조지아텍, 4D 프린팅 기술 선보여...개발 추이 주목

 

조지아텍에서 우주 물건 배송에 적용할 4D 프린팅을 기술을 선보였다고 IT전문지 테크크런치가 지난 18일 보도했다.

4D 프린팅은 연구자들이 만든 용어로 3D 프린터로 출력한 결과물이 온도와 시간에 따라 구조가 변화하는 것을 말한다.
4D 프린터의 핵심은 부품 설계도를 3D 프린터에 넣고 출력하면 스스로 조립된다는 것이다. 물체가 스스로 조립된다는 점에서 3D 프린터 보다 한 단계 진화한 것이다.
최근 학회 등에는 영화 '트랜스포머'처럼 스스로 조립되는 전등이 등장했다. 열을 가하면 스스로 조립되는 로봇이 선보이기도 했다. 
4D 프린터 기술은 설계도와 프린터만 있으면 어디서든 원하는 물체를 만들 수 있다는 점에서 물체의 원격 전송을 가능하게 할 미래 기술로 꼽히기도 한다. 3D 프린터가 출력할 수 있는 물체의 크기에 한계가 있는 반면, 4D 프린터는 출력된 뒤에 조립되기 때문에 이런 한계가 비교적 적은 편이다.
원래 나노 테크놀로지인 4D프린팅 기술을 나노가 아닌 일상 세계의 물체에 적용한 것이다. 4D프린팅이란 이름이 붙은 것은 기존 3D프린팅 기술에 4차원 개념을 적용, 시간의 변화에 따라 스스로 모양을 바꾸는 물질을 만들었기 때문이다. 4D프린팅을 현실화시킬 수 있는 접근 방식으로는 키네틱(Kinetic) 구조체의 형상 변화, 형상기억고분자(SMP) 등이 있는데, 조지아텍, 메사추세츠공대(MIT) 등에서 연구가 진행되고 있다.
이번 연구는 우주산업에 관련돼 실시됐다.

일반적으로 우주에 물건을 보내는 데에는 1파운드당 9000달러-4만달러의 비용이 들어간다. 이 비용을 절감하기 위해 조지아텍은 우주에 보내는 물건의 부피와 무게를 줄이는 4D 프린팅 기술을 연구하기 시작했다.

연구팀은 일단 3D 프린터로 평평하게 출력한 구조가 온도가 올라가면 천천히 펴지는 텐세그리티(Tensegrity) 형태의 구조물을 만들었다. 1960년대 건축학에서 처음 나온 텐세그리티 구조는 버팀대와 줄로 구성돼 가볍고 강한 것이 특징이다. 온도변화에 따라 부피가 변하는 이 구조물은 다시 원래 상태로 돌아갈 수도 있다.

조지아텍 연구팀의 글루시오 폴리노 교수는 “형상기억 성질을 가진 버팀대를 3D프린터로 인쇄할 수 있는 기술을 고안했다”면서 “아직까지 아직까지는 완벽하게 형상이 복구되는 것은 아니지만 난제들을 해결해 나가고 있다"고 말했다.

테크크런치는 조지아텍 연구팀이 성공한다면 우주 구조와 로봇공학, 의학 등 전분야의 다양한 장치에 적용될 수 있다고 덧붙였다.

 

 

조지아텍에서 개발한 4D프린팅 구조물이 온도 변화에 따라 변화하고 있다.<사진캡처=Youtube>

 

 

 

조지아텍.