[한국기술뉴스] 한국세라믹기술원 소재융합고도화연구본부 정영훈 연구팀은 압전 비활성 영역을 최소화하는 압전 액추에이터 구동방법을 개발했다. 개발된 기술은 한국세라믹기술원 산학협력단을 통해 2015년 03월 09일 특허를 출원(출원번호 제1020150032449호)했다. 특허 명칭은 '압전 액츄에이터 및 이의 구동 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

압전 액추에이터는 전기 신호와 기계적 변형을 변환하는 압전 소자를 이용해 구동합니다. 전기 신호를 인가하면 재료에 수축 또는 팽창의 변형이 발생합니다. 압전 소자를 이용한 액추에이터는 에너지를 절약할 수 있으며, 소형 및 경량화가 가능합니다. 낮은 가격으로 높은 성능을 나타내 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 대표적으로 항공기와 놀이기구의 진동제어에 활용되며, 음향기기의 센서로 활용됩니다. 현재 사용되는 압전 액추에이터는 휘어지는 영역의 압전체만 부분 활성화됩니다. 휘어짐에도 압전 활성을 최대화시킬 수 있는 방법이 필요한 실정입니다.

한국세라믹기술원 연구팀은 휘어짐 특성을 향상해 압전 비활성화 영역을 최소화한 액추에이터를 개발했습니다.

베이스 필름에 맞물리는 두 개의 패턴을 배치합니다. 전극 패턴에 표면 전극부와 내부 전극부를 포함해 압전 비활성 영역을 최소화하고 휘어짐 특성을 향상할 수 있습니다. 두 개의 베이스 필름 사이에 압전체를 배열합니다. 압전체는 종류에 상관없이 사용할 수 있으며, 압전 세라믹을 사용하면 취성을 최소화할 수 있습니다. 또한, 압전체에 관통 홀과 전극부를 형성시켜 압전 활성 영역을 증가시킬 수 있습니다. 필름을 포함한 두 개의 압전체 사이에 더미 필름을 배열시킵니다.

더미 필름에 의해 저음 영역 대의 진동을 구현할 수 있으며, 우수한 품질과 성능의 압전 스피커를 제작할 수 있습니다.

개발된 압전 액추에이터는 압전 효과가 활성화되는 영역을 증가 시켜 높은 효율을 지녔습니다. 더미 필름을 추가한 압전 스피커와 같이 다양한 형태로 변형이 가능해 액추에이터를 포함한 장비의 성능을 높이는데 기여할 것으로 기대됩니다.