기계/재료

스마트 플라스틱으로 만능 그리퍼 제조

발행일 : 2020 / 03 / 06

저장대학교 항공우주대학 쑹지저우(宋吉舟) 연구팀은 스마트 플라스틱재료를 기반으로 신형 “만능 그리퍼(gripper)”를 개발했다. 해당 만능 그리퍼는 목표 물체를 체내에 “잠그”는 방식으로 1마이크론부터 1미터까지 크기의 다양한 형태 물체를 쉽게 집었다 놓을 수 있다.

스마트 플라스틱은 광, 열 등 외부 자극 조건에서 강연도(firmness)를 변화시킬 수 있을 뿐더러 형상기억 효과도 보유한다.

집었다 놓기를 단계별로 구분하면 1단계, 외부 자극을 주어 형상기억 폴리머를 유연하게 변화시킴과 동시에 물체 또는 물체 표면 구조를 폴리머 내부에 삽입한다. 2단계, 외부 자극을 제거해 형상기억 폴리머를 단단한 상태로 변화시키는 한편 동 변형의 일시적 형상을 유지시켜 물체를 잠금으로써 잡기(grab)를 구현한다. 3단계, 물체를 목적지에 이송한 후 재차 외부 자극을 주어 형상기억 폴리머를 초기 형상으로 회복시킴으로써 물체에 대한 잠금을 해제한다.

“만능 그리퍼”는 전형적 3차원 구조 물체를 잡는 힘이 매우 커 구체, 큐브, 튜브형 물체, 볼트, 너트, 대추씨, 열쇠꾸러미 등을 쉽게 잡을 수 있다. 뿐만 아니라 도마뱀붙이(gecko)처럼 물체 표면이 매끄럽든 거칠든 상관없이 그 표면에 단단히 부착할 수 있다.

물체의 크기를 미시적 규모(약 100마이크론 또는 그 이하)로 설계한 실험에서 “만능 그리퍼”는 부착력에 의존하는 것이 아닌 물체 또는 물체 표면 구조를 내부에 잠그는 방식으로 잡기를 구현하였다.

“만능 그리퍼”는 미시적 전자부품 쾌속 조립에 새 수단, 유연전자소자 제조에 새 아이디어를 제공하였다.

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