(310)의 형태나 크기에는 영향을 주지 않으면서, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(320)의 캐비티(321)도 수축되며, 베이직 구조체(310)는 임시 구조체(320)의 캐비티(321)에 상응하는 패턴(311)을 가질 수 있다. 이 후, 420 단계 및 430 단계가 반복될 수 있다.According to the second embodiment, as shown in FIG. 3 , by filling the inside of the temporary structure 320 with a basic material, the basic structure 310 may be generated. Here, the basic material may be a curable material. For example, the basic material may be applied to the inside of the temporary structure 320 and then cured to form the basic structure 310 . And, by removing the temporary structure 320 from the outside of the basic structure 310, the basic structure 310 can be obtained. As an example, the hardened basic material is cut into small pieces to form a powder, put into the cavity 321 inside the temporary structure 320, and the temperature is raised to soften or melt the basic material to make the inside of the cavity 321 uniform. After filling, the temperature can be lowered to harden the basic material. As another example, the cured basic material is dissolved in a solvent and put into a cavity, and the solvent is evaporated to form a cured basic structure 310. Here, by melting the temporary structure 320, the temporary structure 320 is to be removed For example, hydrogels can be removed by applying physical force or by melting under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). In addition, after using a hydrogel that can be expanded or easily deformed under these chemical conditions, the temporary structure 320 is removed without affecting the shape or size of the basic structure 310 by physically removing the hydrogel. can At this time, as the temporary structure 320 is contracted, the cavity 321 of the temporary structure 320 is also contracted, and the basic structure 310 has a pattern 311 corresponding to the cavity 321 of the temporary structure 320 . can have After that, steps 420 and 430 may be repeated.

마지막으로, 450 단계에서, 임시 구조체(220, 320) 또는 베이직 구조체(210, 310)를 사용하여, 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 이 때, 441 단계에서, 반복을 실행하지 않아도 되는 것으로 판단되면, 임시 구조체(220, 320) 또는 베이직 구조체(210, 310)를 사용하여, 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 여기서, 최종 재료를 이용하여, 최종 재료(250, 350)가 생성될 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 PDMS, 에코플렉스 등과 같은 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 금속, 금속산화물, 세라믹, 고분자 또는 하이드로젤 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 통해, 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 일 예로, 반복이 실행되지 않은 경우, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈에 대해, 1/2로 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 다른 예로, 반복 횟수가 1회, 2회로 추가됨에 따라, 최초로 생성된 베이직 구조체(210, 310)의 사이즈의 1/4, 1/8로 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 생성될 수 있다. 여기서, 최종 구조체(250, 350)는 임시 구조체(220, 320)에서부터 형성될 수 있다. 이러한 경우, 최종 구조체(250, 350)는 최초로 형성된 베이직 구조체(210, 310)의 반대되는 구조(reverse tone)을 가지게 된다. 한편, 최종 구조체(250, 350)는 베이직 구조체(210, 310)에서부터 형성될 수 있다. 이러한 경우, 최종 구조체(250, 350)는 최초로 형성된 베이직 구조체(210, 310)와 크기는 작으면서 동일한 구조를 가지게 된다. Finally, in step 450 , using the temporary structures 220 and 320 or the basic structures 210 and 310 , the final structures 250 and 350 may be generated. At this time, in step 441, if it is determined that it is not necessary to execute the repetition, using the temporary structures 220 and 320 or the basic structures 210 and 310, the final structures 250 and 350 may be generated. Here, using the final material, the final material 250 , 350 may be produced. For example, the final material may include at least one of elastomers such as PDMS and Ecoflex, resins, plastics, metals, metal oxides, ceramics, polymers, or hydrogels. Through this, the final structures 250 and 350 having a reduced size may be generated. As an example, when the repetition is not executed, the final structures 250 and 350 of the size reduced to 1/2 may be generated with respect to the size of the initially generated basic structures 210 and 310 . As another example, as the number of repetitions is added once or twice, the final structures 250 and 350 of the size reduced to 1/4 and 1/8 of the size of the first generated basic structures 210 and 310 will be generated. can Here, the final structures 250 and 350 may be formed from the temporary structures 220 and 320 . In this case, the final structures 250 and 350 have a structure (reverse tone) opposite to that of the initially formed basic structures 210 and 310 . Meanwhile, the final structures 250 and 350 may be formed from the basic structures 210 and 310 . In this case, the final structures 250 and 350 have the same structure while being small in size as the first formed basic structures 210 and 310 .

제 1 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(220)의 표면에 최종 재료를 적용하여, 최종 구조체(250)를 생성할 수 있다. 여기서, 최종 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 임시 구조체(220)의 표면에 적용된 다음 경화되어, 최종 구조체(250)로 형성될 수 있다. 그리고, 최종 구조체(250)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 최종 구조체(250)가 획득될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(220)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(220)의 리세스(221)도 수축되며, 최종 구조체(250)는 임시 구조체(220)의 리세스(221)에 상응하는 패턴(251)을 가질 수 있다. 이 때, 이전 과정에서 생성된 베이직 구조체(210) 및 임시 구조체(220)는 제거되지 않고 유지되므로, 이들은 재차 사용될 수 있을 것이다. According to the first embodiment, as shown in FIG. 2 , the final structure 250 may be created by applying the final material to the surface of the temporary structure 220 . Here, the final material may be a curable material. For example, the final material may be applied to the surface of the temporary structure 220 and then cured to form the final structure 250 . And, by separating the temporary structure 220 from the final structure 250, the final structure 250 can be obtained. At this time, as the temporary structure 220 is contracted, the recess 221 of the temporary structure 220 is also contracted, and the final structure 250 has a pattern corresponding to the recess 221 of the temporary structure 220 ( 251) can have. At this time, since the basic structure 210 and the temporary structure 220 generated in the previous process are maintained without being removed, they may be used again.

제 2 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 임시 구조체(320)의 내부에 최종 재료를 적용하여, 최종 구조체(350)를 생성할 수 있다. 여기서, 최종 재료는 경화 가능한 재료일 수 있다. 예를 들면, 최종 재료는 임시 구조체(320)의 내부에 적용된 다음 경화되어, 최종 구조체(350)로 형성될 수 있다. 그리고, 최종 구조체(350)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 최종 구조체(350)가 획득될 수 있다. 여기서, 임시 구조체(320)를 융해시켜, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 예를 들면, 하이드로젤은 물리적인 힘을 가하거나 혹은 특정 화학 조건에서의 융해(예: pH, 온도, 이온 농도, 촉매 처리, 화학 반응 등)를 통해서 제거될 수 있다. 또한, 이러한 화학 조건에서 팽창되거나 쉽게 변형될 수 있는 하이드로젤을 사용한 후, 하이드로젤을 물리적으로 제거함으로써 최종 구조체(350)의 형태나 크기에는 영향을 주지 않으면서, 임시 구조체(320)가 제거될 수 있다. 이 때, 임시 구조체(320)가 수축됨에 따라, 임시 구조체(320)의 캐비티(321)도 수축되며, 최종 구조체(350)는 임시 구조체(320)의 캐비티(321)에 상응하는 패턴(351)을 가질 수 있다.According to the second embodiment, as shown in FIG. 3 , the final structure 350 may be created by applying the final material to the inside of the temporary structure 320 . Here, the final material may be a curable material. For example, the final material may be applied to the interior of the temporary structure 320 and then cured to form the final structure 350 . And, by removing the temporary structure 320 from the outside of the final structure 350, the final structure 350 can be obtained. Here, by melting the temporary structure 320 , the temporary structure 320 may be removed. For example, hydrogels can be removed by applying physical force or by melting under certain chemical conditions (eg, pH, temperature, ionic concentration, catalytic treatment, chemical reaction, etc.). In addition, after using a hydrogel that can be expanded or easily deformed under these chemical conditions, the temporary structure 320 can be removed without affecting the shape or size of the final structure 350 by physically removing the hydrogel. can At this time, as the temporary structure 320 is contracted, the cavity 321 of the temporary structure 320 is also contracted, and the final structure 350 is a pattern 351 corresponding to the cavity 321 of the temporary structure 320 . can have

다양한 실시예들은 사이즈 조절이 가능한 하이드로젤을 사용하여 고해상도 구조체를 제작할 수 있다. 구체적으로, 3D 프린팅을 비롯한 임의의 이차원 및 삼차원 구조를 만들 수 있는 다양한 기술을 통해 제작되는 베이직 구조체(210, 310)를 하이드로젤로 치환하면서 반복적으로 하이드로젤을 수축시킴으로써, 고해상도의, 즉 축소된 사이즈의 최종 구조체(250, 350)가 획득될 수 있다. 이와 같이, 다양한 실시예들은 기존의 구조체 제작기법과 호환 가능하며, 저렴한 비용으로 합성할 수 있는 하이드로젤을 통해서 추가적인 장비 없이도 구현 가능하므로, 비용적, 시간적으로 유리할 수 있다. 아울러, 다양한 실시예들은 최종 구조체(250, 350)를 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 금속, 금속산화물, 세라믹, 고분자 또는 하이드로젤 등의 여러 소재로 제작할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예들은 개개인의 니즈에 맞는 적합한 제품을 용이하게 제작하거나, 랩온어칩, 센서 등과 같은 다양한 기능을 갖는 고정밀도의 소형화 디바이스를 용이하게 제작하는 데 활용될 수 있을 것이다.In various embodiments, a high-resolution structure may be manufactured using a size-adjustable hydrogel. Specifically, by repeatedly shrinking the hydrogel while replacing the basic structures 210 and 310 produced through various technologies that can create arbitrary two-dimensional and three-dimensional structures, including 3D printing, with hydrogel, high-resolution, that is, reduced A final structure 250 , 350 of size can be obtained. As such, various embodiments are compatible with the existing structure manufacturing technique, and can be implemented without additional equipment through a hydrogel that can be synthesized at low cost, so it can be advantageous in terms of cost and time. In addition, according to various embodiments, the final structures 250 and 350 may be made of various materials such as elastomers, resins, plastics, metals, metal oxides, ceramics, polymers, or hydrogels. Accordingly, various embodiments may be utilized to easily manufacture a product suitable for individual needs, or to easily manufacture a high-precision miniaturized device having various functions such as a lab-on-a-chip and a sensor.

다양한 실시예들에 따른 고해상도 구조체 제작을 위한 방법은, 베이직 구조체(210, 310)를 생성하는 단계(410 단계), 베이직 구조체(210, 310)에 대해 하이드로젤을 적용하여, 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체(220, 320)를 생성하는 단계(420 단계), 하이드로젤을 수축시켜, 임시 구조체(220, 320)를 수축시키는 단계(430 단계), 및 임시 구조체(220, 320) 또는 베이직 구조체(210, 310)를 사용하여, 최종 구조체(250, 350)를 생성하는 단계(450 단계)를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a high-resolution structure according to various embodiments is to generate the basic structures 210 and 310 (step 410), applying a hydrogel to the basic structures 210 and 310, and temporarily made of a hydrogel. Creating the structures 220 and 320 (step 420), contracting the hydrogel to contract the temporary structures 220 and 320 (step 430), and the temporary structures 220 and 320 or the basic structure 210 , 310 , generating the final structures 250 , 350 (step 450 ).

제 1 실시예에 따르면, 베이직 구조체(210)는, 미리 정해진 패턴(211)을 갖고, 임시 구조체(220)에는, 일 표면에 패턴(211)에 상응하는 리세스(221)가 마련될 수 있다. According to the first embodiment, the basic structure 210 has a predetermined pattern 211 , the temporary structure 220 may be provided with a recess 221 corresponding to the pattern 211 on one surface. .

제 1 실시예에 따르면, 임시 구조체(220)를 생성하는 단계(420 단계)는, 패턴(211) 상에 하이드로젤을 적용하여, 하이드로젤의 겔화에 의해 임시 구조체(220)를 생성하는 단계, 및 패턴(211) 상에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 임시 구조체(220)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to the first embodiment, the step (step 420) of generating the temporary structure 220 includes the steps of applying a hydrogel on the pattern 211 to generate the temporary structure 220 by gelation of the hydrogel; and separating the temporary structure 220 on the pattern 211 to obtain the temporary structure 220 .

제 1 실시예에 따르면, 임시 구조체(220)는, 임시 구조체(220)가 분리될 때 임시 구조체(220)에 손상이 발생되는 것을 방지하기 위해, 신축성 및 유연성을 갖도록 생성될 수 있다. According to the first embodiment, the temporary structure 220 may be created to have elasticity and flexibility in order to prevent damage to the temporary structure 220 from occurring when the temporary structure 220 is separated.

제 1 실시예에 따르면, 임시 구조체(220)를 수축시키는 단계(420 단계) 후에, 베이직 구조체(210)를 생성하는 단계(410 단계), 임시 구조체(220)를 생성하는 단계(420 단계), 및 임시 구조체(220)를 수축시키는 단계(430 단계)는, 반복될 수 있다. According to the first embodiment, after the step (step 420) of shrinking the temporary structure 220, creating the basic structure 210 (step 410), creating the temporary structure 220 (step 420), and contracting the temporary structure 220 (step 430) may be repeated.

제 1 실시예에 따르면, 베이직 구조체(210)를 생성하는 단계(410 단계)는, 반복될 때, 임시 구조체(220)의 표면에 베이직 재료를 적용하여, 베이직 구조체(210)를 생성하는 단계, 및 베이직 구조체(210)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 베이직 구조체(210)를 획득하는 단계(445 단계)를 포함할 수 있다. According to the first embodiment, the step (step 410) of creating the basic structure 210, when repeated, by applying a basic material to the surface of the temporary structure 220, creating a basic structure 210, And by separating the temporary structure 220 from the basic structure 210, it may include the step of obtaining the basic structure 210 (step 445).

제 1 실시예에 따르면, 최종 구조체(250)를 생성하는 단계(450 단계)는, 임시 구조체(220)의 표면에 최종 재료를 적용하여, 리세스(221)에 상응하는 패턴(251)을 갖는 최종 구조체(250)를 생성하는 단계, 및 최종 구조체(250)에서 임시 구조체(220)를 분리시켜, 최종 구조체(250)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to a first embodiment, the step 450 of creating the final structure 250 includes applying the final material to the surface of the temporary structure 220 , having a pattern 251 corresponding to the recesses 221 . It may include generating the final structure 250 , and separating the temporary structure 220 from the final structure 250 to obtain the final structure 250 .

제 1 실시예에 따르면, 최종 구조체(250)를 생성하는 단계(450 단계)는, 베이직 구조체(210)의 표면에 최종 재료를 적용하여, 리세스(221)와 동일한 패턴(251)을 갖는 최종 구조체(250)를 생성하는 단계, 및 최종 구조체(250)에서 베이직 구조체(210)를 분리시켜, 최종 구조체(250)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to the first embodiment, the step (step 450) of creating the final structure 250 is the final material having the same pattern 251 as the recess 221 by applying the final material to the surface of the basic structure 210. Creating the structure 250 , and separating the basic structure 210 from the final structure 250 , may include the step of obtaining the final structure 250 .

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체(310)는, 미리 정해진 패턴(311)으로 구현되고, 임시 구조체(320)에는, 내부에 패턴(311)에 상응하는 캐비티(321)가 마련될 수 있다. According to the second embodiment, the basic structure 310 is implemented with a predetermined pattern 311 , and the temporary structure 320 may be provided with a cavity 321 corresponding to the pattern 311 therein.

제 2 실시예에 따르면, 임시 구조체(320)를 생성하는 단계(420 단계)는, 베이직 구조체(310)를 둘러싸도록 하이드로젤을 적용하여, 하이드로젤의 겔화에 의해 임시 구조체(320)를 생성하는 단계, 및 임시 구조체(320)의 내부에서 베이직 구조체(310)를 제거하여, 임시 구조체(320)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to the second embodiment, the step of generating the temporary structure 320 (step 420) is to apply the hydrogel to surround the basic structure 310, and to generate the temporary structure 320 by gelation of the hydrogel. and removing the basic structure 310 from the inside of the temporary structure 320 to obtain the temporary structure 320 .

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체(310)는, 물리적으로 또는 미리 정해진 조건 하에서 화학적으로 제거 가능한 재료로 생성되며, 임시 구조체(320)의 내부에서 제거될 수 있다. According to the second embodiment, the basic structure 310 is made of a material that is physically or chemically removable under predetermined conditions, and may be removed from the inside of the temporary structure 320 .

제 2 실시예에 따르면, 임시 구조체(320)를 획득하는 단계는, 유기 용매를 이용하여 베이직 구조체(310)를 융해시켜, 베이직 구조체(310)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. According to the second embodiment, the step of obtaining the temporary structure 320 may include melting the basic structure 310 using an organic solvent, and removing the basic structure 310 .

제 2 실시예에 따르면, 임시 구조체(320)를 수축시키는 단계(430 단계) 후에, 베이직 구조체(310)를 생성하는 단계(410 단계), 임시 구조체(320)를 생성하는 단계(420 단계), 및 임시 구조체(320)를 수축시키는 단계(430 단계)는, 반복될 수 있다. According to the second embodiment, after the step (step 430) of shrinking the temporary structure 320, creating the basic structure 310 (step 410), creating the temporary structure 320 (step 420), and shrinking the temporary structure 320 (step 430) may be repeated.

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체(310)를 생성하는 단계(410 단계)는, 반복될 때, 임시 구조체(320)의 내부에 베이직 재료를 충전하여, 베이직 구조체(310)를 생성하는 단계, 및 베이직 구조체(310)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 베이직 구조체(310)를 획득하는 단계(445 단계)를 포함할 수 있다. According to the second embodiment, the step (step 410) of creating the basic structure 310, when repeated, filling the inside of the temporary structure 320 with a basic material, creating a basic structure 310, And by removing the temporary structure 320 from the outside of the basic structure 310, it may include the step of obtaining the basic structure 310 (step 445).

제 2 실시예에 따르면, 하이드로젤은, 물리적으로 또는 미리 정해진 조건 하에서 화학적으로 제거 가능하며, 베이직 구조체(310)의 외부에서 제거될 수 있다. According to the second embodiment, the hydrogel may be physically or chemically removed under predetermined conditions, and may be removed from the outside of the basic structure 310 .

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체(310)를 획득하는 단계는, 미리 정해진 pH를 갖는 용액을 이용하여, 하이드로젤을 융해시킴으로써, 임시 구조체(320)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.According to the second embodiment, the step of obtaining the basic structure 310 may include removing the temporary structure 320 by melting the hydrogel using a solution having a predetermined pH.

제 2 실시예에 따르면, 최종 구조체(350)를 생성하는 단계(450 단계)는, 임시 구조체(320)의 내부에 최종 재료를 적용하여, 캐비티(321)에 상응하는 패턴(351)으로 구현되는 최종 구조체(350)를 생성하는 단계, 및 최종 구조체(350)의 외부에서 임시 구조체(320)를 제거하여, 최종 구조체(350)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to the second embodiment, the step (step 450) of generating the final structure 350 is implemented as a pattern 351 corresponding to the cavity 321 by applying the final material to the inside of the temporary structure 320 . It may include generating the final structure 350 , and removing the temporary structure 320 from the outside of the final structure 350 to obtain the final structure 350 .

제 2 실시예에 따르면, 최종 구조체(350)를 생성하는 단계(450 단계)는, 베이직 구조체(310)의 내부에 최종 재료를 적용하여, 캐비티(321)와 동일한 패턴(351)으로 구현되는 최종 구조체(350)를 생성하는 단계, 및 최종 구조체(350)의 외부에서 베이직 구조체(310)를 제거하여, 최종 구조체(350)를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. According to the second embodiment, the step (step 450) of generating the final structure 350 is, by applying the final material to the inside of the basic structure 310, the final implemented in the same pattern 351 as the cavity 321 Creating the structure 350 , and removing the basic structure 310 from the outside of the final structure 350 , may include the step of obtaining the final structure 350 .

제 2 실시예에 따르면, 베이직 구조체(310)를 생성하는 단계(410 단계)는, 3D 프린팅을 통해, 베이직 구조체(310)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to the second embodiment, generating the basic structure 310 (step 410) may include, through 3D printing, generating the basic structure 310.

다양한 실시예들에 따르면, 최종 구조체(250, 350)는, 탄성 중합체, 레진, 플라스틱, 금속, 금속산화물, 세라믹, 고분자 또는 하이드로젤 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.According to various embodiments, the final structures 250 and 350 may be formed of at least one of an elastomer, a resin, a plastic, a metal, a metal oxide, a ceramic, a polymer, or a hydrogel.

다양한 실시예들에 따르면, 전술된 방법에 의해, 고해상도의 최종 구조체(250, 350)가 제작될 수 있다. According to various embodiments, by the above-described method, high-resolution final structures 250 and 350 may be manufactured.

다양한 실시예들에 따르면, 전술된 방법을 수행하여 고해상도 구조체 제작을 위한 시스템(100)은, 베이직 구조체(210, 310)를 생성하도록 구성되는 베이직 구조체 생성부(110), 베이직 구조체(210, 310)에 대해 하이드로젤을 적용하여, 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체(220, 320)를 생성하도록 구성되는 임시 구조체 생성부(120), 하이드로젤을 수축시켜, 임시 구조체(220, 320)를 수축시키도록 구성되는 임시 구조체 수축부(130), 및 임시 구조체(220, 320) 또는 베이직 구조체(210, 310)를 사용하여, 최종 구조체(250, 350)를 생성하도록 구성되는 최종 구조체 생성부(150)를 포함할 수 있다. According to various embodiments, the system 100 for manufacturing a high-resolution structure by performing the method described above is a basic structure generating unit 110 configured to generate the basic structures 210 and 310, the basic structures 210 and 310 ) by applying the hydrogel to the temporary structure generating unit 120, which is configured to create the temporary structures 220 and 320 made of hydrogel, to contract the hydrogel, to contract the temporary structures 220 and 320 Using the temporary structure constriction unit 130, and the temporary structures 220 and 320 or the basic structures 210 and 310, the final structure generating unit 150 configured to generate the final structures 250 and 350. may include

다양한 실시예들에 따르면, 시스템(100)은, 임시 구조체(220, 320)가 수축된 후에, 임시 구조체(220, 320)로부터 베이직 구조체(210, 310)를 생성하여, 임시 구조체 생성부(120)에 제공하도록 구성되는 반복 처리부(140)를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the system 100 generates the basic structures 210 and 310 from the temporary structures 220 and 320 after the temporary structures 220 and 320 are contracted, and the temporary structure creation unit 120 ) may further include an iterative processing unit 140 configured to provide.

전술된 바와 같이, 다양한 실시예들에 따른 기술은 수축 가능한 하이드로젤을 사용하여 3D 프린팅을 통해 생성된 베이직 구조체를 반복적으로 수축시켜, 높은 해상도의 최종 구조체를 얻는 기술이다. 도 5 내지 도 11은 다양한 실시예들의 적용을 설명하기 위한 도면들이다. As described above, the technique according to various embodiments is a technique to obtain a final structure of high resolution by repeatedly shrinking the basic structure generated through 3D printing using a contractible hydrogel. 5 to 11 are diagrams for explaining application of various embodiments.

도 5에 도시된 바와 같이, 보편적으로 접할 수 있는 FDM 기반 저해상도 3D 프린터를 이용하여 4배, 2배, 1배 크기의 베이직 구조체를 제작하고, 다양한 실시예들에 따른 기술을 적용하여 수축시켰다. 출력 한계를 넘는 3D 프린팅을 통해 생성된 베이직 구조체는 출력 직후부터 형태가 명확하지 않은 반면, 3번의 수축을 통해 얻은 최종 구조체는 최초의 형태를 유지한 채 작은 사이즈로 획득되었다.As shown in FIG. 5, using a commonly available FDM-based low-resolution 3D printer, a basic structure of 4 times, 2 times, and 1 times the size was manufactured, and it was shrunk by applying the techniques according to various embodiments. The shape of the basic structure created through 3D printing that exceeded the output limit was not clear immediately after printing, while the final structure obtained through 3 shrinkages was obtained in a small size while maintaining the original shape.

도 6에 도시된 바와 같이, 3D 프린팅을 통해 300μm의 채널 두께를 가지는 몰드를 베이직 구조체로서 생성하고, 이러한 몰드에 다양한 실시예들에 따른 기술을 반복 적용하여 약 3배의 해상도 향상(~100μm)을 확인하였다. As shown in FIG. 6 , a mold having a channel thickness of 300 μm is generated as a basic structure through 3D printing, and the technology according to various embodiments is repeatedly applied to this mold to improve resolution by about 3 times (~100 μm) was confirmed.

다양한 실시예들에 따른 기술에 사용되는 하이드로젤은 높은 신축성 및 유연성을 가지고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하이드로젤의 수축 과정에서 형태를 조정시킨 상태로 건조를 시키게 되면, 형태를 유지한 채로 그대로 사이즈가 수축하게 된다. 외부를 PDMS로 둘러싼 뒤, 내부의 하이드로젤을 녹여내어 내부에 구부러진 형태의 채널을 가지는 최종 구조체를 제작할 수 있음을 확인하였다. The hydrogel used in the technology according to various embodiments has high elasticity and flexibility. As shown in FIG. 7 , when the hydrogel is dried while the shape is adjusted during the shrinkage process, the size is contracted while maintaining the shape. After surrounding the outside with PDMS, it was confirmed that a final structure having a curved channel inside can be manufactured by dissolving the hydrogel inside.

도 8에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에 따른 기술을 적용하여 축소된 채널을 가지는 하이드로젤의 최종 구조체를 제작하였다. 여기서, 최종 구조체는 최초로 생성된 베이직 구조체의 반대되는 구조로 제작되었다. 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 형광 염료를 내부에 주입함으로써 수축 후에도 구조가 잘 유지되는 것을 확인하였다. 또한, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 채널 내에 액체 금속(liquid metal)을 주입함으로써, 센서 등 다양한 분야에서의 활용 가능성을 보여주었다. As shown in FIG. 8 , a final structure of a hydrogel having a reduced channel was prepared by applying the techniques according to various embodiments. Here, the final structure was manufactured in the opposite structure of the first generated basic structure. As shown in FIG. 8A , it was confirmed that the structure was well maintained even after shrinkage by injecting a fluorescent dye inside. In addition, as shown in (B) of FIG. 8 , by injecting liquid metal into the channel, it showed the possibility of application in various fields such as sensors.

도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예들에 따른 기술을 적용하여 물질 증착에 사용 가능한 하이드로젤 마스크를 임시 구조체로 제작하였다. 그리고, 스프레이 코팅(spray coating) 기술을 통해 은 나노와이어를 증착하였다. 한편, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 하이드로젤이 가지는 유연성을 이용하여 유리 바이알 표면과 같이 구부러진 표면에 은 나노와이어를 증착한 후 회로를 구성하여 LED 점구 점등 테스트를 진행하였다. As shown in FIG. 9A , a hydrogel mask usable for material deposition was fabricated as a temporary structure by applying the techniques according to various embodiments. Then, silver nanowires were deposited through a spray coating technique. On the other hand, as shown in FIG. 9B, using the flexibility of the hydrogel, silver nanowires were deposited on a curved surface such as the surface of a glass vial, and then a circuit was constructed to conduct an LED spot lighting test.

다양한 실시예들에 따른 기술을 3차원 형태의 베이직 구조체에 적용하여 사이즈가 축소된 최종 구조체를 제작하였다. 여기서, 최종 구조체는 최초로 생성된 베이직 구조체와 동일한 구조의 축소된 사이즈로 제작되었다. 3차원 형태의 구조체에 대해서도 다양한 실시예들에 따른 기술이 적용 가능함을 확인하기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 구형의 세라믹 볼을 둘러 싼 상태로 하이드로젤을 합성한 후 수축시켰다. 상대적으로 낮은 융점(60

Figure pat00001
)을 가지는 PCL(polycaprolactone)을 녹여서 수축된 하이드로젤 내부에 주입한 후 경화시켜 수축된 3차원의 최종 구조체를 획득하였다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 3D 프린팅을 통해 제작한 3차원의 베이직 구조체에 대해서도 다양한 실시예들에 따른 기술을 적용하였다.A final structure having a reduced size was manufactured by applying the techniques according to various embodiments to a three-dimensional basic structure. Here, the final structure was manufactured in a reduced size of the same structure as the first generated basic structure. In order to confirm that the technology according to various embodiments is applicable to a three-dimensional structure, as shown in FIG. 10 , a hydrogel was synthesized in a state surrounding a spherical ceramic ball and then shrunk. Relatively low melting point (60
Figure pat00001
) with polycaprolactone (PCL) dissolved and injected into the contracted hydrogel, and cured to obtain a contracted three-dimensional final structure. In addition, as shown in FIG. 11 , techniques according to various embodiments were applied to a three-dimensional basic structure fabricated through 3D printing.

맞춤형 제작이 가능하다는 장점을 바탕으로 3D 프린팅 기술은 기존의 제조 분야에서의 높은 활용 가능성을 보여주고 있으며, 소재의 다양성과 기술력의 향상은 보다 다양한 재료와 더 높은 퀄리티를 필요로 하는 많은 제조 분야에서 주목을 받고 있다. 특히, 바이오 및 의학 관련 산업에서는 복잡한 형상을 가지는 개인 맞춤형 의학용 부품의 제작을 가능하게 한다는 점에서 3D 프린팅 기술이 산업 전반에 빠르게 접목되고 있다. 또한, 3D 프린팅 기술을 활용한 다양한 디바이스의 제작 역시 기존의 복잡한 제조 공정을 단순화시킬 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 다양한 실시예들에 따른 기술을 적용하여 고해상도 구조체를 제작함으로써, 향상된 해상도를 바탕으로 복잡한 형상을 가지거나 미세한 구조가 필요한 다음의 여러 제조 산업에서 응용될 수 있다.Based on the advantage of being able to make customized products, 3D printing technology is showing high application potential in the existing manufacturing field. is attracting attention. In particular, in the bio- and medical-related industries, 3D printing technology is rapidly being applied to the entire industry in that it enables the production of personalized medical parts having complex shapes. In addition, the manufacture of various devices using 3D printing technology is also receiving great attention in that it can simplify the existing complex manufacturing process. By manufacturing a high-resolution structure by applying the technology according to various embodiments, it can be applied to the following various manufacturing industries that have a complex shape or require a fine structure based on improved resolution.

첫 번째로, 바이오 및 의료 관련 산업에서 응용될 수 있다. 바이오 및 의료 관련 제조 산업은 환자 개인에게 맞는 의학용 부품의 제작이 중요하기 때문에 맞춤형 다품종의 소량 생산이 가능한 3D 프린팅 기술이 활용될 범위가 매우 넓은 분야 중 하나이다. 3D 프린팅을 통한 임플란트 부품의 제작은 이미 치아 보정에 활용되고 있으며, 복잡하고 미세한 구조를 가지는 뼈조직이나 인공 관절, 혈관과 같은 인체 기관을 프린팅하고자 하는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.First, it can be applied in bio and medical related industries. The bio- and medical-related manufacturing industry is one of the fields in which 3D printing technology capable of small-volume production of various types of customized products can be utilized because it is important to manufacture medical parts tailored to individual patients. The production of implant parts through 3D printing is already being used for teeth correction, and research to print human organs such as bone tissue, artificial joints, and blood vessels with complex and fine structures is continuously being conducted.

두 번째로, 소형 디바이스 제작 (랩온어칩, 센서 등)에 응용될 수 있다. 디바이스는 의학 진단, 환경 및 화학 분석 등 다양한 분야의 연구에 활용 가능한 생체 모방 칩인 랩온어칩(lab-on-a-chip)이나 물리/화학적인 정보를 감지, 측정하여 출력하는 센서 등과 같이 특정한 기능을 수행하는 장치로써, 다양한 분야에서 사용되고 있다. 재료의 손실 최소화와 설계의 용이성 및 정밀도 등의 이유로 3D 프린팅을 활용하여 디바이스를 제작하고자 하는 연구가 이루어지고 있으며, 특히, 더욱 복잡하면서도 미세한 구조를 가지는 소형화된 디바이스의 제작을 통해, 디바이스의 측정 정밀도를 향상시키거나 복잡한 형태의 생체를 모방하고자 하는 시도가 진행되고 있다.Second, it can be applied to manufacturing small devices (lab-on-a-chip, sensors, etc.). A device has a specific function, such as a lab-on-a-chip, a biomimetic chip that can be used for research in various fields such as medical diagnosis, environmental and chemical analysis, or a sensor that detects, measures, and outputs physical/chemical information. As a device for performing the , it is used in various fields. For reasons such as minimization of material loss and ease of design and precision, research is being conducted to fabricate devices using 3D printing. Attempts to improve or mimic complex forms of living organisms are in progress.

다양한 실시예들에 따른 기술은 기존에 활용되던 개인 맞춤형 3D 프린팅 기술과 함께 사용될 수 있다. 최근에는 바이오, 의료 관련 시장에서는 생체의 복잡한 구조를 그대로 재현할 수 있는 고정밀도의 의학 용품 제작 기술을 활발하게 개발하고 있다. 다양한 실시예들에 따른 기술은 이처럼 복잡한 구조를 가지거나 높은 정밀도가 필요한 개인별 맞춤형 의학용 부품을 고해상도의 값비싼 3D 프린터가 아닌 보편적으로 공급된 3D 프린터를 활용하여 제작할 수 있게 할 것이다. 높은 접근성을 바탕으로 일상에서 쉽게 활용 가능하다는 점에서 개개인의 니즈에 맞춰 적합한 제품을 제작할 수 있게 될 것으로 기대된다.The technology according to various embodiments may be used together with the previously used personalized 3D printing technology. Recently, bio-medical-related markets are actively developing high-precision medical product manufacturing technology that can reproduce the complex structure of a living body as it is. The technology according to various embodiments of the present invention will enable manufacturing of individually customized medical parts having such a complex structure or requiring high precision using a commonly supplied 3D printer rather than a high-resolution and expensive 3D printer. Based on high accessibility, it is expected to be able to manufacture suitable products according to individual needs in that it can be easily used in daily life.

다양한 실시예들에 따른 기술은 기존의 3D 프린팅 기법을 바탕으로 소형화된 구조체를 제작할 수 있게 한다. 랩온어칩이나 센서 등과 같이 다양한 활용성을 보이는 디바이스 제작에 3D 프린팅 기법과 본 기술을 적용하게 되면, 고정밀도를 가지는 소형화된 디바이스를 제작할 수 있게 될 것이다. 더 작은 규모로 제작된 디바이스는 미세하고도 복잡한 구조를 바탕으로 높은 측정 정밀도를 보이거나, 생체 이식을 용이하게 하는 등 디바이스의 활용 범위를 넓혀줄 것으로 기대된다.The technology according to various embodiments makes it possible to manufacture a miniaturized structure based on the existing 3D printing technique. If the 3D printing technique and this technology are applied to the production of devices showing various uses, such as lab-on-a-chip or sensors, it will be possible to manufacture miniaturized devices with high precision. Devices manufactured on a smaller scale are expected to broaden the range of applications, such as showing high measurement precision or facilitating bioimplantation based on a fine and complex structure.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성 요소가 다른(예: 제2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.The various embodiments of this document and the terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, but it should be understood to cover various modifications, equivalents, and/or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as “A or B”, “at least one of A and/or B”, “A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as “first”, “second”, “first” or “second” can modify the corresponding components regardless of order or importance, and are used only to distinguish one component from another. It does not limit the corresponding components. When an (eg, first) component is referred to as being “connected (functionally or communicatively)” or “connected” to another (eg, second) component, that component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다. As used herein, the term “module” includes a unit composed of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit. A module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of performing one or more functions. For example, the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 단계들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 단계들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 단계들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 단계들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 단계들이 추가될 수 있다. According to various embodiments, each component (eg, a module or a program) of the described components may include a singular or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or steps among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or steps may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or a program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration. According to various embodiments, steps performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the steps are executed in a different order, omitted, or , or one or more other steps may be added.

Claims (20)

고해상도 구조체 제작 방법에 있어서,
베이직 구조체를 생성하는 단계;
상기 베이직 구조체에 대해 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체를 생성하는 단계;
상기 하이드로젤을 수축시켜, 상기 임시 구조체를 수축시키는 단계; 및
상기 임시 구조체 또는 상기 베이직 구조체를 사용하여, 최종 구조체를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
In the high-resolution structure manufacturing method,
creating a basic structure;
generating a temporary structure made of the hydrogel by applying a hydrogel to the basic structure;
by contracting the hydrogel, contracting the temporary structure; and
Using the temporary structure or the basic structure, generating a final structure
containing,
Way.
제 1 항에 있어서,
상기 베이직 구조체는,
미리 정해진 패턴을 갖고,
상기 임시 구조체에는,
일 표면에 상기 패턴에 상응하는 리세스(recess)가 마련되는,
방법.
The method of claim 1,
The basic structure,
have a predetermined pattern,
In the temporary structure,
A recess (recess) corresponding to the pattern is provided on one surface,
Way.
제 2 항에 있어서,
상기 임시 구조체를 생성하는 단계는,
상기 패턴 상에 상기 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤의 겔화에 의해 상기 임시 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 패턴 상에서 상기 임시 구조체를 분리시켜, 상기 임시 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
3. The method of claim 2,
Creating the temporary structure comprises:
generating the temporary structure by gelation of the hydrogel by applying the hydrogel on the pattern; and
Separating the temporary structure on the pattern to obtain the temporary structure
containing,
Way.
제 3 항에 있어서,
상기 임시 구조체는,
상기 임시 구조체가 분리될 때 상기 임시 구조체에 손상이 발생되는 것을 방지하기 위해, 신축성 및 유연성을 갖도록 생성되는,
방법.
4. The method of claim 3,
The temporary structure is
In order to prevent damage to the temporary structure from occurring when the temporary structure is detached, it is created to have elasticity and flexibility,
Way.
제 3 항에 있어서,
상기 임시 구조체를 수축시키는 단계 후에,
상기 베이직 구조체를 생성하는 단계, 상기 임시 구조체를 생성하는 단계, 및 상기 임시 구조체를 수축시키는 단계는,
반복되며,
상기 베이직 구조체를 생성하는 단계는,
반복될 때, 상기 임시 구조체의 상기 표면에 베이직 재료를 적용하여, 상기 베이직 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 베이직 구조체에서 상기 임시 구조체를 분리시켜, 상기 베이직 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
4. The method of claim 3,
After the step of shrinking the temporary structure,
Creating the basic structure, generating the temporary structure, and shrinking the temporary structure,
repeated,
The step of creating the basic structure,
when repeated, applying a basic material to the surface of the temporary structure to create the basic structure; and
Separating the temporary structure from the basic structure, obtaining the basic structure
containing,
Way.
제 3 항에 있어서,
상기 최종 구조체를 생성하는 단계는,
상기 임시 구조체의 상기 표면에 최종 재료를 적용하여, 상기 리세스에 상응하는 패턴을 갖는 상기 최종 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 최종 구조체에서 상기 임시 구조체를 분리시켜, 상기 최종 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
4. The method of claim 3,
Creating the final structure comprises:
applying a final material to the surface of the temporary structure to create the final structure having a pattern corresponding to the recess; and
Separating the temporary structure from the final structure to obtain the final structure
containing,
Way.
제 3 항에 있어서,
상기 최종 구조체를 생성하는 단계는,
상기 베이직 구조체의 상기 표면에 최종 재료를 적용하여, 상기 리세스와 동일한 패턴을 갖는 상기 최종 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 최종 구조체에서 상기 베이직 구조체를 분리시켜, 상기 최종 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
4. The method of claim 3,
Creating the final structure comprises:
applying a final material to the surface of the basic structure to create the final structure having the same pattern as the recess; and
Separating the basic structure from the final structure, obtaining the final structure
containing,
Way.
제 1 항에 있어서,
상기 베이직 구조체는,
미리 정해진 패턴으로 구현되고,
상기 임시 구조체에는,
내부에 상기 패턴에 상응하는 캐비티가 마련되는,
방법.
The method of claim 1,
The basic structure,
implemented in a predetermined pattern,
In the temporary structure,
A cavity corresponding to the pattern is provided therein,
Way.
제 8 항에 있어서,
상기 임시 구조체를 생성하는 단계는,
상기 베이직 구조체를 둘러싸도록 상기 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤의 겔화에 의해 상기 임시 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 임시 구조체의 내부에서 상기 베이직 구조체를 제거하여, 상기 임시 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
9. The method of claim 8,
Creating the temporary structure comprises:
Applying the hydrogel to surround the basic structure, generating the temporary structure by the gelation of the hydrogel; and
removing the basic structure from the inside of the temporary structure to obtain the temporary structure
containing,
Way.
제 9 항에 있어서,
상기 베이직 구조체는,
물리적으로 또는 미리 정해진 조건 하에서 화학적으로 제거 가능한 재료로 생성되며, 상기 임시 구조체의 내부에서 제거되는,
방법.
10. The method of claim 9,
The basic structure,
produced from a material that is physically or chemically removable under predetermined conditions and removed from the interior of the temporary structure,
Way.
제 10 항에 있어서,
상기 임시 구조체를 획득하는 단계는,
유기 용매를 이용하여 상기 베이직 구조체를 융해시켜, 상기 베이직 구조체를 제거하는 단계
를 포함하는,
방법.
11. The method of claim 10,
Obtaining the temporary structure comprises:
Dissolving the basic structure using an organic solvent, removing the basic structure
containing,
Way.
제 9 항에 있어서,
상기 임시 구조체를 수축시키는 단계 후에,
상기 베이직 구조체를 생성하는 단계, 상기 임시 구조체를 생성하는 단계, 및 상기 임시 구조체를 수축시키는 단계는,
반복되며,
상기 베이직 구조체를 생성하는 단계는,
반복될 때, 상기 임시 구조체의 내부에 베이직 재료를 충전하여, 상기 베이직 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 베이직 구조체의 외부에서 상기 임시 구조체를 제거하여, 상기 베이직 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
10. The method of claim 9,
After the step of shrinking the temporary structure,
Creating the basic structure, generating the temporary structure, and shrinking the temporary structure,
repeated,
The step of creating the basic structure,
When repeated, filling the inside of the temporary structure with a basic material, generating the basic structure; and
By removing the temporary structure from the outside of the basic structure, obtaining the basic structure
containing,
Way.
제 11 항에 있어서,
상기 하이드로젤은,
물리적으로 또는 미리 정해진 조건 하에서 화학적으로 제거 가능하며, 상기 베이직 구조체의 외부에서 제거되는,
방법.
12. The method of claim 11,
The hydrogel is
Physically or chemically removable under predetermined conditions, removed from the outside of the basic structure,
Way.
제 13 항에 있어서,
상기 베이직 구조체를 획득하는 단계는,
미리 정해진 pH를 갖는 용액을 이용하여, 상기 하이드로젤을 융해시킴으로써, 상기 임시 구조체를 제거하는 단계
를 포함하는,
방법.
14. The method of claim 13,
The step of obtaining the basic structure,
removing the temporary structure by dissolving the hydrogel using a solution having a predetermined pH
containing,
Way.
제 9 항에 있어서,
상기 최종 구조체를 생성하는 단계는,
상기 임시 구조체의 내부에 최종 재료를 적용하여, 상기 캐비티에 상응하는 패턴으로 구현되는 상기 최종 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 최종 구조체의 외부에서 상기 임시 구조체를 제거하여, 상기 최종 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
10. The method of claim 9,
Creating the final structure comprises:
generating the final structure implemented in a pattern corresponding to the cavity by applying a final material to the inside of the temporary structure; and
removing the temporary structure from the outside of the final structure to obtain the final structure
containing,
Way.
제 9 항에 있어서,
상기 최종 구조체를 생성하는 단계는,
상기 베이직 구조체의 외부에 최종 재료를 적용하여, 상기 캐비티와 동일한 패턴으로 구현되는 상기 최종 구조체를 생성하는 단계; 및
상기 최종 구조체의 내부에서 상기 베이직 구조체를 제거하여, 상기 최종 구조체를 획득하는 단계
를 포함하는,
방법.
10. The method of claim 9,
Creating the final structure comprises:
generating the final structure implemented in the same pattern as the cavity by applying the final material to the outside of the basic structure; and
By removing the basic structure from the inside of the final structure, obtaining the final structure
containing,
Way.
제 1 항에 있어서,
상기 베이직 구조체를 생성하는 단계는,
3D 프린팅을 통해, 상기 베이직 구조체를 생성하는 단계
를 포함하는,
방법.
The method of claim 1,
The step of creating the basic structure,
Through 3D printing, generating the basic structure
containing,
Way.
제 1 항에 기재된 방법에 의해 제작되는 고해상도 구조체.
A high-resolution structure produced by the method according to claim 1.
제 1 항에 기재된 방법을 수행하는 고해상도 구조체 제작 시스템에 있어서,
베이직 구조체를 생성하도록 구성되는 베이직 구조체 생성부;
상기 베이직 구조체에 대해 하이드로젤을 적용하여, 상기 하이드로젤로 이루어지는 임시 구조체를 생성하도록 구성되는 임시 구조체 생성부;
상기 하이드로젤을 수축시켜, 상기 임시 구조체를 수축시키도록 구성되는 임시 구조체 수축부; 및
상기 임시 구조체 또는 베이직 구조체를 사용하여, 최종 구조체를 생성하도록 구성되는 최종 구조체 생성부
를 포함하는,
시스템.
In the high-resolution structure manufacturing system for performing the method according to claim 1,
a basic structure generating unit configured to generate a basic structure;
a temporary structure generating unit configured to generate a temporary structure made of the hydrogel by applying a hydrogel to the basic structure;
a temporary structure contracting part configured to contract the hydrogel to contract the temporary structure; and
Using the temporary structure or the basic structure, the final structure generation unit configured to create a final structure
containing,
system.
제 19 항에 있어서,
상기 임시 구조체가 수축된 후에, 상기 임시 구조체로부터 베이직 구조체를 생성하여, 상기 임시 구조체 생성부에 제공하도록 구성되는 반복 처리부
를 더 포함하는,
시스템.
20. The method of claim 19,
After the temporary structure is contracted, to generate a basic structure from the temporary structure, iterative processing unit configured to provide to the temporary structure generation unit
further comprising,
system.
KR1020210123888A 2020-10-27 2021-09-16 Method and system for fabrication of high-resolution structure using size-tunable hydrogels KR102466872B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/508,741 US20220126523A1 (en) 2020-10-27 2021-10-22 Method and system for manufacturing high-resolution structure using size-tunable hydrogel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200139929 2020-10-27
KR1020200139929 2020-10-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220056108A true KR20220056108A (en) 2022-05-04
KR102466872B1 KR102466872B1 (en) 2022-11-14

Family

ID=81584015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210123888A KR102466872B1 (en) 2020-10-27 2021-09-16 Method and system for fabrication of high-resolution structure using size-tunable hydrogels

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102466872B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100063568A (en) * 2008-12-03 2010-06-11 포항공과대학교 산학협력단 Manufacturing method for 3d structure of biomaterials using stereo lithography technology and products by the same
KR101498186B1 (en) * 2013-09-29 2015-03-04 전자부품연구원 Conductive substrate using hydrogel and method for forming pattern thereof
WO2015080670A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Agency For Science, Technology And Research Novel ultrashort hydrophobic peptides that self-assemble into nanofibrous hydrogels and their uses
KR20160081554A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 (주)아이투스 인터내셔날 Manufacturing method of three-dimensional structure
KR20170094926A (en) * 2016-02-12 2017-08-22 한양대학교 산학협력단 Patterining of nanocomposite colloids comprising plasmon nanoparticles and hydrogel nanoparticles, and Patterned hybrid nanostructures which can reversibly modulate optical signal and surface enhanced Raman scattering(SERS) signals
KR20190000577A (en) * 2017-06-23 2019-01-03 주식회사 팡세 Composition for 3D printing and 3D printing method using the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100063568A (en) * 2008-12-03 2010-06-11 포항공과대학교 산학협력단 Manufacturing method for 3d structure of biomaterials using stereo lithography technology and products by the same
KR101498186B1 (en) * 2013-09-29 2015-03-04 전자부품연구원 Conductive substrate using hydrogel and method for forming pattern thereof
WO2015080670A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Agency For Science, Technology And Research Novel ultrashort hydrophobic peptides that self-assemble into nanofibrous hydrogels and their uses
KR20160081554A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 (주)아이투스 인터내셔날 Manufacturing method of three-dimensional structure
KR20170094926A (en) * 2016-02-12 2017-08-22 한양대학교 산학협력단 Patterining of nanocomposite colloids comprising plasmon nanoparticles and hydrogel nanoparticles, and Patterned hybrid nanostructures which can reversibly modulate optical signal and surface enhanced Raman scattering(SERS) signals
KR20190000577A (en) * 2017-06-23 2019-01-03 주식회사 팡세 Composition for 3D printing and 3D printing method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102466872B1 (en) 2022-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schaffner et al. 3D printing of robotic soft actuators with programmable bioinspired architectures
Yap et al. A review of 3D printing processes and materials for soft robotics
Huang et al. Micro/nano functional devices fabricated by additive manufacturing
Gardan Smart materials in additive manufacturing: state of the art and trends
Kafle et al. 3D/4D printing of polymers: fused deposition modelling (FDM), selective laser sintering (SLS), and stereolithography (SLA)
Ma et al. Magnetic multimaterial printing for multimodal shape transformation with tunable properties and shiftable mechanical behaviors
Yazdi et al. 3D printing: an emerging tool for novel microfluidics and lab-on-a-chip applications
Sochol et al. 3D printed microfluidics and microelectronics
Truby et al. Printing soft matter in three dimensions
Wu et al. Fabrication techniques for curved electronics on arbitrary surfaces
CN105399966B (en) A kind of preparation of shape-memory polymer and its application in 4D printings
Delda et al. 3D printing polymeric materials for robots with embedded systems
Ortiz-Acosta et al. Functional 3D printed polymeric materials
Mondal et al. Preparation of smart materials by additive manufacturing technologies: a review
Zolfagharian et al. 3D printed hydrogel soft actuators
Tony et al. The additive manufacturing approach to polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic devices: review and future directions
Chen et al. 4D printing of electroactive materials
Alsaadi et al. Liquid-based 4D printing of shape memory nanocomposites: a review
Walker et al. Additive manufacturing of soft robots
De Pasquale Additive manufacturing of micro-electro-mechanical systems (MEMS)
Zhang et al. Fabrication and functionality integration technologies for small‐scale soft robots
Shinde et al. Material design for enhancing properties of 3D printed polymer composites for target applications
Wang et al. Freeform Fabrication of Pneumatic Soft Robots via Multi‐Material Jointed Direct Ink Writing
Martinelli et al. 3D printing of layered structures of metal-ionic polymers: recent progress, challenges and opportunities
Li et al. Direct ink writing 3D printing of polydimethylsiloxane-based soft and composite materials: a mini review

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant