형상

형상(形相)은 사물의 생긴 모양이나 상태이다. 형상은 에이도스 또는 이데아의 번역어로 볼 수 있는 것을 가리키는 단어이다. 외견(外見)과 외형(外形)이 원래의 뜻이다.

개요

형상은 아리스토텔레스의 용어이다. 플라톤이 이데아세계와 감각에 의한 현존의 개물 세계를 분명하게 나누어 세계를 이원화한 것에 대하여 아리스토텔레스는 이데아(idea) 혹은 에이도스를 형상이라 하여 형상과 이에 대한 질료(hylē) 이들 양자의 상호관계를 가지고 세계를 일원적으로 이해하고자 하였다. 즉 형상은 활동적이고 질료는 수동적이며 형상을 취하여 질료는 현실적인 것이 된다. 예를 들면 대리석(질료)이 하나의 꼴(형상)을 얻는 것으로써 인간의 상이라는 현실적인 것이 되어 실현된다. 이로부터 그는 모든 실체는 질료와 형상과의 통일을 통하여 이루어진다고 생각하였다. 또한 형상은 물(物 )을 서로 구별하여 그것을 정의하는 기본이며 결국 물의 본질이다. 질료는 형상을 얻어 현실의 것이 되는데, 질료는 가능태(可能態, dynamis)이며, 형상은 이에 대하여 현실태(現實態, energeia)임과 동시에 형상은 질료가 실현하는 목적이다. 이리하여 세계는 가능태인 질료가 목적인 형상을 실현하여 현실태를 얻어 가는 발전이라고 생각되었다. 이때 이 발전의 최고의 것, 순수한 현실태라는 것, 혹은 목적 그 자체인 형상은 형상 중의 형상이며 이것을 그는 신이라 칭하였다. 결국 그에 의하면 제1 형상이 즉 신이다. 질료가 단지 수동적이고 가능태에 지나지 않는다는 견해는 그 후 오랫동안 질료를 물질의 본성으로 보아 물질의 자기운동을 파악하는 것을 방해하여, 물질의 다양한 현상의 근거가 정신의 작용에 의한 것이라는 관념론적 견해를 기초 짓는 근원을 이루었다.

형상기억합금

형상기억합금 안경

형상기억합금(形狀記憶合金, Shape-memory alloy)은 가공된 어떤 물체가 망가지거나 변형되어도 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 합금이다. 형상기억합금은 다른 모양으로 변형시키더라도 가열에 의하여 다시 변형 전의 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 합금을 말한다. 예를 들면 곧게 뻗은 형상기억합금의 막대를 코일 모양으로 구부려 놓는다. 얼마 있다가 더운물에 넣으면 마치 이전의 모양을 기억하고 있었던 것처럼 똑바로 펴진다. 이 합금의 또 하나의 특징은 강한 복원력이다. 원래의 모양으로 돌아갈 때, 변형에 소요된 힘의 5배 가량의 힘을 낸다. 형상기억 효과에는 한번 원래의 모양으로 돌아가면 그만인 것과 처음에 변형시켜 두면 온도차에 의해서 몇 번이라도 효과를 나타내는 것의 두 종류가 있는데 현재 실용화되고 있는 것은 앞의 것뿐이다.

니켈∙티타늄 합금

형상기억효과를 나타내는 합금으로서는 티타늄, 니켈 합금이 대표적인데 그 밖에 동계(銅系)의 합금이 연구, 개발 중에 있다. 티타늄, 니켈 합금은 뛰어난 특성을 지니고 있지만 가공성, 성형성, 용접성 등의 면에서 문제를 가지고 있다. 그리고 효과의 안정성, 학습성, 피로성 등의 면에서도 연구를 더욱 진행시킬 필요가 있다. 특히 티타늄, 니켈 합금의 문제점은 가격이 너무 비싼 데 있다. 그래서 비교적 값싼 동계합금(銅系合金)을 실용화하는 연구가 당면과제로 남아 있다.

이용 및 개발

형상기억합금을 처음으로 실용화한 것은 1969년 아폴로11호의 안테나를 니켈과 티타늄의 합금으로 만들면서부터이다. 그 뒤 형상기억합금을 기계 부품, 의료기기, 측정기기, 옷과 같은 여러 분야에 이용하기 위한 연구가 계속되었다. 형상기억합금을 치아 교정용 보철기에 사용할 경우, 보철기를 느슨하게 설치해도 보철기의 온도가 체온까지 올라가면 원래 모습으로 되돌아가 꽉 죄어 주는 작용을 한다. 그 밖에도 파이프의 이음쇠, 자동으로 닫히는 온실 문, 인공심장의 인공근육과 같이 그 쓰임새가 점점 늘어나고 있다. 이에 따라 새로운 종류의 형상기억합금을 계속 개발하고 있다. 특히 그동안 개발한 형상기억합금 가운데 구리, 아연, 알루미늄으로 만든 것은 값이 싸다는 장점이 있다. 우리나라에서는 1974년부터 형상기억합금에 관한 연구를 시작했는데, 많은 연구소와 대학의 연구실에서 앞에 말한 합금 종류뿐만 아니라 철이 들어 있는 새로운 형상기억합금의 제조, 특성, 활용 방법을 연구하고 있다. 가까운 장래에 가공성, 내구성, 가격 등의 문제가 해결되면, 이 합금의 가능성은 무한할 것으로 보인다

3d 형상 모델링

3d 형상 모델링은 시제품, 목업 등 모형 제작을 하기 위해서는 삼차원 데이터는 필수이기 때문에 설계는 이 분야에서 빠질 수 없는 것이라고 할 수 있다. 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 특히 이러한 3차원 모델을 표현하고자 하며 가상공간의 입체적인 모델을 통해 실세계의 물체를 묘사하거나 혹은 물리적 환경을 만들어 가상환경 속에서 물체의 모습을 만들어낼 수도 있으며 최근 3차원 모델링은 영화, 애니메이션, 광고 등의 엔터테인먼트 분야와 물리적 실험 시뮬레이션, 건축, 디자인 등의 설계 및 예술의 표현 수단으로 활용되고 있다. 쉽게 말하면 입체 그림을 그릴 수 있는 프로그램을 활용해 가상의 공간에서 입체적인 그림을 그려 컴퓨터가 인식할 수 있는 데이터로 저장하는 것을 말한다. 모델링을 끝낸 3차원 모형은 재질과 조명 등을 설정하여 실제 물체와 비슷한 질감으로 보이도록 결과를 출력할 수 있는데, 이런 출력 과정을 렌더링(Rendering)이라고 한다.

삼차원 모델링은 엔지니어링을 위한 모델링과 디자인을 위한 모델링으로 크게 구분할 수 있고 산업 분야별로 사용 용도나 프로그램의 기능에 따라 기업에 적합한 3D CAD프로그램을 선택할 수 있으며 엔지니어링 쪽은 주로 건축, 조선, 기계, 항공 분야 등의 제조산업계에서 활용하며 카티아(CATIA), 크레오(CREO), 솔리드웍스(SolidWorks), 인벤터(Inventor), 솔리드엣지(SolidEdge), 퓨전360(Fusion360), 아이캐드(ICAD) 등 파라메트릭(Parametric) 기반의 프로그램을 많이 사용하고 있다. 디자인 쪽은 주로 제품, 사업디자인, 캐릭터디자인, 영상제작 등의 분야에서 활용되며 라이노, 마야, 알리아스, 지브러쉬, 3D맥스, 블랜더 등의 프로그램을 사용한다.

참고자료

• 〈형상〉, 《위키백과》
• 〈형상기억합금〉, 《위키백과》
• 〈형상〉, 《나무위키》
• 〈형상기억합금〉, 《나무위키》
• 〈형상〉, 《네이버 지식백과》
• goruduru, 〈3D모델링이란 무엇일까?〉, velog, 2021-02-02
• 캐드신, 〈(인벤터 1강) 단원1. 3D형상모델링 개요 및 작업환결설정 -인벤터 50시간 완성《모델링편》〉, 《티스토리》, 2020-04-21

같이 보기

• 가공

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