Abstract:
본 발명은 광 리소그래피에 기초한 극저밀도 3차원 박막 구조체의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은, 고체 박막으로 이루어진 극저밀도 3차원 박막 구조체를 형성하는 방법으로서, 액상의 감광성 수지 벌크에 각각 정해진 방향으로 서로 다른 패턴의 자외선을 조사하여 상기 수지 벌크의 일부를 경화시키는 단계; 경화되지 않은 액상의 감광성 수지를 제거함으로써 고상의 감광성 수지 구조체를 형성하는 단계; 상기 고상의 감광성 수지 구조체의 표면에 박막을 코팅시키는 단계; 상기 수지 벌크의 맨 바깥쪽 표면에 형성된 상기 박막을 제거하여 고상의 감광성 수지를 노출시키는 단계; 및 고상의 감광성 수지 구조체를 제거하는 단계를 포함하며, 상기 서로 다른 패턴 각각은 소정의 다각형 형상이 인접하여 교대로 배치되는 구조이고, 상기 고상의 감광성 수지 구조체는 복수의 각주가 교차하는 구조를 가지며, 상기 고체 박막으로 이루어진 극저밀도 3차원 박막 구조체는 표면에 평면 요소를 갖는 중공 다면체 단위 셀이 상호 연결되어 반복적으로 형성된 구조로서 상기 고상의 감광성 수지 구조체에 대해 음각 방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
Abstract:
본 발명은 유증기 필터 및 이를 구비한 공기정화장치에 관한 것이다. 상기 유증기 필터는, 유증기를 포함한 오염공기가 출입되는 입구 및 출구가 구비되고, 하면에 유증기 응축액을 배출하기 위한 배출구가 구비된 하우징; 및 상기 하우징의 벽면 내측에 접촉되도록 수용되는 필터부를 포함하며, 상기 필터는 금속 재질의 주기적인 트러스 요소로 이루어진 3차원 다공성 구조체로서 고온의 유증기을 냉각응결시킨 후 수집하는 매체로 동작하는 것을 특징으로 한다. 이러한 유증기 필터 및 이를 구비한 공기정화장치는, 낮은 운전비와 높은 효율로 유증기를 제거할 수 있고, 관리 및 유지보수가 용이하다.
Abstract:
본 발명은 유체의 저장 및 보관을 위한 압력용기(Pressure Vessel) 및 이에 이용되는 3차원 쉘 구조체에 관한 것이다. 상기 3차원 쉘 구조체는, 내부가 계면에 의해 서로 꼬인 형태의 제1 부공간 및 제2 부공간으로 이루어진 2개의 부공간으로 분리 구획되는 압력용기용 3차원 쉘 구조체로서, 상기 2개의 부공간 중 적어도 하나가 유체를 수용하기 위한 저장공간으로 제공되되, 상기 저장공간으로 제공되는 부공간의 외부로 노출되는 부분 중 상기 유체의 반출입을 위한 부분을 제외하고 차폐판으로 밀봉된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 압력용기의 경우, 내부가 계면에 의해 서로 꼬인 형태의 2 개의 부공간(subvolume)으로 분리 구획되고 각각의 부공간이 연속된 형태의 쉘(shell) 구조체를 압력용기 본체로 구성하는 한편 2개의 부공간을 고압 유체의 저장공간 또는 열교환매체의 수용이나 이동을 위한 공간으로 독립적으로 활용함으로써, 벽 두께는 얇게 하고 무게 대비 저장체적은 크게 하면서도 우수한 내압 특성을 가지며, 이와 동시에 우수한 비표면적, 유체 투과성 및 열전달 특성을 갖는다.
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본 발명은 상/하 면재 사이에 트러스 구조의 심재를 구비한 패널의 제조방법으로서, 상기 상/하 면재를 일정한 간격을 두고 평행하게 배치하는 단계; 상기 상/하 면재를 수평방향으로 상호 평행이동시킨 후 복수의 유연한 와이어로 상/하 면재에 수직하게 관통시켜 왕복 연결하는 단계를 수회 반복하여 수행하는 재봉단계; 및 상기 상/하 면재의 상대적 변위를 해소한 후 양 면재를 평행상태를 유지한 상태에서 수직한 방향으로 최대한 이격시킨 다음, 면재와 와이어를 고정하는 단계를 포함하여 구성되는 패널 제조방법에 대해 개시한다. 이 경우, 상기 재봉과정은 상/하 면재를 미리 평행하게 이동시킨 후 상/하 면재에 수직한 방향으로 와이어를 관통시켜 연결하는 방식으로 수행하되는 재봉과정은, 상/하 면재를 고정시킨 상태에서 상/하 면재에 경사진 방향으로 와이어를 관통시켜 재봉하는 방식으로도 수행될 수도 있다. 상기 방법에 따를 때, 심재를 3차원 트러스 형태로 형성함으로써 심재와 면재간 분리전항이 높고, 무게대비 압축, 전단, 굽힘 강도가 크고, 또한 경량이면서도 내부의 빈 공간을 활용할 수 있는 새로운 샌드위치 패널을 저비용 대량으로 제조하는 것이 가능하다.
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본 발명에 따른 조직공학용 스캐폴드는, 내부가 2개의 계면에 의해 분리 구획되어 서로 꼬인 형태의 3개의 부공간을 갖는 3차원 박막 구조체를 이용한 조직공학용 스캐폴드로서, 상기 3개의 부공간은 제1 공간, 제2 공간 및 제3 공간을 포함하고, 상기 2개의 계면은 선택적 투과성을 갖는 다공성 박막 재질로 구성되며 서로 접촉하지 않는 제1 계면 및 제2 계면을 포함하고, 상기 제1 계면은 상기 제1 공간과 제2 공간 사이를 분리 구획하고, 상기 제2 계면은 상기 제1 공간과 제3 공간 사이를 분리 구획하고, 상기 제1 공간은 세포가 배양되는 공간으로 제공되고, 상기 제2 공간은 상기 세포 배양시 사용되는 대사유입물을 위한 통로로 제공되며, 상기 제3 공간은 상기 세포를 배양하는 과정에서 배출되는 대사폐기물을 위한 통로로 각각 제공되는 것을 특징으로 하며, 이러한 스캐폴드를 그 내부에 수용하고 물질대사물의 입구 및 출구가 구비된 하우징을 포함하여 생체반응기를 구성할 수 있다.
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본 발명은 신체 착용 기기(wearable device)에 유리하게 적용될 수 있는 샌드위치 판재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 샌드위치 판재의 경우, 보통의 심재 양면에 2차원 팽창성 재료가 면재로 부착된 형태를 가져, 경량/박형 제작이 가능하고 소정의 강도 및 강성도 부여할 수 있고 또한 3차원 팽창성 재료에 준하여 굽힙 모멘트에 대한 전면볼록곡률 변형 거동을 부여하여 피착물과의 밀착성이 개선됨으로써 신체 착용 기기의 구조재로 유리하게 활용될 수 있다. 또한, 2차원 팽창성 재료를 면재 형태로 선가공한 후 보통의 심재에 단순 부착하는 방식으로 저비용으로 간단히 제조되면서도 3차원 팽창성 재료에 준하는 거동을 부여할 수 있기 때문에, 종래 3차원 팽창성 재료를 이용한 얇은 판상 구조재로의 단순 구성시 제조 난이도가 높아지고 구조재의 강도가 지나치게 낮아져 신체 착용 기기에 적용하는 데 있어 장애가 되는 실용상의 한계가 용이하게 극복할 수 있다.
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본 발명은 외부 열원으로부터 전달되는 열을 흡수하여 열원의 온도 상승을 억제하기 위한 3차원 열흡수 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 장치 외형을 이루는 밀폐부재; 상기 밀폐부재의 내부에서 3차원 격자 구조로 연결되는 제1 공간; 및 상기 밀폐부재의 내부공간 중 상기 제1 공간에 의해 점유되지 않은 공간을 구성하는 제2 공간을 포함하고, 상기 제1 공간 또는 제2 공간 중 적어도 어느 하나는 작동유체 증기의 채널을 형성하고 그 내측면을 따라 액상의 작동유체가 흡수되는 심지가 제공되는 것을 특징으로 하고, 필요에 따라 어느 하나의 공간에 대해 상변화물질을 충진하여 축열 성능을 부여할 수 있다. 상기 장치는, 장치 내부의 열전달계가 3차원으로 확장 및 다원화됨으로써 열전달 속도가 향상될 수 있고 이에 더하여 열전달계 중 일부에 대해 축열 성능이 구비됨으로써, 전체적으로 별도의 강제냉각수단 없이 자연냉각만으로도 온도 상승이 억제된 상태로 항속적으로 동작될 수 있고, 이러한 열전달 속도 및/또는 축열 성능의 개선을 통해 에너지 소비 및 소음 발생이 억제된 장치를 컴팩트하게 설계할 수 있다. 또한 본 발명에 3차원 열흡수 장치는, 연전달 채널이 3차원으로 서로 연결구조로 외력에 대한 내구성이 향상되고 동작 방향에 제한이 없어 열흡수 장치를 포함한 시스템 설계가 자유롭다.
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본 발명은 유연성 선상체를 이용한 3차원 격자 트러스 구조체의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은, 복수의 면외 선상체와 복수의 면내 선상체로 구성된 유연성 선상체를 이용하여 3차원 격자 트러스 구조체를 제조하는 방법으로서, x, y, z 직교좌표계를 기준으로 하여 방위를 정의할 때, (a) 적어도 어느 일단이 xy 평면에서 x 및 y 방향으로 이동이 가능한 자유단을 형성하고, 타단은 xy 평면에서 x 및 y 방향으로 일정 간격(Dxy)으로 이격된 상태에서 x및 y 방향으로 이동이 억제된 고정단을 형성하도록, 상기 복수의 면외 선상체를 배열하는 단계; (b) y 또는 x 방향으로 선택되는 복수의 면외 선상체 군을 대상으로, 서로 인접한 면외 선상체 군 상호간에 상기 자유단을 xy 평면에서 x 또는 y 방향으로 스위칭하여 상기 복수의 면외 선상체 상호간에 교차부를 형성하는 단계; (c) x 또는 y 방향으로 선택되는 복수의 면외 선상체 군을 대상으로, 복수의 면외 선상체 군의 자유단을 일체로 x 또는 y 방향으로 서로 교차 이동한 상태에서, 상기 교차부 위에서 상기 복수의 면내 선상체를 y 또는 x 방향으로 삽입하는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서 서로 교차 이동된 복수의 면외 선상체 군의 자유단을 원위치로 회복된 상태에서, 상기 복수의 면내 선상체를 z 방향으로 평행 이동시키는 단계; (e) y 또는 x 방향으로 선택되며 상기 (b) 단계에서 스위칭되지 않은 복수의 면외 선상체 군의 내측에서 y 또는 x 방향으로 경계봉을 삽입시키는 단계;를 포함하며, 상기 (b) 내지 (e) 단계를 하나의 사이클로 하여 반복적으로 수행하고, 상기 복수의 면내 선상체는 z방향으로 일정 간격(Dz)으로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 나선형 와이어로 구성된 3차원 격자 트러스 구조체와 그 제조방법에 관한 것으로, 공간상에서 서로 일정각도(예를 들어, 60도 또는 90도)의 방위각을 갖는 3방향 또는 6방향의 연속된 나선형 와이어 군을 서로 교차하여 조립시킴으로써, 일정한 모양으로 형성되는 무게 대비 강도와 강성이 높고 표면적이 큰 3가지 새로운 트러스 형태의 3차원 격자 트러스 구조체와 이를 저비용/대량으로 생산(제조)하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 그물 형태의 와이어를 단순히 짜서 적층하는 방식이 아니고 나선형 와이어를 이용하여 연속공정으로 3차원으로 직접 조립되는 방식에 의하여 형성되며, 각각 이상적인 육면체 트러스, 옥테트(octet) 트러스, 정팔면체와 14면체가 조합된 트러스에 매우 유사한 구조를 가짐으로써, 기계적 물성이나 열적, 공기역학적 특성이 매우 우수한 3차원 격자 트러스 구조체를 제조할 수 있다.
Abstract:
본 발명은 경량 다공질 재료와 그 제조 방법에 관한 것으로, 한 평면상에서 굴곡된 다수의 와이어를 사용하여 그물 형태의 평면으로 직조하고, 상기 직조된 그물 형태의 평면을 상하로 평행하게 다수로 배열한 다음, 상기 상하로 배열된 그물 형태의 평면 내(면내)에 면외 방향에서 다수의 직선 와이어를 삽입하되, 하나의 직선 와이어가 한 평면당 하나의 교차점과 교차되도록 각각 삽입하여 고정함으로써, 카고메 트러스와 유사한 형태의 구조 또는 복수의 정8면체와 12면체(cuboctahedron 또는 vector equilibrium)로 이루어진 다층 트러스와 유사한 형태의 구조로 형성한다. 이러한 구조를 갖는 본 발명은 트러스 구조체의 압축 및 전단하중의 강도를 크게 높일 수 있을 뿐만 아니라 제조공정이 단순하여 대량생산에 유리한 장점이 있다.