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횡 방향 변형을 자동 측정하는 연신계

전문가 제언: ○ 재료 시험 중 인장 시험은 재료의 최대 인장강도, 탄성한도, 그리고 변형 등을 측정하는 필수적 요소의 하나이다. 따라서 시편의 축 방향과 횡 방향의 변형을 측정하는 연신계는 물성연구 및 개발에 있어 필수적인 장비이다. 세계적으로 연신계 개발에 대한 연구가 활발히 이루어져 2010년부터 현재까지 108건의 연신계 관련 특허가 출원된 바 있다.

○ 본 특허에서는 횡 방향의 변형을 자동으로 측정하는 접촉식 연신계를 제안하였다. 본 특허의 출원자인 미국의 Illinois Tool Works사는 이미 기존의 특허(WO 2014/039728) 및 제품(HRDE) 등을 통하여 이 분야의 세계적 기업으로 자리 매김하고 있으며 이 분야의 다른 전문 기업인 Zwick, MF, TIRA, Instron사 등과 경쟁하고 있다.

○ 본 특허의 특징은 기존의 장치에 비하여 구조를 간단히 하였으며 센서 막대의 이동 시 마찰을 최소화하도록 설계하였다. 동시에 티타늄 날을 사용하여 열전도에 의한 오류를 줄였으며 선형 광학 기록계를 이용하여 측정에서 오는 오차도 최소화하였다. 본 특허는 청구범위를 포괄적으로 하지 않고 본 특허에 기술된 장치에 국한하여 세밀히 정의하였으며 따라서 새로운 장치의 경우 본 특허와의 마찰을 피할 수 있으리라고 전망된다.

○ 국내에서도 물성의 시험 장치에 대한 관심은 높으나 시험 장비 생산에 대한 개발 연구는 비교적 저조한 실정으로, 2010년 이후 현재까지 11건의 연신계 관련 특허만이 국내에 출원된 바 있다. 국내 회사로는 엠티디아이, 싸울베스텍 등이 연신계 관련 제품을 개발하여 판매하고 있으나 정밀도 등에서 세계적인 제품의 수준에는 미치지 못하는 실정이다.

○ 본 특허에서 제안된 측정 방법은 센서 날이 직접 시편에 접촉하는 접촉식으로, 사용되는 롤러의 마찰 등에 의한 오차가 발생할 가능성이 크다. 현재 국내의 광학 기술은 세계적 수준에 있어 이를 이용한 비접촉식 측정 장치를 개발할 경우 세계적 제품과 경쟁할 수 있으리라고 기대되며, 산학 협력이 이루어 질 경우 큰 성과가 기대된다.

저자: ILLINOIS TOOL WORKS INC.
자료유형: 니즈특허정보