모달중첩법은 구조물의 진동특성을 고려하여 내구수명을 평가할 수 있는 내구해석 기법이다. 본 논문에서는 모달중첩법과 유사하면서도 다물체 동역학 해석시 모달좌표를 직접 계산하여 전체적인 해석시간을 줄일 수 있는 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법의 타당성에 대하여 검토하였다. 이를 위해 자동차 부품 중 대표적으로 동특성을 고려해야 하는 토션빔 액슬에 대하여 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 및 시험을 실시하였다. 해석결과는 시험결과와 취약위치, 내구수명 등이 양호한 일치 결과를 나타내었다. 따라서 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법은 다양한 구조물의 동특성을 반영한 내구수명 평가에 적용될 수 있을 것이다.

앉기-서기 동작은 인간의 생체역학적 기능 정도를 결정할 수 있는 기본적인 일상생활 동작의 하나이다. 동작 중 발생하는 관절의 운동 정보와 모멘트, 그리고 근력을 예측하는 것은 앉기-서기 동작의 특성을 이해하는데 필요하다. 본 연구에서는 동작 기반 역동역학해석 프로그램과 근전도 기반 근력예측 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램과 앉기-서기 동작 실험에서 측정한 동작, 지면반력, 그리고 근전도신호 정보를 이용하여 실험적 방법으로 측정하기 힘든 관절각도, 관절모멘트, 및 근력을 예측하고 기존 연구결과와 비교하여 검증하였다. 개발된 기법과 프로그램들은 일상생활 동작에서의 관절 생체역학과 근육 협응에 대한 지식을 얻는 데 사용될 수 있으리라 기대한다.

우리나라 주요하천의 수질오염감시를 목적으로 물벼룩을 이용한 생물감시장치가 설치, 운용되고 있다. 기기 목적상 유해물질에 대해 신뢰성 있는 신속한 독성경보를 내릴 수 있어야 하고, 무인원격측정기기이므로 계절별, 연간 하천의 물리적인 변화에도 측정의 신뢰성이 확보되어야 한다. 국내에 운영중인 장비는 물벼룩의 단위시간당 뛰는 횟수(Impulse)를 측정하는 방법과 유영형태를 분석하여 독성지수(Toxicity)로 나타내는 방법이 있다. 두 장비가 동일한 조건에서 운전되었음에도 가동률과 긴급점검횟수가 다르게 나타났으며 원인은 용기 내 기포발생과 압력차이 등 여러 가지가 있다. 본 연구의 목적은 기포와 미시적인 압력의 영향을 감소시켜 측정의 불확실성을 줄이는 것이고, 나아가 생물감시장치가 어떤 환경에 설치되더라도 수질오염감시의 목적을 정상적으로 달성하는 데 기여하는 것이다.

최근 많은 전자제어기술이 개발되고 있으며 또한 차량에 적용되고 있다. 이러한 기술들 중 throttle-by-wire, brake-by-wire, steer-by-wire 와 같은 X-by-wire 가 대표적이며 이는 기계적으로 연결된 부분이 전기적인 신호나 액추에이터로 대체된 것이다. 본 논문에서는 스쿨존에서의 차량의 속도 제어를 위하여 throttle-by-wire, brake-by-wire 가 고려되었으며 특히 스쿨 존에서는 다른 지역에 비해 사고가능성이 높다. 그 이유는 보행자가 횡단 시에 다수의 운전자들이 규정속도를 지키지 않기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 스쿨 존에서 규정속도 내로 주행하도록 throttle-by-wire, brake-by-wire 를 이용하여 차량을 감속 제어하였으며 이를 위하여 양산차량의 엔진과 변속기의 제원을 사용하였다. 둘째, 차량의 감속에 있어서 운전자와 승객이 불쾌감을 느낄 수 있는 급격한 감속을 줄이기 위하여 제안된 3 차 궤적 추종법을 적용시켰으며 궤적 추종을 위하여 퍼지-PID 제어를 사용하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안된 차량의 감속 제어 시스템의 성능을 확인하였다.

본 연구에서는 핫스템핑 소재로 사용되는 보론합금강판 22MnB5의 단일 겹치기 점용접에서 용접부의 강도 향상을 위한 최적화를 수행하였다. 최적화 과정은 다구찌 실험계획법에 의해 행해졌으며 공정변수는 전류, 가압력 및 통전시간으로 선정하였고, 잡음인자로서 핫스템핑 시 소재의 가열온도와 유지시간을 고려하였다. 가열조건에 따라 22MnB5 표면의 알루미늄 도금층과 모재 간의 확산반응에 의해 화합물층 두께에 산포가 발생하였으며 이러한 산포는 너겟의 형성에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 용접부의 인장전단강도를 목적함수로 하였을 때, 이러한 가열조건에 강건한 최적의 용접 조건은 전류 8kA, 가압력 4kN, 통전시간 18cycle로 선정되었다. 최적 조건의 검증 결과 용접부의 인장전단강도 는 32kN으로서 요구되는 규격인 23kN보다 크게 증가되었다.

본 논문에서는 솔더 재료 중에서 가장 많이 사용되어 온 Sn37Pb 솔더에 대한 변형거동을 가장 정확히 나타낼 수 있는 재료 모델을 결정하기 위한 방법을 연구하였다. 이를 위해 실제 전자패키지와 유사한 변형 거동을 보이는 시편을 제작하였고 상온에서 $125^{\circ}C$ 까지의 열 사이클 하에서 모아레 간섭계를이용하여 변형을 측정하는 실험을 수행하였다. Sn37Pb 솔더에 대해 세 가지 서로 다른 구성방정식을 적용하여 시편에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 실험 결과 나타난 시편의 굽힘 변형과 해석 결과나타난 굽힘 변형을 비교하였고, 세 가지 재료모델의 계수를 미지수로 놓고 최적설계 기법을 적용하여 유한요소 해석과 실험 결과가 최대한 일치하는 계수 값을 결정하였다. 이를 통해 Anand 에 의해 제안된 구성방정식이 솔더의 거동을 가장 잘 표현한다고 결론을 낼 수 있었다.

본 논문에서는 폰 카메라 응용을 위해 H 형 비틀림 스프링으로 지지된 한 쌍의 사다리꼴 셔터 블레이드를 이용하는 초소형, 저전력, 고속 전자기력 Flapping 셔터를 제안한다. 기존의 정전기력 Rolling 셔터와 Flapping 셔터는 폰 카메라 응용을 위해 큰 입력 전압이 필요하며, 기존의 전자기력 Rotating 셔터는 큰 부피로 인해 폰 카메라에 사용하기 어렵다. 본 논문에서 제안하는 전자기력 Flapping 셔터는 폰 카메라에 사용 가능한 작은 크기로 회전 구동을 위해 저강성 H 형 비틀림 스프링과 저관성 사다리꼴 블레이드로 설계하여 제작된다. 실험에서 전자기력 Flapping 셔터는 입력전류 60 mA 에서 자기장 0.15 T 와 0.30 T 에 대하여 각각 최대 오버슈트 회전각 $80.2{\pm}3.5^{\circ}$와 $90.0{\pm}1.0^{\circ}$와, 정상 상태 회전각 $48.8{\pm}1.4^{\circ}$와 $64.4{\pm}1.0^{\circ}$ 성능을 보인다. 응답 시간 성능에서는 셔터 개방의 경우, 1.0 ms/20.0 ms 의 상승/정착 시간을 보이며, 셔터 폐쇄의 경우는 1.7 ms/10.3 ms 의 하강/정착 시간을 보인다. 본 논문에서는 폰 카메라용 셔터 응용을 위해 제안하는 전자기력 Flapping 셔터의 초소형(${\sim}8{\times}8{\times}2\;mm^3$), 저전력(${\leq}60\;mA$), 고속(~1/370 s) 성능을 실험적으로 검증하였다.

본 논문은 인체 수관절 운동과 표면 근전도의 상관관계를 실험적으로 다룬다. 수관절의 해부학적 구조를 분석하여, 수관절 운동 형상을 파악하고 운동을 발생시키는 주요 근육을 선정하였다. 수관절 재활 훈련 장치를 이용하여 수관절 운동에 저항하는 토크를 가하고, 이 때 주요 근육에서 토크에 따른 표면 근전도 신호를 측정하였다. 측정된 표면 근전도 신호의 크기를 계산하여 수관절 운동과의 연관성 분석에 사용하였다. 실험 결과로부터 수관절 토크와 표면 근전도 신호의 크기가 토크 $0.1\;N{\cdot}m$ 이하의 수관절 운동에서는 선형적으로 비례함을 밝혔고, 수관절 근육의 단면적에 따라 표면 근전도 신호의 크기도 선형적으로 비례함을 확인하였다. 또한 수관절 운동에 관여하는 각 근육의 기여도를 분석한 결과, 각 운동을 발생시키는 가장 주도적인 2개의 근육 중에서 한 근육의 기여도가 약 60 %로서 일관성 있게 나타났다. 이러한 세 가지 실험 결과로 좀 더 정교한 수관절 재활 훈련 장치나 로봇 등을 제작하는데 응용할 수 있다.

니켈기 초내열합금은 고온 강도를 지속적으로 증가시키며 현재 비행기 엔진, 선박 엔진 및 발전용 가스터빈 고온 부품 등을 만드는 가장 중요한 소재로 오래전부터 사용되어져 왔다. 이러한 부품의 수명을 연장하기 위해서는 사용 환경과 유사한 조건에서의 피로수명 예측이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 블레이드 소재인 니켈기 초내열합금 IN738LC에 대하여 실제운전환경과 유사한 조건을 설정하여 다양한 변형률 범위와 온도에서 시험을 수행하였다. 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 사용하였다. 수명의 예측은 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 예측을 하였다.

탄소섬유강화 복합재료는 높은 비강도, 비강성, 설계유연성 및 우수한 화학적 특성 등으로 인하여 여러분야에서 각광받고 있는 구조재료이다. 대부분의 CFRP 복합재료 제품들은 여러 부품들을 주로 볼트, 핀 등의 기계적인 방법으로 조립하여 제작된다. 볼트나 핀에 의해 발생하는 hole 은 구조물 내에서 노치로 작용하여 부품의 강도저하의 원인으로 작용한다. 본 논문에서는 피로하중에 의한 CFRP 복합재료 홀 노치재의 잔류강도를 실험적으로 평가하였다. 이를 위하여, 시편에 일정 반복 수만큼 피로하중을 부여하였으며, 이후 파괴시험을 통하여 홀 노치재의 잔류강도를 측정하였다. 그 결과, 피로하중으로 인해 하중방향의 균열이 발생하는 것을 확인하였으며 이 균열이 홀의 노치효과를 감소시켜 잔류강도를 증가시키는 것으로 생각되었다. 시편의 잔류강도는 일정 수준까지 증가하다가 감소하는 것으로 평가되었으며, 이를 Reifsneider 등의 평활재 잔류강도 저하모델과 Yip 등의 홀 노치재 응력재분포 함수를 이용하여, 피로하중 하의 홀 노치재 잔류강도 변화를 수식으로 나타내었다.

열간성형된 보론강판은 고강도특성이 필요한 자동차 부품에 널리 적용되고 있으며, 최근에는 샤시 부품에도 점차로 적용되고 있다. 샤시 부품으로 적용되기 위해서 고강도 특성뿐만 아니라 내피로특성이 동시에 요구되고 있어, 본 연구에서 열간성형된 보론강판의 저주기 피로특성을 연구하였다. 저주기 피로시험결과, 총변형률 진폭이 낮은 영역에서는 열간성형된 보론강의 피로수명이 현저히 높았지만, 높은 총변형률 진폭에서는 열간성형된 보론강의 마르텐사이트 조직특성인 낮은 연성과 파괴인성으로 인해서 보론강 원소재의 피로수명이 더 높음을 확인할 수 있었다.

전통 판재이론을 이용하여 기하학적 비선형성을 갖는 판재의 휨해석을 위한 혼합형 유한요소모델을 구성 하였다. 혼합형 유한요소 모델의 구성에 포함되는 변형률과 합성력의 관계에 대한 적절한 가중함수를 찾기 위하여 라그랑지 승수법과 최소가상에너지 원리를 사용하였다. 각 요소별 유한요소 방정식의 계수행렬과 뉴턴 반복법 사용을 위한 접선 행렬에 대한 구체적 값을 제시하였다. 구성된 유한요소 해석모델의 선형 해에 대한 정확도 분석을 위하여, 여러 경계조건하에서의 수학적 해와 제시된 모델과 기존 모델의 유한요소해를 비교하여 현재 모델의 정확도의 향상을 확인하였다. 또한 수렴된 비선형해를 이용하여 제시된 모델의 경우, 각종 합성력들에 대한 요소 경계에서의 연속성이 기존의 모델의 합성력에 비해 개선됨을 제시하였다. 최종적으로 수렴한 비선형해에 대한 유효성을 보이기 위하여 기존 모델의 비선형 수렴해와 현재 모델의 비선형 수렴해를 비교하여 제시하였다.

슬리퍼 메탈은 열간 압연 공정의 동력전달 부품이다. 슬리퍼 메탈은 스핀들과 커플링을 연결한다. 그러므로 슬리퍼 메탈이 심각하게 손상되면 스핀들과 커플링은 서로 충돌할 것이다. 슬리퍼 메탈의 파손을 방지하는 것은 기계적 수명을 연장하는 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 슬리퍼 메탈의 수명 연장을 위하여 유한요소법을 사용하여 구조해석 및 형상 설계를 수행하였다. 수정된 슬리퍼 메탈과 스핀들 조립의 간섭을 검증하기 위해 다양한 체결 타입과 동적 경계 조건을 적용하여 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 슬리퍼 메탈의 구조 해석과 형상 설계의 결과로써 수정된 슬리퍼 메탈의 최대응력은 초기 모델과 비교하여 22 % 감소하였다.

본 연구에서는 소재 표면흠 발생을 억제하기 위해 유한요소법을 사용하여 세아베스틸 선재 조압연 라인 공정을 모사하였다. 선재 조업연 라인의 2 번 공형을 설계하였고 이 공형을 압연 라인에 적용하였다. 또한 유한요소법을 사용하여 3 번, 4 번 공형 롤 갭이 변경된 새로운 패스 스케줄을 제안하였다. 본 연구에서는 전단응력비에 의존적인 전단파괴 모델을 사용하였고 소재의 손상된 요소 수를 비교하였다. 손상된 요소는 표면흠을 의미한다. 결과적으로 2 번 공형이 변경된 후 불량률은 이전 공형보다 1.43% 감소되었다. 그리고 새로운 패스 스케줄의 손상된 요소 수는 현재 패스 스케줄보다 37.6% 감소되었다.

초고온가스로에서 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하기 위한 시스템이 원자력수소생산시스템이며, 이 시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 황-요오드 공정을 통해 수소를 생산하는 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 헬륨가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 시제품을 헬륨가스루프에서 시험하기 전에 미리 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 시제품에 대한 고온구조해석 모델링, 열해석 및 열팽창해석 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.

미세성형 기술은 다양한 소재의 활용, 높은 생산성과 적은 재료의 손실, 고품질 생산과 같은 기존 소성가공의 장점을 실현할 수 있기 때문에 마이크로 크기의 부품생산에 매우 유망한 기술로 간주되고 있다. 하지만 기존의 매크로 영역에서 축적된 많은 기술과 노하우들은 소재의 크기가 마이크로 단위에 줄어듦에 따라 나타나는 소위 "크기효과"로 인해 미세성형 공정에 그대로 적용될 수는 없다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 영역에서 나타나는 재료거동의 크기효과를 이론적, 실험적 연구를 통하여 고찰하였다. 다양한 두께의 구리시편에 열처리를 실시하여 결정립의 크기를 다양화 하였고, 인장시험을 통하여 시편의 두께와 결정립의 크기가 유동응력에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 이러한 크기효과의 정량적인 분석을 위하여 마이크로 및 매크로 영역에서 적용 가능한 소재의 유동응력 모델을 이론적으로 도출하였다.

미세성형 공정은 마이크로 크기의 부품 생산에 있어 다양한 재료의 활용, 높은 생산성, 적은 재료의 손실, 고품질 생산을 실현할 수 있는 방법으로 최근 산업계와 학계의 많은 주목을 받고 있다. 하지만 매크로 성형에서 마찰거동을 묘사하기 위한 기존의 모델들은 미세성형에서 많은 오차를 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서 미세성형 공정의 성공적인 개발과 실용화를 위해서는 마찰거동의 크기효과에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 크기의 알루미늄 및 황동 재료를 대상으로 링 압축시험을 실시하여 소재의 크기에 대한 마찰거동의 크기효과를 고찰하였다. 유한요소해석을 이용하여 링 압축 시 접촉면의 마찰력이 링 시편의 변형특성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 미끄럼선장 모델링과 상계해석을 응용한 마찰모델을 활용하여 미세성형에서의 마찰거동 특성을 이론적으로 설명하였다.

최근 와이어의 생산성 및 고강도화를 위한 고탄소강의 고속신선으로 인해 와이어 표면의 급격한 온도상승으로 잔류응력이 크게 증가하는 문제점이 발생되고 있다. 와이어의 다단 신선 공정시에는 소성변형과 마찰열에 의하여 와이어 내부의 온도가 더욱 크게 상승하게 된다. 특히, 고속 신선의 경우 마찰에 의한 온도구배가 더욱 크게 되어 와이어 표면층에 축방향 인장 잔류응력을 과도하게 발생시킨다. 따라서, 본 연구에서는 먼저 표면 온도 상승과 축방향 잔류응력과의 관계를 규명한 다음에 와이어의 평형온도 예측 모델을 제안하고, 이를 토대로 표면 온도 상승에 의한 축방향 잔류응력 예측식을 개발하였다. 고탄소강(0.82%C)소재의 다단신선 실험을 통해 얻어진 시편에 대하여 X 선 회절을 이용하여 잔류응력을 측정하여 제안된 예측식을 검증하였다.

본 논문의 목적은 3 차원 사출성형해석을 통한 냉장고 플라스틱 서랍 제작용 사출성형 금형의 형상적응형 냉각수로 설계이다. 바람직한 형상적응형 냉각수로의 설계를 얻기 위하여 형상적응형 냉각수로의 직경과 위치가 사출성형 특성과 제품의 품질에 미치는 영향을 정량적으로 고찰하였다. 해석결과로부터 제품의 균일 냉각과 변형 최소화가 가능한 최적의 형상적응형 냉각수로의 설계를 도출할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 사출성형 금형과 기존의 직선형 냉각수로의 사출성형 금형을 냉각/제품 제작 시간 및 제품 품질 측면에서 비교한 결과, 형상적응형 냉각수로를 가진 사출성형 금형이 제품의 생산성과 품질을 동시에 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

본 논문에서는 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 적용한 메소스케일 밀링의 가공 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로/메소 밀링 가공 실험 수행을 위하여 BLDC 스핀들과 DC 모터슬라이드를 장착한 데스크톱 크기의 3 자유도 메소 스케일 기계가공 시스템을 구현하였고, 가공 시편의 표면거칠기 측정 및 분석을 통해 가공성능 평가를 수행하였다. 실험을 통해 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 사용한 경우 건식가공에 비하여 표면거칠기가 향상되는 것을 발견하였으며 특히 $MoS_2$ 나노유체 MQL 과 압축냉각공기를 동시에 적용하였을 경우의 가공 표면거칠기가 가장 우수함을 확인하였다.

유연성 공구를 가진 자기연마는 고경도 소재 및 자유곡면 형상 표면의 나노메터급 가공이 가능한 강점을 지닌다. 이러한 자기연마에서 자기연마입자는 시간적, 비용적 측면에서 단순 혼합형 입자가 유리하다. 그러나 단순혼합형 입자는 가공 중 공구로부터 쉽게 이탈하게 되어 가공 시간이 증가 할수록 매우 낮은 가공 효율을 가진다. 따라서 본 연구에서는 단순 혼합형 입자에 오일을 대신하여 실리콘 겔을 매개물로 사용하는 자기연마 입자를 연구하고 그 특성을 분석하였다. 그 결과 자기력 향상과 별개로 입자간 응집력을 높여 입자의 이탈을 줄여 표면거칠기의 향상에 효과가 높음을 확인 하였다. 그리고 실험계획법을 이용하여 고경도 소재인 텅스텐 카바이드의 실리콘 겔 자기연마에서 각 공정변수가 표면거칠기의 향상에 미치는 특성을 평가하고 이를 최적화 하였다.

본 연구에서는 조선용 6mm 아연코팅강판의 $CO_2$ 레이저 겹치기 용접시 발생하는 유기 플라즈마를 마이크로폰과 포토다이오드로 측정하였다. 이때 겹치기 갭간극에 따른 용접조건을 RMS한 신호와 비교 분석하였다. 이를 통해 아연증발량이 증가함에 따라 RMS값도 증가하였으며, 겹침부의 조건에 따라 결함 발생시 RMS의 급격한 변화도 확인할 수 있었다. 또한 용접조건에 따른 Raw signal의 FFT값을 구한 후, 이때 구해진 주파수값을 밴드폭으로 설정하여 Raw signal을 필터링한 뒤의 RMS값을 용접비드와 대응하여 필터링하지 않은 RMS와의 차이점도 비교 분석하였다. 이를 통해 기존의 방법들보다 신뢰성 높은 In-process 모니터링이 가능함을 확인하였다.

최근 고품질 제품 생산을 위한 방법으로 센서를 이용한 사출공정모니터링 시스템이 적용되고 있다. 그러나 마이크로 금형, 광학용 금형 및 구조가 복잡한 금형에는 센서 설치가 어렵기 때문에, 공정 모니터링 시스템이 적용되기 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 금형과 사출성형기 노즐의 압력 을 측정하여 공정 모니터링 데이터의 정량적 지수를 정의하고, 성형품 중량에 대한 상관분석을 수행하여 노즐에 설치된 압력센서의 공정모니터링 적용성을 알아보았다. 또한 공정모니터링 데이터를 분석하여 다단사출속도, 보압 및 제한 사출 압력의 영향에 따른 사출성형기의 공정 제어 특성도 알아보았다.

잉크젯 프린팅이 전자 및 디스플레이 산업의 생산라인에 적용됨에 따라, 생산효율을 극대화하기 위해 잉크액적 토출불량 검사 소요시간의 단축이 요구되고 있다. 기존의 잉크액적 토출불량 검사방법은 주로 고배율 렌즈와 CCD 카메라를 직선운동을 하는 스테이지 상에 설치하여 잉크젯 프린트 헤드의 노즐배열과 평행한 방향으로 순차적으로 이동시키면서 토출되는 잉크액적을 비젼검사하는 것이었다. 그러나, 기존 방식은 60 초 혹은 그 이상의 검사시간을 요구하며, 특히 잉크액적 토출불량을 장시간 지속적으로 검사하는 것은 불필요한 기계적 진동을 야기시키는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 회전미러 방식의 고속 잉크젯 모니터링 모듈을 설계하여 검사시간을 18 초 내외로 단축하였으며, 검사 소요시간 단축을 위한 모듈의 설계 고려사항들에 대해 논의하도록 한다.

생산 장비로서 잉크젯 기술의 신뢰성을 증대 시키기 위하여 잉크젯 헤드의 작동 상태를 모니터링하고 이상 유무를 즉시 발견 할 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어를 개발 하였다. 잉크젯 헤드의 작동 상태의 측정을 위하여 잉크젯 헤드의 피에조 전기 신호를 사용하였다. 이를 위하여 피에조의 변형량을 간접적으로 측정 할 수 있는 회로를 개발 하였고, 측정된 전기 신호를 사용하여 작동의 불량 여부를 판단 할 수 있도록 소프트웨어 알고리즘을 개발하였다. 또한 다중 노즐 헤드에 적용이 가능하도록 소프트웨어 개발 및 시스템 통합을 수행하였다.

전자 인쇄 분야에 활용이 가능한 잉크젯 프린팅 시스템을 개발하였다. 목표한 위치에 정확하게 이미지를 패터닝 하기 위한 프린팅 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어를 개발 하였다. 이를 위하여 패턴 카메라와 선택된 노즐 간의 거리를 구할 수 있는 소프트웨어 알고리즘을 개발하였다. 또한 AutoCAD 의 dxf 파일을 이용하여 XY 스테이지를 동시에 움직여서 프린팅할 수 있는 벡터 프린팅 방법을 개발하였다. 또 다른 프린팅 방법으로 비트맵 이미지를 이용하여 복잡한 이미지를 출력할 수 있는 래스터 프린팅 방법을 개발하였고, CAD 를 이용한 래스터 프린팅 방법과 그 때 생기는 기술적인 문제들을 기술하였다.

분말단조 공정은 정형의 자동차부품을 제작하는데 널리 이용되고 있다. 분말야금이란 금속 원료 분말을 사용하여 원하는 제품의 형태로 성형을 한 다음 적정온도에서 소결하여 필요한 금속 제품을 제조하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 자동차 엔진의 경량화를 위한 피스톤 제작에 관한 것이다. 분말단조로 제작 되어진 엔진 피스톤의 특성을 유한요소해석을 통해서 알아보겠다. 유한요소해석은 DEFORM/3D 를 이용해서 성형성을 평가하도록 하겠다. 성형온도, 구배각도, 마찰계수의 변화에 따른 피스톤의 성형성을 알아보겠다.

플라스틱 나사는 경량성, 내식성, 열 및 전기절연성이 우수하여 최근 금속나사 대체용도로 사용 되고 있다. 플라스틱 나사는 사출성형에 의해 제작되며 성형과정에서 수축이 발생하여 형상정밀도가 저하된다. 특히 소형 정밀나사의 경우 마이크로미터 단위의 정밀도를 요구하는 관계로 소성가공에 의해 제작되는 금속나사를 대체하기 위해서는 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 사출성형 공정의 수치해석을 통해 금형설계 인자를 결정하였고, 실험계획법을 적용하여 변형량을 최소화하기 위한 성형조건을 도출함으로써 플라스틱 나사의 형상정밀도 향상을 위한 연구를 수행하였다.