카네기멜론대학교 인간-컴퓨터상호작용연구소Human-Computer Interaction Institute의 연구진이 3D 컴퓨팅에서 활용할 수 있는 셀프 폴딩 소재를 활용한 제조법을 개발했다. 열을 받게 되면 미리 정해진 모양으로 접히는 것이다.
열에 의한 변형은 흔히 볼 수 있는 제조 불량의 사례이다. 하지만 이 변형을 정교하게 활용할 수 있다면, 더 낮은 비용으로 복잡한 형태의 제품을 쉽게 제작할 수 있게 된다.
라이닝 야오 카네기멜로대학교 교수 연구진이 개발한 이 기술은 휨이 발생하기 열 가소성 소재, 그리고 이 힘에 저항하는 고무 재질 재료를 활용하여 평평한 플라스틱이 의도대로 변형되도록 했다. 테르모프Thermorph라고 명명된 이 기술은 처음에는 평평한 판으로 출력되지만, 뜨거운 물에 담그거나 하는 등 미리 설정된 열 온도에 도달하게 되면, 장미꽃 모양이나 보트 모양 등으로 변화함으로써 복잡한 형태도 쉽게 만들어 낼 수 있게 한다.
“이것은 ‘좋은 휨’이다”
캐나다 몬트리올에서 열린 CHI 2018에서 폴리모프 기술을 발표한 야오 교수는 비용효율성 뿐 아니라 재난 시의 인명피해를 줄이는 데에도 활용될 수 있음을 언급했다. 테르모프 방식으로 제작된 플라스틱 벽을 사용하면, 화재로 인한 열 전달 시 벽이 스스로 접히면서 대피 통로를 열어 주게 된다.
일반적으로 복잡한 형태의 제작물을 인쇄하기 위해서는 고가의 3D 프린터가 필요하다. 하지만 야오 교수의 연구진은 가장 일반적인 3D 프린터(FDM 3D 프린터)를 사용했으며, 설계된 휨을 발생시키기 위해 필요한 인쇄 속도와 패턴을 자동으로 계산하는 소프트웨어를 개발하여 적용했다.
야오 교수는 “사람들은 휘어짐을 싫어하지만, 이러한 단점을 활용할 수 있는 역발상으로 극복, 열 변형이 가치를 줄 수 있도록 했다”고 강조했다.
