전자제품 및 통신기기들은 간편한 휴대를 위한 소형화, 경량화, 슬림(slim)화 경향을 드러내는 반면, 성능 면에서 소비자들은 대용량, 고기능화를 요구하고 있으므로, 기기 내부에 장착되는 제반 부품들의 초소형화, 초정밀화는 더욱 가속되고 있다. 이러한 추세에 따라 '우수한 기계적 성질' 과 '양산을 통한 경제성' 이란 장점을 갖고있는 미세 성형 가공 기술에 대한 관심도 높아지고 있다.(중략)

마이크로 / 나노 바이오 기술은 생명공학 및 의약기술의 발전을 가능하게 하고 생체시스템 관련 연구를 위한 마이크로 및 나노 기기를 제작할 수 있게 함으로써 새로운 기술적 영역으로 부각되고 있다. 이러한 기술은 1990년대 초에 랩온어칩(Lab-on-a-chip)의 개발을 가능하게 하였다. 랩온어칩은 실험실(Lab)을 하나의 소자(Chip)에 올려놓는다(On)는 말로 쉽게 설명된다. 즉, 생물학이나 생화학 실험실에서 주로 연구되는 단백질, 세포 등 인체에 영향을 주는 다양한 물질들이 체내외에서 나타내는 반응을 쉽게 검출, 분석하는 일련의 과정들을 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 도와주는 도구인셈이다.(중략)

마이크로 접합(micro-joining)이란 "접합하고자 하는 대상이 미세하기 때문에 발생하는 치수 효과(size effect)를 고려해야 하는 경우에 적용하는 접합"으로 정의할 수 있다. 마이크로 접합공정은 크게 (1) 기존의 접합/용접공정을 응용한 접합공정, (2) silicon등의 반도체 재료에 적용하기 위한 접합공정으로 구분할 수 있다. 이와 같은 마이크로 접합공정은 미세 부품의 접합에 적용할 수 있지만, 주로 패키징에 사용되고 있으며 이는 패키징이 전체 생산비의 70％ 이상을 차지하기 때문이다.(중략)

펨토기술은 펨토초영역에서 일어나는 물리화학적 현상을 이용하여 공학적으로 이용하는 학문이다. 펨토초(femtosecond)는 시간의 단위로서 1펨토초는 1000조분의 1초($10^{-15}$)에 해당된다. 일반적으로 사람의 머리카락 두께는 약 100fm 인데 100 펨토초라고 하더라도 빛이 머리카락 두께의 1/2도 진행하지 못하는 극도의 짧은 시간에 불과하다. 이러한 펨토기술은 극초단 레이저의 발달로 가능해졌다. 1960년대 초 레이저 펄스폭을 줄일 수 있는 기술이 개발돼 나노초 시대가 열린 이후 60년대 중반에 펄스폭을 더욱 줄일 수 있는 모든 잠금기술이 개발돼 피코초 시대가 도래했다.(중략)

나노 패턴 성형 기술은 반도체와 같은 정보전자 소자 기술과 정보저장매체 기술 분야 및 광통신 분야에서 그 기술의 필요도가 급속히 증가하고 있다. 정보저장 매체의 경우 저장밀도가 기하급수적으로 증가하고 있는 추세이며 향후 수년 내에 기존의 정보저장매체 제작방법으로는 더 이상의 저장밀도 증가가 불가능한 수준까지 기술의 발달이 이루어지리라 예상된다. 이에 따라 패턴드 미디어(patterned media) 및 초고밀도 광정보저장매체가 정보저장기술의 차세대 매체로서 제안되었으며 이의 실현을 위해 나노 패턴 성형기술의 시급한 개발이 요구되고 있다.(중략)

유전율이 서로 다른 물질을 나노 크기로 주기적으로 배열하여 황자 띠간격(Photonic bandgap)을 이루게 하는 광결정(Photonic crystal)에 인위적인 결함을 부가하여 광파워 분배 및 Mux/Demux 등 광회로 기능 수행을 할 수 있도록 집적화한 광도파로 소자가 미래형 정보통신사회를 위한 초고집적화, 초고속화, 저전력 및 신기능 등의 특성을 위하여 요구된다. 이러한 나노 광결정 소자는 다양한 방법으로 제작이 시도되고 있는데, 나노 임프린트 기술은 실장밀도가 높으며, 수십 나노급의 패턴이 주기적으로 배열된 구조물의 성형에 큰 장점이 있어서 본 연구에서 다루어졌다.(중략)

나노기술은 크게 2가지 접근방법을 가진다. 하나는 위에서 아래로(Top-Down)라는 관점으로 벌크물질로부터 이온빔 등을 이용해 이를 작게 잘라가는 방식이며, 다른 하나는 아래에서 위로(Bottom-Up) 방식으로 재질을 구성하는 분자를 재구성해 원하는 물성 및 특성을 가지도록 만드는 방법이다. 이 두 가지 접근 방법은 원하는 결과를 얻기 위해 상호 보완적으로 사용되기도 한다. Top-Down방식의 대표적인 기기로는 접속이온빔 장치(FIB, Focused Ion Beam)를 등 수 있으며, Bottom-Up방식의 대표적인 기기로는 SPM(Scanning Probe Microscope)을 들 수 있다.(중략)

나노임프린트 관련되어 전 세계적으로 지금까지 4개회사가 장비 및 공정기술 개발을 하고 있으나 대부분 수년 전에 창업한 회사이며, 4개의 나노임프린트 장비 관련 회사는 미국의 Nanonex, 오스트리아의 EVG사, 미국의 Molecular Imprint Inc. (MII),스웨덴이 Obducat이다. 개발된 장비의 대부분은 수작업이 필요한 연구용 장비로 현재 공정 기술개발을 위해 활용되고 있으며, MI사 장비가 최초로 양산 적용을 목표로 개발하여 국내에도 도입 되어있다. 일본에서는 아직 장비 개발이 시도된 바 없으며 현재 관련 공정 기술개발을 하고 있다.(중략)

나노테크놀러지 중의 한 가지인 나노임프린트 리소그래피 기술은 수 ∼ 수십 나노 급의 선폭을 가지는 스탬프(stamp)를 전자빔 리소그래피(electron beam lithography)를 이용하여 제작한 후 스탬프에 형성된 패턴과 동일한 형상을 원하는 곳에 모사하는 기술이다. 이 기술은 크게 열을 가하는 방식과 UV 경화성 수지를 이용한 방식으로 나뉜다. 열을 가하는 나노임프린트 리소그래피 방식의 경우는 열 경화성 수지를 이용하여 고온 조건에서 스탬프를 고압으로 눌러 원래의 형상을 모사하며, UV 나노임프린트는 광경화 반응을 이용하여 수지를 경화 시켜 모사하는 차이점이 있다.(중략)

전자 공학 분야의 발전으로 인해 작은 구조물을 제작할 수 있는 리소그라피 (lithography) 기술이 급속하게 발전하고 있으며, 보다 작은 구조물에 대한 수요도 빠르게 증가하고 있다. 지난 수십 년간 반도체 분야에 적용 되어온 Moore's law에 의하면, 수년 내에 수십 나노 미터 크기의 특성 길이 (Critical Dimension)를 지닌 구조물을 이용하여 소자가 제작될 것 이 예견되고 있다. 반도체 공정을 응용하여 작은 구조물을 제작하는 기술은, 전자 공학 분야뿐만 아니라 광전자공학(optoelectronics) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, 양자 계산(quantum computing) 분야, MEMS/NEMS, 바이오 센서(biosensor)분야 등에 다양한 응용성을 가질 것으로 예상된다.(중략)

자율 이동로봇은 현재 각광을 받고 있는 서비스로봇의 연구와 더불어 활발히 연구되고 있다. 그 중 경로계획 부분에 대한 연구는 Roadmap Method, Cell Decomposition, Potential Field Method로 크게 구분하여 연구되고 있다. 그러나 경로계획 기법에 있어서 기존의 정형화된 방법 이외에 다른 방법들이 제시 되지 않고 있다. 기존 경로계측의 문제점들은 다음과 같다. 국부최소(local minimum)를 회피하지 못하거나, 많은 계산량으로 인해 넓은 범위에 적용시킬 수 없다는 문제점, 오프라인으로 경로의 최적성에만 치중하여 실시간으로 적용하기가 쉽지 않으며, 돌발적인 상황에 대처하기 어렵다는 문제점 등을 가지고 있다.(중략)

지도작성은 이동로봇의 주행 및 위치추정을 위해 반드시 필요한 요소이다. 이러한 지도작성에는 격자지도와 토폴로지컬 지도의 두 종류가 있다. 격자지도는 전체 환경을 작은 격자로 나누어 각각에 점유되어 있는 확률간을 부여함으로써 지도상의 모든 메트릭(metric) 정보를 나타내는 반면에, 토폴로지컬 지도는 메트릭 정보를 가짐으로써 위치추정을 가능하게 하는 노드와 이를 연결하는 에지로 표현된다.(중략)

햅틱장치는 가상환경이나 원거리에 있는 환경과 사용자가 상호 작용할 매 촉감이나 힘을 전달하는 장치이다. 사용자에게 힘을 제시하기 위한 액츄에이터는 모터와 브레이크가 많이 사용되는데, 각각의 특성에 맞게 제어하여 성능과 안정성을 동시에 만족시켜야 한다 모터와 같은 능동 액츄에이터는 토크를 원하는 방향으로 쉽게 출력할 수 있지만, 동작 중 불안정한 상태가 발생할 수 있다. 반면에 브레이크와 같은 수동 액츄에이터는 회전에 반대되는 방향으로만 토크를 발생시킬 수 있지만, 동작 중 에너지를 계속 소모하기 때문에 시스템이 본질적으로 안정하다.(중략)

최근 들어서 로봇 기술이 공공장소에서 서비스 제공을 위한 목적으로 이용되기 위하여 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 현재 로봇 기술 연구에 있어서 큰 두 가지 이슈엔 로봇과 사람 사이의 인터렉션과 동적 환경에서의 네비게이션 문제가 있고, 이에 밀접하게 연관된 안내 로봇 시스템 연구에 많은 연구자들이 관심을 가지고 연구를 수행하고 있다 KIST(Korea Institute of Science and Technology)의 지능로봇연구센터에서도 이러한 맥락에서 2004년 8월에 대전 국립중앙박물관에 상시 운영을 목표로 하는 안내 로봇 "지니"를 개발 하고 있다.(중략)

본 논문은 수동 힘반영 기구의 안정성을 제어하기 위한 방법으로 수동성 제어기를 제안한다. 수동 힘반영 기구는 브레이크와 같은 수동 엑츄에이터를 사용함으로써 힘을 반영하게 되는데, 여기에 사용되는 수동 엑츄에이터는 사용자가 움직이고자 하는 방향의 반대방향으로만 힘을 생성할 수 있기 때문에, 힘을 생성할 수 있는 방향에 제한이 있다. 따라서 가상의 벽면을 나타내는 데에도 정확히 원하는 방향의 힘을 제시하지 못하고, 힘의 근사화를 통하여 가장 근접한 방향의 힘을 생성해낸다. 이는 이상적인 수동 힘반영 기구의 연구에서도 나타나며, FME(Force Manipulability Ellipsoid)에 의해 명확하게 설명이 되는 현상이다.(중략)

본 연구에서는 기존 개발된 이족보행 로봇의 자율 보행 및 지능화론 위하여 다양한 센서 시스템을 구성하여 이족보행 로봇에 적용하였다. 개발된 이족보행 로봇이 미지의 환경 내에서 지능적으로 원활한 자율 보행을 할 수 있도록 다양한 센서 시스템을 구성하였다. 센서들은 물체의 거리 측정 및 장애물을 회피하기 위해 초음파 센서, 적외선 센서를 적용하고, 대차물체의 탐색을 위해 비젼 시스템을 적용하였다. 또한 이족보행 로봇의 자세유지를 위한 자이로 센서와 보행시 로봇의 발바닥 착지 유무 및 바닥의 기울기 검출을 위한 압전 센서를 적용하였다.(중략)

이동로봇의 독립성과 움직임에 자유도를 높이기 위해서 축전지를 이동로봇에 탑재하고, 이를 이용하여 동력을 공급하는 경우가 대부분이다 이러한 경우에 에너지 효율은 제한된 동력을 가지는 시스템의 가동 가능시간을 결정하는 중요한 성능지수가 된다. 또한, 이동로봇의 최대속도나 최대가속도, 등판각도 등의 설계 사양을 소형의 모터를 사용하여 만족시키는 것은 이동로봇의 소형화, 경량화 및 시스템의 가격을 낮추기 위해 필수적이다. 그러나 이동로봇의 최대의 문제점 중의 하나인 소비전력의 감소에 대한 문제는 활발히 연구되고 있지 않다.(중략)

인간과 로봇이 공존하는 불확실하고 예측이 어려운 복잡한 환경에서 로봇이 원하는 목적지까지 안전하게 주행하고, 원하는 작업을 수행하기 위해서는 로봇의 인지능력, 판단능력 및 강인한 적응능력이 요구된다. 이러한 로봇을 구성하는데 있어서 시스템의 통합, 즉 제어구조의 설계는 매우 중요하다. 고전적인 제어구조의 형태는 각각 단편화된 deliberative 구조이거나 reactive 구조였다. deliberative 구조는 센서 데이터를 이용한 환경 모델링을 통해 복잡한 환경에서 로봇의 임무수행과 인간과의 의사전달을 가능하게 하였다.(중략)

이 논문에서 다루는 주제는 수동 기구부에 의해 자동으로 지면 적응이 가능한 이중 트랙 구조를 가진 ROBHAZ-DT3에 대한 설계 및 구성이다. 이 로봇은 기본적으로 군사용과 민간용으로 동시에 사용 가능하게 설계되어 있다. 이 로봇에 사용된 이중 트랙 구조는 앞쪽과 뒤쪽 트랙 사이에 수동적인 회전 조인트를 설치한 것으로 이 구조에 의해서 로봇의 트랙은 주행을 하면서 지면에 중력방향으로 순응하면서 형상이 변형되어 계단과 같은 험한 비평탄 지형에서도 높은 지형적응력을 보여주어 주행성능을 높여준다.(중략)

산업용으로 주로 쓰이던 로봇이 인간의 생활에 밀접하게 다가오면서 인간과 로봇의 활동공간의 공유가 늘어가고 있다. 이로 인하여 접하는 시간이 증대되어 인간과 친밀한 인터페이스 구현에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이와 관련하여 지능형 로봇에 있어 음성시스템은 필수적이다. 최근 통신분야와 관련하여 음성인식과 음성합성의 기술이 급속히 발전하고 있으나, 음성인식에 있어 현재 헤드？을 이용하거나 마이크로폰에서 약 30cm정도 떨어진 거리에서 음성을 인식하는 것이 일반적이며, 그 이상의 거리에서나 잡음이 존재하는 실제 환경에서 인식률이 급격히 떨어져 이동롯봇과 같은 실용시스템과의 접목하는 기술이 부족한 상황이다.(중략)

이 논문에서는 이동 로봇 플랫폼 위에 장착되는 비전 시스템을 이용하여 대상 사람의 얼굴위치를 검출, 사용자 인식을 수행하는 방법론을 제시한다. 본 연구에서 적용대상으로 하는 이동로봇은 실내에서 사용 가능한 홈 서비스 로봇(Hombot-2)으로 인간-로봇 상호작용 (human-robot interaction, HCI)이 중요한 기능 중에 하나이다. 로봇에 장착된 스테레오 비전 카메라에서 획득하게 되는 얼굴 영상은 임의로 움직이는 로봇 작업 반경 밖에 있는 사용자의 특성 상 얼굴 영상이 비교적 작게 얻어지고 정면얼굴에서 벗어난 가변적 얼굴 자세변화를 갖게 된다.(중략)

최근 산업용 로봇뿐만 아니라 의료작업, 위험물처리 작업, 생활지원 등과 같은 다양한 목적을 갖는 새로운 분야의 로봇들이 제작되고 있다. 생활지원 로봇 분야 중의 한 부분인 서비스로봇은 산업용 로봇처럼 고정된 환경이 아닌, 인간이 거주하는 변화하는 실내 환경에서 인간을 돕는 다양한 작업이 요구된다. 또한, 이러한 로봇에 이동로봇 부분과 매니퓰레이터 조작 부분이 결합된 시스템을 적용하여 건물을 안내하고, 순찰하고, 물건을 집어서 옳기는 등의 인간을 돕는 보다 다양한 작업을 수행할 수 있다.(중략)

차세대 정보통신 네트워크는 기하급수적으로 급증하는 트래픽 수요와 고속 및 대용량화는 서비스 형태에 따라 인터넷화 및 광통신화로 발전되고 있으며, 사용자들의 요구 통신 속도 또한 크게 증가하고 있어 2005-2010년경에는 인터넷 노드 하나가 처리해야 할 트래픽은 10-100Tbps가 될 전망이며 이를 수용, 교환처리, 전달하기 위한 방법으로 광통신 이외에는 기술적인 대안을 찾기 힘든 실정이다. 한국의 경우 세계최고의 광통신망 구축에 따라 광페룰의 기반 수요가 크게 기대되고 있으며, 전 세계적인 광통신망 구축계획(2005∼2007년, 초고속정보통신망 Fiber to the Home)에 따라 한국의 광통신 인프라에 대한 전세계의 관심이 고조되고 있다.(중략)

산업이 발전함에 따라 기계부품의 소형화, 고속화가 요구되는 세계적인 추세에서 정밀 가공기술은 기계 및 전자 부품 산업에서 중요한 위치를 차지하게 되었다. 특히, 원통형상을 가지는 부품의 가공에서 무심 연삭(Centerless Grinding) 공정은 높은 생산성과 정확한 치수 형성의 능력이 있어서 중요한 생산공정으로 발전되어 왔다. 예컨대 각종 Pin, Compressor의 Crankshaft, 소형 축, 연료분사기 등은 무심 연삭 공정을 통하여 높은 정밀도를 얻고 있다. 본 발표에서는 최근 생산 현장에서 요구되고 있는 고효율 연삭 공정을 위한 Shaft류의 외경과 단면의 복합공정 연삭 방법을 기술하였다.(중략)

래핑은 상하정반 사이에 공작물과 공작물을 지지할 수 있는 캐리어를 삽입하여 유성치차운동 방식으로 가공하는 것으로, 오래 전부터 산업전반에 걸쳐 널리 사용되어 왔다. 래핑의 특징은 한번에 많은 수의 공작물을 가공할 수 있어 가공능률이 우수하고, 높은 형상 정밀도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 가공부의 표면 거칠기가 양호하고 가공 변질층이 작다는 이점을 가지고 있다. 특히 박판 형상의 가공물이나 경도에 비해 강도가 취약한 경취성 재질의 가공물을 정밀하고 효과적으로 가공할 수 있기 때문에 최근에는 정밀 기계산업 분야 이외에도 광통신 산업, 반도체 산업, 디스플레이 산업 등에서 그 활용이 점차 증가하고 있는 추세이다.(중략)

정보의 급속한 발전, 컴퓨터, 가전기기, 자동차등 내구 소비재의 제품 개발기간 단축, 생산자의 지속적인 생산성 향상 활동, 소비자 선호의 다양성, 품질 요구 수준 상승 등 제반 환경변화는 절삭가공부분에 있어 핵심이 되고 있다. 여기에 전통적 제조업의 고부가가치화 및 새로운 시스템의 도입 등과 맞물려 최근의 초정밀 공작기계는 고속화, 고정밀화를 바탕으로 크게 발전하고 있다, 특히 21세기로 향하는 지금 공작기계 기술은 고속화, 정밀화, 개방화, 환경친화의 방향으로 혁신을 지속하고 있으며, 머지 않아 마이크로 프로세서의 급속한 발전에 힘입어 고속화 기술은 극 초고속화 단계로, 정밀화 기술은 극 초정밀화 단계로, CNC 기술은 오픈화 및 네트워크화를 통한 다양한 통신기술이 부가됨으로써 설계, 생산, 영업 및 서비스 정보와 연계시켜 통합제어를 통한 타 지역의 공작기계를 원격제어 할 수 있는 단계로 이르게 될 것이다.(중략)

본 세미나에서는 Design for Manufacturing(DFM)의 개념과 인터넷기술을 접목한 '인터넷기반의 설계 및 생산'이라는 개념의 이해를 도모하고자 한다. 전통적인 Over-the-wall manufacturing의 단점인 설계와 제조의 불연속성을 인터넷을 사용하여 개선하는 것이 본 연구의 주 목표이다. 친근한 웹브라우저를 사용자 인터페이스로 사용하여 제조공정에서 얻어진 지식을 설계자에게 디자인 규칙(Design Rule)으로 제시한다. 이를 위해 3 단계 클라이언트-서버를 사용한 통신체계를 구축하고 공정계획에 관여된 프로그램을 개발하였다.(중략)

현재의 제조업들은 극도로 심화된 기업 간의 경쟁과 고객 요구사항의 급변으로 인해 신속한 제품 개발 및 효율적 제조를 요구받고 있다. 생산시스템은 대량생산방식(mass Production)에서 적시/적량 생산방식(lean production)으로 발전해왔고, 최소의 리드타임(lead time)을 갖는 민첩한 생산시스템으로의 발전이 요구되고 있으며, 근래에 새롭게 대두되고 있는 생산 패러다임인 e-Manufacturing에서는 확장된 기업체계 하에서 협업적 제품 개발과 신속 제조(collaborative product development and rapid production)의 달성을 지향하고 있다.(중략)

오늘날, 제조업계는 급변하는 글로벌 시장환경의 변화와 치열한 경쟁에 따른 새로운 도전에 직면해 있다. 이러한 엔드유저 중심의 시장의 요구에 대응하기 위해서는 새로운 기술을 발빠르게 도입하고 제품 개발의 리드타임을 단축함으로써 생산성과 비용절감을 실현할 수 있는 새로운 생산시스템의 패러다임의 도입이 요구되고 있는 시점이다. 최근 인터넷 기술의 급속한 발전과 함께 e-Manufacturing 개념의 도입으로 개별 팩토리(factory) 중심의 프로젝트에서 벗어나 대규모 분산 프로젝트 관리로 초점을 옮겨감으로써 분산화된 글로벌 생산환경의 통합이 실현되고 있다.(중략)

본 연구에서는 미세 물체를 조작하기 위해 젓가락 구조론 가진 3 텅스텐 젓가락형 그립퍼(이후 텅스텐 그립퍼로 명명)와 2 하이브리드 젓가락형 그립퍼(이후 하이브리드형 그립퍼로 명명)를 설계하고 제작하여 장단점을 비교 분석한다. 두 가지 그립퍼의 미세 핑거(Micro fingers)들은 모두 압전 다중 벤더(Piezoelectric Multilayer bender)와 스택(Stack) 구동기로 구동되었다. 그 중 압전 다중벤더는 물체를 잡을 때 굽힘(Bending) 운동을 만들고 스택은 팁간의 끝점이 일치하지 않을 매 일치되도록 잡는 방향과 수직한 방향으로 구동된다.(중략)

B-rep 기반의 솔리드 복원 기법은 비교적 복잡한 물체의 경우에도 복원이 잘 되지만, 후보면의 수가 증가함에 따라 탐색 공간 및 시간이 기하급수적으로 늘어나는 단점이 있다. 빈번한 조합 탐색과 복잡한 기하 연산으로 인해 도면이 복잡해질수록 복원 효율성이 떨어지고, 모호성이 발생하는 문제가 있다. 그러나, 이차 곡면을 포함하는 복잡한 물체에 대해서도 복원이 가능하므로 복원 대상 범위가 넓다고 할 수 있다. CSG 기반의 솔리드 복원 기법은 세 투영면에서 돌출 시킨 각각의 솔리드를 서로 교차시켜서 3차원 물체를 복원하는 방법으로, 복잡한 조합 탐색이나 기하 연산 작업을 하지 않게 때문에 비교적 효율적인 복원이 가능하다.(중략)

디지털 측정장치의 발달에 따라 센서에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 바탕으로 측정결과를 제시하는 경우가 많다. 그러나 아날로그 신호의 디지털화 과정에서는 정보의 유실이 생길 수밖에 없고, 또한 측정 헤드의 dimension 과 sampling interval 등과 같은 측정조건은 측정결과의 신뢰성에 많은 문제를 야기 시킨다. 본 연구에서는 새로운 측정방법을 바탕으로 시장-분산곡선과 Correlogram 법을 이용하여 그 특성을 해석하고, 데이터 샘플링 시 측정조건과 시료내의 변동성이 측정결과인 평균 굵기 및 굵기의 총분산에 미치는 영향을 찾아 보았다.(중략)

충격하중을 받는 재료의 거동에 관한 연구는 공학의 넓은 분야에 깊은 관계를 가지고 있다. 특히 동적하중을 받는 경계조건 하에서 사용되는 구조물을 정밀하게 설계 제작하는 필요성이 고조됨에 따라 여러 재료들의 고변형률 속도로 변형될 경우에 대한 역학적인 성질이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 구조물의 건전성과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 구조물이 실제적으로 받는 여러 조건의 하중하에서의 실험적으로 정밀하게 획득된 정확하고, 완벽한 재료 물성치가 필요하다. (중략)

RUS(공명초음파분광법)는 비파괴 검사법의 하나로서 공명 주파수와 주파수 응답을 매우 정확하게 측정할 수 있으며, 탄성학적인 성질과 이방성을 결정하는데 이용 가능하다. Paul Heyliger와 Hassel Ledbetter는 steel block의 표면 크랙과 복합적층물의 내부 손상을 검출하는데 RUS를 사용하였으며, Jay G. Saxton은 RUS를 이용하여 chops, cracks, voids등을 검출하므로써 RUS의 비파괴 검사기능으로서의 가능성을 찾았다. 현재 광섬유 응용 제품에 많이 이용되고 있는 광커넥터는 초정밀 가공을 필요로 하는 중요한 부품으로서 optical fiber, ball lense로 구성되어진다.(중략)

고도화로 정밀해진 현대 과학기기에는 여러 가지 전자 팩키징 제품들이 쓰이고 있으나 이 제품들은 여러 가지 파손인자들의 영향 때문에 고유의 수명을 다하지 못하고 고장이 발생하게 된다. 전자부품 실장에 이용되는 솔더 조인트의 열화에 관련되는 열 피로와 이온 마이그레이션(Migration) 현상이 솔더 조인트의 신뢰성에 영향을 미치는 가장 중요한 인자로 알려져 있고 이러한 인자 이외에도 여러 가지 요인들이 복합적으로 작용하여 솔더의 접합부분에 피로파괴를 일으킨다.(중략)

능동형 제진 시스템은 전기 등의 에너지 공급을 받아 주변의 진동을 차단하는 시스템이다. 일반적으로 이러한 시스템을 위해서는 압전 소자 등의 높은 힘과 강성을 가지며 분해능이 좋은 구동기를 사용한다. 이러한 구동기 자체의 크기로 인해서 가이드의 길이가 커져 강성이 낮아지는 점과 압전 소자의 구동 거리가 짧은 점을 보완할 수 있는 레버 링키지와 정밀 스테이지를 이용한 능동형 제진 시스템을 개발하였다.(중략)

렌즈는 광학제품의 성능에 직접적인 영향을 미치는 주요 부품으로서, 고정도의 형상 및 안정된 내부물성을 요구하는 정밀 부품이다. 광학 렌즈는 특정 광학계 내에서 입사광이 원하는 위치에 초점을 맺을 수 있도록 굴절시켜주는 역할을 하며, 이를 위해 초점거리, 배율, 렌즈의 성능 등을 종합적으로 고려하여 렌즈의 형상을 설계해야 한다. 이러한 설계과정은 기하광학에 기반한 광선추적(Ray tracing) 기법을 통해 이루어지며, 주로 CodeV, OSLO 등의 상용 광학계설계 소프트웨어를 사용하여 수행되고 있다.(중략)

공리적 설계는 미국 매사추세츠 공과대학의 서남표 교수에 의해 창출되고 보급되어 온 설계이론이다. 그러나 좀 더 정확히 말한다면 설계이론 이라기보다는 일반적인 공학적 과정에 적용할 수 있는 원리를 포함하는 설계프레임워크라 할 수 있다. 기계공학에서의 역학과 같이 설계를 하기 위해서는 과학적인 기본원리에 따라 설계해야 한다는 것이다. 그러므로 공리적 설계는 설계과정에서 설계자에게 과학적 원리를 제공하여 설계자가 이성적이고 논리적으로 설계를 진행할 수 있도록 하여, 시행착오를 줄이며, 좀 더 창조적이고 최상의 설계를 선택할 수 있도록 도움을 주는 것이다.(중략)

최근 자동차/항공기 등의 판재나 구조물을 첨단기능성 재료로 제작하여 연료소비량을 감소시키는 동시에 승객의 안정성을 현저히 향상시키는 초경량/고강도/고강성/고내충격성 재료에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 국내에서는 두개의 금속 박판사이에 3차원 금속 구조체를 대면적에 분포시킨 후, 판재와 구조체를 접합하여 재료의 무게를 현저히 감소시키는 반면 강도/강성/내충격성을 향상시키는 ISB(Internally Structured Bonded)판재 개발에 대한 연구가 시작되고 있다.(중략)

집속체의 드래프트 공정(롤러 인발 공정)의 경우, 선밀도의 변동성(irregularity)은 드래프트 비, 롤러 간격 등의 공정조건과 집속체, 응집도, 엉킴 등으로 대표되는 openness 애 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 유동계 내에서의 집속체 동적거동을 묘사하는 기본 방정식을 바탕으로 openness 와 직접적인 관련이 있는 구성모델의 주요 파라메타($\mu$)의 변동을 auto-covariance function 으로 묘사되는 확률과정 신호(stochastic signal)로 생각하여, 이 신호를 생성하고, 모델 시뮬레이션을 통하여 출력 집속체의 선밀도 변동을 살펴 보았으며, 출력 집속체의 선밀도가 거의 일정하게 유지되는 출력구간 근처에서 선밀도 불균제 특성을 해석하였다.(중략)

최근 전기 전자 장치의 사용이 급속하게 증가하고 있다. AC모터, 프린터, 디지털 컴퓨터, 계산기, 핸드폰 등과 같은 장비들은 많은 전자파를 방출하고 있다. 이러한 전자파에 노출로 암과 같은 질병이 발생할 수도 있다는 논란이 전 세계적으로 관심이 집중되고 있으며, 전자파에너지를 차패할 수 있는 재료 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 일반적으로 금속과 합금이 전자파 차폐목적으로 사용되었다 그러나 이러한 재료들은 중량이 무겁고 가요성이 떨어지는 단점이 있다.(중략)

섬유강화 복합재료는 응용범위가 산업계 전반으로 빠르게 확대되고 있다. 개발 초기에는 하중을 감당하지 않는 이차 구조물에 주로 사용되어 왔으나, 점차 산업 전반의 I차 구조물(Primary Structure)에 쓰이는 등, 그 사용범위가 넓어지고 있으며, 취약한 두께방향 물성 향상의 필요성을 충족시키기 위해 다축경편(MWK) 복합재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다축경편(MWK) 복합재료의 기계적 체결부에 관한 응력해석을 연구하였다.(중략)

복합재료는 단독재료로서는 가질 수 없는 높은 비강성, 비강도 등의 우수한 재료 특성을 가지고 있으므로 산업분야가 다양해지고 경량화를 요구함에 따라 우주/항공 방위 산업, 자동차, 스포츠 등의 여러 분야에 사용되어 지고 있으며, 현재 1 차 구조재로서의 연구가 활발히 진행되어 지고 있다 그러나 복합재료 보 이론의 경우 현재까지 얇은 복합재료 보의 거동에 관한 연구는 활발히 진행되어 왔으나, 아직 두꺼운 복합재료 보의 거동에 관한 이론의 정립은 미비한 상태이며 구조재로서의 복합재료 보를 적용하기 위해서는 두꺼운 복합재료보를 적용하기 위해서는 두꺼운 복합재료 보 이론 모델의 개발이 시급한 실정이다.(중략)

현재 금속 성형공정에 대한 해석법으로 강소성 유한요소법이 널리 이용되고 있다. 강소성 유한요소법에서는 주어진 시간에서 속도장을 얻고 가공물 형상을 시간증분 만큼 갱신하는 과정을 반복하여 비정상상태 금속성형공정의 해석한다. 일반적인 강소성 유한요소법은 형상갱신(Geometry update) 과정에서 오일러법(Euler method)을 이용한다. 오일러법에서는 시간증분의 크기가 해의 정밀도에 중요한 인자이다. 충분히 정밀한 해를 얻기 위해, 작은 시간증분을 이용하여 비정상상태 금속성형공정을 해석함으로써 해석시간이 많이 걸리는 단점이 있으며 형상갱신에 따른 가공물 체적손실(Volume loss)이 발생한다.(중략)

최근의 전자통신 및 정밀의료 부품들은 제품의 경량화 및 집적화로 인해 크기는 작으면서도 많은 기능이 요구되어지는 다기능ㆍ소형화 추세에 있다. 따라서, 부품들은 복잡한 형상에 초고기능과 초정밀도가 요구되어 고강도의 재료와 MEMS 및 Nano-technology로 성형ㆍ가공된다. 이러한 방법은 고비용을 요하며 실용화에 많은 문제점을 내포하고 있다. 반면에 이러한 부품들을 생산단가가 저렴한 전통적인 소성가공기술로 생산할 경우에는 부품의 강도 및 정밀도에 한계를 갖게 된다.(중략)

광디스크 미디어 저장기기에 있어서 음악과 영상을 재생하는 광디스크 플레이어의 기구부품 중 턴테이블은 디스크를 장착, 고정하여 디스크에 기록된 신호를 재생케 하는 광디스크 메커니즘의 중요기능 부품이다. 특히 별도의 클램퍼 없이 턴테이블에 부설된 탄지력만으로 디스크를 장착, 고정하는 슬림형 플레이어에서 스핀들 모터의 회전 시 턴테이블에 장학된 광디스크의 슬립은 재생에러를 야기한다. 스피닝 회전속도가 증가할수록 디스크의 슬립을 방지하기 위해서는 디스크와 턴테이블의 증가된 마찰력이 요구된다.(중략)

벨로우즈는 차량의 배기계나 공장의 덕트 등에 진동 절연을 목적으로 장착되는 부품으로서 제품의 특성상 진동 하중을 많이 받기 때문에 여러 겹으로 설계하는 경우가 많다 또한, 대부분의 제품이 그러하듯이 유한요소해석을 적용하여 제품의 특성을 조기에 평가함으로써 개발의 효율성을 높일 수 있다. 그러나, 여러 겹으로 되어있는 제품의 특성을 그대로 모델링 하였을 때는 유한요소의 수가 지나치게 증가하는 경향이 있기 때문에 해석을 수행하기 어렵다.(중략)

최근 신소재인 선진 복합 재료 중 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하 CFRP라고 한다. )은 비강도, 비강성이 높기 때문에 경량화가 요구되는 여러 분야, 즉 항공기, 인공위성, 원자로, 자동차 산업분야, 조선 산업분야 등 널리 사용되고 있다. 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 구조 부재의 형상은 평판보다는 다양한 형태의 곡면 형상을 뛰는 챌(Shell)의 형상을 갖는다. 또한 이러한 구조물에 충격이 가해 졌을 때 곡면을 갖는 구조물의 충격_응답 및 파괴형태는 평판과는 다른 양상을 보인다.(중략)

구동 및 동력 전달용으로 많이 쓰이는 기어장치는 최근 고속도비에서 사용이 증가함에 따라 다단기어장치의 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 다단 기어장치의 설계는 장치의 파손확률을 고려하지 않고 정적인 하중과 균일한 강도를 유지하는 차원에서 접촉해석과 강도설계 등이 주류를 이루었으며 대부분 설계자의 경험과 감각에 의해 시행착오적이고 반복적인 방식으로 이루어지고 있다. 또한 임의의 시간에서 다단 기어장치가 설계자의 의도대로 작동할 확률인 신뢰성에 대한 연구가 미흡하였다.(중략)

최근 복합재료, 신소재 등 다양한 방법을 통해 빔(beam), 바(bar), 패널(panel) 등 초경량 구조재료가 개발되고 있다. 이중 금속 내부구조재를 가진 접합판재(Inner Structured and Bonded panel, ISB panel)은 3차원 형상의 내부구조재가 강성 및 강도를 증가시키는 반면, 부피의 대부분이 비어있어 비강도 및 비강성을 크게 개선시킨다 일반적으로 다양한 트러스 형태의 금속 내부구조물은 허니컴 형상의 내부구조와 유사한 정도로 기계적 특성이 우수하다.(중략)

스프링은 변위에 상응하는 에너지를 저장하는 기계 요소로서 다양한 분야에 적용되고 있으며, 나선형(helical) 스프링, 와선형(spiral) 스프링, 비틀림 막대, 디스크(disk) 스프링, 판(plate) 스프링, 일정 하중(constant force) 스프링 둥 다양한 종류가 있다. 근래 많이 사용되는 LCD 모니터 가운데 일부는 경사(tilt), 회전(pivot), 방향 전환(swivel) 등 모니터의 각도 변화가 가능하도록 제작되며, 이러한 각도 변화시 사용자가 적절한 반력을 느끼도록 인간 공학적으로 설계되어 있다.(중략)

중량은 항공기의 성능을 좌우하는 주요 변수로써, 최소의 중량 달성이 100여 년 전 라이트 형제가 최초의 비행을 성공한 후, 항공기 개발자들의 주요 관심사였다. 일반 구조물의 최적화를 통한 설계는 구조물의 강도를 유지하면서 중량절감, 비용절감을 위해 널리 사용되고 있다. 하지만, 현재 항공기 구조물에 대해서는 아직 최적화론 통한 설계가 널리 적용되지 않고 있다. 그래서, 항공기에서는 중량절감을 위해 가벼우면서 강도를 큰 알루미늄이 주재료로 사용되고 있다.(중략)

다공성 물질을 건조하거나 습한 환경에 노출시키면 열과 수분이 외부로 전달된다. 열 및 수분 전달로 인한 은도 및 습도의 변화는 물질 체적을 변화시켜 습열 응력을 유발시킨다 즉 다공성 제품의 품질은 외양뿐만 아니라 건조 공정 시의 온도, 수분함유량, 응력, 변형률 등의 공정변수에 크게 영향을 받는다. 최근까지도 다공성 물질의 생산 공정은 다수의 공정변수를 갖는 복합공정이기 때문에 이들의 영향을 정량적으로 평가하는 것은 매우 까다로워 현장 경험에 기초한 기술자의 노하우에 의존해 왔다.(중략)

기계기술의 지속적인 발달과 신기술의 개발로 인해 산업전반의 기반 기술인 기계 장치산업은 점점 복잡해지고 또한 다양화되면서 장치시설을 건전하고 신뢰성 있게 유지하고 관리하는 문제가 중요하게 대두되고 있다. 이중 가스 및 오일을 운송하는 배관은 대부분 지하에 매설되어 있고, 다양한 환경에 위치하여 있는데, 이러한 배관은 설치한지 오래되면 여러 가지 환경적 영향에 의해 부식과 같은 결함이 발생되고(Fig. 1과 Fig 2 참조) 이러한 결함이 성장하여 임계크기에 도달하여 대형 재난으로 발전하는 사고가 종종 보고 되고 있으며 이로 인한 경제적, 사회적 손실이 지대하기 때문에 매우 중요하게 인식되고 있다.(중략)

고무타이어를 주행륜으로 사용하고 무인운전으로 운행되는 고무차륜 AGT 경량전철 차량의 성능최고 속도는 70km/h이고 운행최고속도는 60km/h로 차량 표준사양에서 결정되어 고시되었다. 그러나 차량이 운행되는 노선의 다양한 곡률반경에 따라 제한속도가 결정되어야 하고, 고무타이어가 손상된 경우를 가정한 안전 제한속도도 결정해야 한다. 본 논문의 목적은 설계 및 제작이 완료된 한국형 표준 고무차륜 AGT 경량전철 차량에 대해 운행노선의 곡선반경에 따른 제한속도, 고무타이어의 손상에 따른 안전 제한속도, 그리고 이상의 조건들에 대한 승객의 승차감을 해석하여 제안하는 것이다.(중략)

국내 도시철도차량의 운행이 지속되면서 차량 사고가 발생함에 따라 차량복구의 안전성 확보와 복구보수비용 절감 등에 기여할 수 있는 안전진단 수행체계의 법제화를 통한 도시철도차량의 안전운행 확보가 절실하다. 그러므로 도시철도차량 안전진단은 차량을 복구하기 전 복구 가능여부를 확인하기 위하여 상태평가, 안전성평가 등을 실시하는 것이다.(중략)

일반적으로 동흡진기는 하나의 가진진동수에 의해 진동하는 감쇠가 작은 기계나 구조물에 효과적으로 적용되고 있다 대부분의 동흡진기의 적용 사례는 주 진동이 유발되는 부위, 또는 진동을 억제해야하는 부위에 직접적으로 동흡진기를 부가하여 효과를 얻는 방식을 택하고 있다. 그러나 절연기를 설치 할 수 없는 경우라든지, 절연기로는 한계가 있는 경우, 이미 설치가 완료된 기계 시스템에 절연 변경이 곤란한 경우 또는 국부 진동모드에 대한 진동저감을 할 때는 동흡진기에 대해 보다 일반적인 접근 방법이 필요하며 질량과 스프링계를 부착하기 힘든 경우나 억제시키려는 부위에 설비나 기기의 성능을 저해할 수 있는 경우에는 부득이 그 위치를 변경시켜 줘야 할 경우가 생긴다 할 수 있다.(중략)

대부분의 금속 재료는 제조 공정 중에 인장, 압축, 압연, 압출, 인발 등 소성 변형을 수반하는 가공의 단계를 거치게 된다. 가공 단계에서 가해준 변형률 및 이에 따라 형성된 전위구조 등은 생산재의 기계적 성질에 많은 영향을 미친다. 그리고 소성 변형이 수반되는 또 하나의 과정은 피로, 크리프 손상 등의 소성 변형을 수반하게 되는 기계적 손상이다 이러한 기계적 손상에 의해서도 전위가 도입되며, 전위의 집적부위에서 균열이 생성되기도 한다. 따라서 기계적 손상을 비파괴적으로 평가하는데 있어서도 소성 변형의 영향을 파악하는 것이 하나의 중요한 문제가 된다.(중략)

현대 산업기술발달과 구조변화는 각 국에서 생산되는 제품과 원자재 등의 상호교역을 더욱 활발하게 하였다. 이러한 수요 증대에 부응하기 위하여 각 국에서는 물자의 원활한 운송과 처리를 위한 연구가 계속 이루어지고 있는 실정이며, 최근에는 규격화된 컨테이너를 이용하여 한 번에 많은 양의 물류를 여러 국가로 운반할 수 있는 초대형 컨테이너선과 이를 항만에서 양ㆍ적하 하기 위한 컨테이너 크레인과 같은 항만하역장비에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.(중략)

탄소섬유강화 적층재(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 이하 CFRP)는 강성도는 뛰어나지만 충격특성에는 취약한 단점이 있다. 따라서 충격저항과 충격에너지 흡수율이 상대적으로 우수한 유리섬유강화 적층재(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP) 및 아라미드섬유강화 적층재(Aramid Fbier Reinforced Plastic, 이하 AFRP)를 CFRP 적용분야에 대체하고 점차적으로 피로특성을 개선시켜 나간다면 특성이 더욱 개선된 제품을 사용할 수 있을 것으로 판단된다.(중략)

Carbon/epoxy는 기존의 금속재료에 비해 피로강도 및 기계적 특성이 매우 우수하다. 따라서 최근 튜브형태의 Carbon/epoxy 활용방안이 부각되고 있다. 그러나 Carbon/epoxy는 탄소재료의 특성상 고압, 충격 및 부식에 매우 취약하다. 또한, 장기간 고압피로 및 크리프에 노출될 경우, 금속재료에서는 관찰할 수 없는 층간분리(delamination)가 발생된다. 이러한 층간분리는 섬유방향과 평행하게 진전될 때 급격한 파손을 야기하므로 층간분리에 대한 메커니즘을 이해하고 그 방지책을 강구하는 것은 매우 중요하다.(중략)

하이브리드 복합재료 중에서 적충형태의 Al/GFRP는 단일재 알루미늄에 비해 피로특성, 비강도, 비강성 등이 매우 우수하여 Fig. 1과 같이 항공기 주익 구조에 주로 적용된다. 그러나 이러한 Al/GFRP 적층재 역시 장시간에 걸쳐 비행하중을 받게 되면 다양한 형태의 파손이 발생할 수 있다. 이 중 알루미늄층과 섬유층 사이에서 발생하는 층간분리는 Al/GFRP 적층재의 대표적인 피로파손 형태이며, 현재 이러한 파손은 다 방면으로 연구되고 있다.(중략)

현재 플라스틱 제품의 재료 절감을 통한 원가 절감과 아울러 기계적 성질을 더 향상시키거나 유지하기 위한 초미세 발포 공법이 주목받고 있다. 이론 위해 많은 연구가 진행되어 왔으나 아직까지도 셀의 미소화, 균일화 그리고 표면 품위 등을 위한 지속적인 연구가 요구되고 있다. 초미세 발포 사출에서 셀의 형상에 영향을 주는 인자는 여러 가지이다 우선 사출 속도에 영향을 받으며, 사출 온도에 따라서도 많은 영향을 받는다.(중략)

기계 및 구조물의 설계시에는 허용응력 이하의 설계 조건으로 설계하지만 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템의 경우에는 피로에 의한 파괴 현상이 나타나게 된다. 대부분의 기계 및 구조물은 사용시 변동 하중 상태에 놓이는 경우가 많게 되고 이로 인해 변동 응력이 작용되며 그 재료의 정적 강도보다 상당히 작은 간이라도 반복횟수가 증가함으로써 금속재료의 강도가 저하되어 결국 피로 파괴가 발생한다. 자동차, 항공기, 압축기, 펌프, 터빈 등과 같이 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템에서 일어나는 파괴 현상 중에서 피로 파괴가 차지하는 비율이 점차 늘어나고 있다.(중략)

벨로우즈는 형상자체가 가지는 유연성으로 인하여 배관시스템에서 발생하는 변형을 흡수하여 시스템의 파손을 방지하기 위해 주로 사용한다. 특히 자동차, 항공기, 선박의 파이프 배관시스템 설계시 열, 고압에 의한 변형 방지, 배기계의 진동 흡수 등을 위해 가장 널리 사용되고 있다. 또한 벨로우즈는 파이프라인에는 모든 경우에 사용이 가능하고, 설치와 유지보수가 간단하다는 이점이 있다.(중략)

베어링리스 모터는 기존의 전동기와 자기베어링을 결합한 기술로 축 길이가 줄어들어 회전 속도를 높일 수 있으며 소형화가 가능하다는 장점이 있다(Fig. 1). 베어링리스 모터를 설계하기 위한 첫 번째 단계는 베어링리스 모터의 수학적 모델을 도출하는 것인데, 기존의 연구에서 부상용 전류와 부상력의 관계는 잘 정립되어 있다. 그러나, 회전자의 변위에 따른 부상력의 변화는 명확히 정의되어 있지 안다. 본 논문에서는 분산 자기 회로 이론을 이용하여 회전자의 움직임에 따른 부상력의 변화를 스프링계수의 형태로 모델링하였다.(중략)

등통로각압축(ECAP, Equal Channel Angular Pressing)공정은 다결정의 재료 덩어리를 두 채널(channel)이 일정하게 교차하는 형태의 금형에 통과시켜 단면적과 단면 형상의 큰 변화 없이 압출하는 성형법으로 다른 공정에 비해 상대적으로 낮은 압력으로 재료에 소성변형을 발생시켜 입자를 미세화 시킬 수 있으며, 기존의 분말야금에 의한 방법에 비해 상용재료를 포함한 광범위한 금속 및 합금에 적용이 용이한 점과 재료 내부에 기포가 거의 잔류하지 않는 점등의 장점을 가지고 있다.(중략)

우리나라는 신발 생산 특히 부품소재 부분에서 세계적인 경쟁력을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있으며, 이 중 E.V.A midsole은 가볍고 충격흡수성 등과 같은 특성이 매우 우수하여 샌달의 midsole 부품으로 널리 사용되고 있지만 현재의 midsole 제조방식은 생산성의 한계에 직면하고 있다. 즉, 패턴 갑피(upper)와 Phylon mold를 각각 생산한 후 별도의 공정에서 두 제품을 접착하여 샌달을 만들기 때문에 두 제품을 따로 생산하므로 현재와 같은 방식의 제조에 의한 기존 방식의 샌달은 제작비용의 증가 및 생산성 저하 등의 여러 가지 문제점을 가지고 있어 보다 새로운 일체형 자동화 사출 mold에 의한 샌달 제조방식의 필요성이 절실한 실정에 있다.(중략)

이 연구의 목적은 IT 기술을 사용하여 가상으로 기구 설계를 할 수 있는 소프트웨어를 개발하여 설계자들이 많은 시행착오를 줄이고 변경된 설계를 좀더 라르고 편리하게 설계에 적용할 수 있게 하는 것이다. 로봇 링크 설계시, 파라메트릭 기능이란 여러 개의 링크와 여러 개의 조인트로 연결된 기구에서 한 링크의 길이 또는 한 조인트의 각도를 변경시켰을 때, 그 링크 또는 조인트 뒤에 연결된 모든 링크들과 조인트들의 위치가 동시에 자동으로 변경되게 하는 기능을 말한다.(중략)

다단 냉간단조 공정에서는 결함이 없는 재료의 유동, 금형내부의 완전한 충만과 금형의 수명향상 등을 위하여 예비성형체의 설계가 중요시되고 있다. 특히 최근 제품의 정밀도에 관심이 집중되어 냉간 상태에서 완제품으로 성형하여 후속 기계가공을 없앰으로써 재료의 절약, 에너지 절감, 가공공정수 단축 등 냉간단조를 고부가가치 가공의 유력한 수단으로 응용하려는 추세이다. 이러한 경우 예비성형체의 형상은 제품의 정밀도와 금형의 수명에 지대한 영향을 미친다.(중략)

현재 개발이 진행 증인 한국형 표준 고무차륜 AGT 경량전철 차량의 개발시험은 크게 주요 부품에 대한 구성품 시험, 제작 완료된 차량의 완성차 공장시험, 시험선에서의 주행성능시험 둥 3단계로 나누어 실시된다. 이들 중 2번째 단계인 완성차 공장시험은 2량 1편성으로 설계 제작된 시제차량에 대해 개발 요구사항 및 요구사양의 만족도, 시험선에서 본격적으로 수행되는 주행성능시험 전에 인프라(전력공급, 주행선로)와의 인터레이스 만족도를 확인하는 단계이다.(중략)

무단변속기는 속도비를 연속적으로 변화시킬 수 있고, 자동차에 적용할 경우 엔진속도를 차량속도와 독립적으로 제어함으로써 동력성능과 연비성능을 동시에 만족시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 무단변속기는 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있으나, 이들 대부분은 자체적으로 중립(geared neutral)을 구현할 수 없거나 효율과 수명 측면에서 기존의 유단변속기(기어 변속기)보다 불리한 단점을 가지고 있다.(중략)

최근 철도 차량은 안전성, 정시성, 대량 수송성이 우수하여 수송수요가 증가하고 있으며, 열차운행 횟수의 증가와 차량의 고속화로 운행조건이 가혹해짐에 따라 이에 대한 절대적인 안전성과 높은 신뢰성이 요구되고 있다. 철도차량과 같이 반복하중이 연속적으로 작용하는 구조물의 설계에 있어서는 구조물의 사용 환경이나 재료의 피로특성을 최우선의 고려사항으로 간주해야 한다. 실제로 철도차량의 대차 프레임은 맞대기 용접으로 제작되어 있으며, 용접부에서 파손이 발생하고 있다.(중략)

내압을 받는 압력관의 파괴는 원주방향의 응력이 주된 요인이므로, 압력관의 안전성을 평가를 위해서는 원주방향의 인장특성을 아는 것이 필요하다. 소형 압력관의 인장특성을 평가할 때, 정확한 원주방향의 인장특성을 알기 위해서는 관으로 가공된 후의 재료로 시험해야 하지만, 부피의 제약으로 인하여 원주방향으로의 표준 인장시험편을 제작하지 못하므로 가공하기 전의 재료의 물성치를 사용하고 있다. 이를 개선하고자 원주방향의 인장특성을 평가하기 위한 방법의 하나로 링 시험법(ring test)이 있다.(중략)

결정적인 알고리즘과 입력정보의 사용은 평가된 해석과 실제 시스템 값과의 차이로 잘못된 결론을 이끌지도 모른다. 실제 시스템은 대부분 각각의 입력 매개변수들(input parameters)과 관계된 넓은 공차 영역(tolerance band)을 가지고 있어서 입력정보로 하나의 단일한 값을 할당하는 것이 어렵다. 단일 입력에 대한 한가지 해는 변동의 이해 없이 제한된 값이라는 것을 인식할 필요가 있는데 대개 결정론적 설계는 형상과 관련된 치수변동, 항복강도나 부재의 밀도, 탄성계수와 같은 재료 물성치의 불확실성(uncertainty)과 시스템에 작용하는 하중의 변동 등을 직접 고려하지 않고 설계를 수행하기 때문에 수용할 수 있는 오차의 범위 안에서 시스템의 응답을 정확히 평가하기가 쉽지 않았다.(중략)

반도체 집적회로 제작 기술을 기반으로 하여 각종 물리량 감지를 위한 미세기계구조물과 각종 물리량의 전기신호로의 변화, 증폭, 보정을 위한 전자회로를 동시에 제작하여 하나의 칩 상에 집적화시킬 수 있는 MEMS 기술이 등장하게 됨에 따라 센서의 소형화, 경량화, 다기능화, 고성능화와 함께 비용을 최소화할 수 있는 장점을 가진 반도체 센서가 급격하게 개발되어 자동차 산업에 상용화되고 있다. 특히 반도체 압력센서는 엔진 제어용 MAP센서에서 가장 먼저 상품화되었으며, 현재 타이어압 센서 그리고 탱크 연료압력센서가 상품화되었고, 에어콘 압력 센서등도 실리콘 센서로 대체하기 위한 단계에와 있다.(중략)

유압시스템은 1795년 J. Bramah가 물을 작동유체로 사용한 Press를 개발해 사용한 이래 2세기 이상 인간생활의 다양한 분야에 이용되어 왔다. 초기 유압시스템은 쉽게 구할 수 있고, 저장이 용이한 물을 작동유체로 사용하였다. 그러나 물은 부식성, 낮은 점성계수로 인한 저 윤활성과 많은 누설량, 그리고 저온에서의 동결 등과 같은 문제점을 가졌다. 당시에는 물에 대한 부식성이 없는 재료나 물의 누설을 막을 수 있을 만큼의 가공기술이 부족하였으므로 이러한 물의 문제점을 해결하기 위해 1906년 Wiliams와 Janney가 물 대신 기름을 작동유체로 사용하기 시작했다.(중략)

최근의 자동차 산업의 발달과 컴퓨터 산업의 발전으로 인해 컴퓨터를 이용한 연구개발이 중요시되고 있다. 때문에 CM (Computer Aided Engineering) 분야는 설계의 비용과 손실을 줄이고 좀 더 경쟁력 있는 제품을 생산하기 위한 방편으로 자리 잡고 있다. 다물체 동역학 해석 분야는 기존의 실험으로는 해석하기 어려웠던 복잡한 자동차의 거동 해석을 가능하게 함으로서 설계에 있어 좋은 방향을 제시하고 있다.(중략)

형상기억합금은 2원 또는 3원 합금에 의해 외력과 온도 변화에 따라 오스테나이트 상과 마르텐사이트 상으로의 상변환을 유발한다. 이와 같은 형상기억합금은 두 가지의 고유한 특성으로 인해 최근에는 의학용 기구나 소형 액츄에이트 및 여러 분야에서 적용되어지고 있다. 이때 형상기억합금의 고유한 특성은 모상인 오스테나이트 상의 형상을 기억하여 외력에 의해 마르텐사이트 상으로 변형된 후에도 오스테나이트 종료온도 이상으로 가열하게 되면 원래의 형상으로 되돌아가는 형상기억 효과와 오스테나이트 종료온도 이상에서 넓은 탄성 영역을 가지는 초탄성 효과 등이다.(중략)

고성능 섬유강화 복합재료는 단위 중량당 강성과 강도가 높으면서 가격도 저렴하여 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있으며 특히, 경량임에도 충격에 대한 저항성이 우수하여 방탄재료로의 군사적, 민간용 이용도가 날로 증가되고 있다. 그러나 고속 충격 탄자와 같이 관통성이 뛰어난 위협 조건으로부터의 방호를 목적으로 장갑을 설계할 매는 단일 재료만으로는 충분한 방탄 성능을 가질 수 없는 경우가 많다. 이런 경우는 충격 전면에서 충격 탄자의 탄두를 일차적으로 무디게 하거나 파쇄시켜 탄자의 형상을 변화시키고, 변형된 탄자의 계속적인 관통에 대한 저항능력이 우수한 재료를 사용하여 두가지 성질을 동시에 만족시키는 장갑재료의 개발이 요구되고 꾸준히 연구되어 왔다.(중략)

철도차량용 주행장치인 대차는 차체의 하중을 지지하고, 승객 및 차량의 안전, 주행성능 및 승차감에 지대한 영향을 미치는 핵심 구조부품이다. 주행장치는 크게 대차틀, 차륜 및 차축, 1차 2차 현가장치, 제동장치, 전동기 및 동력전달장치 등으로 구성되며, 대차틀은 형상이 복잡하고 하중을 직접 지지할 뿐만 아니라 하중조건도 정적 및 동적하중이 복합적으로 작용하고 있다. 대차틀은 차체 자중 및 승객 하중에 의한 정하중과 곡선주행, 제동시 발생하는 하중 및 불규칙한 선로와 차체, 주행장치, 윤축의 운동모드에 의한 동하중을 받고 있다.(중략)

고성능 섬유강화 복합재는 비강성과 비강도가 높고 내부식성과 피로특성이 우수하지만 외부에서 가해지는 하중에 의해 수지, 강화섬유와 수지와의 경계면, 적층 경계면 등에 육안으로 식별하기 어려운 손상이 유발될 가능성이 있으며 이로 인해 구조재로서의 역할을 하지 못하는 경우가 발생한다. 최근에는 외부하중으로 인해 복합재 구조재에 손상이 발생한 경우 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐을 이용하여 손상을 보수하려는 시도가 행해지고 있다.(중략)

본 연구에서 대상으로 하는 회전형 세정수 제어시스템은 비데용으로 사용되는 것으로, 크게 스테핑 모터부와 스테핑 모터에 의해서 구동되는 회전형 셀렉터부로 나눌 수 있으며, 셀렉터부는 비데, 일반세정, 국부세정, 건조의 4가지의 기능을 수행하는 구조로 되어있다. Fig. 1에 보이는 구조에서 상부셀렉터(upper selector)는 하부셀렉터(base selector)와 내부 자석사이에 위치해 있으며, 스테핑 모터의 초기 설정된 입력펄수 수에 비례하여 회전운동을 하고 해당 분사지점에 위치하게 된다.(중략)

풍력발전시스템은 풍력을 동력원으로 하여 풍차 블레이드를 회전시킴으로 발생하는 동력이 발전기를 작동하여 전기를 발생시키는 무공해 발전시스템의 하나로서 현재 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 일반적으로 저 회전 고 토크 특성의 풍력에너지를 고 회전 저 토크 특성으로 작동되는 발전기로 전달하기 위하여 증속기를 사용한다. 풍력발전시스템용 증속기는 지상에서 높고 제한된 공간 내에 위치하게 되어 보수가 용이하지 못하므로 최적화한 구조 및 높은 신뢰수명이 요구된다.(중략)

CD-ROM에서 생성되는 소음은 구조소음과 공력소음의 분포비율을 생각해 볼 때 하드디스크 등의 경우와는 다소 다른 특성이 있는데, 구조적으로 차폐나 디스크의 크기 및 회전속도 등의 차이로 인해 공력소음의 비중이 매우 커진 점을 들 수 있다. 공기역학적으로 생성되는 소음은 구조소음의 경우와는 다르게 에너지 분포가 주기성을 찾아보기 어려우며 널은 주파수 대역에 고루 분포하는 특징이 있다.(중략)

미국에서 발명된 초미세 발포기술은 기존의 발포공법과는 달리, 가스(CO2, N2)에 의해 재료에 생성된 기포(셀)의 크기가 loom이하인 작은 셀이 재료 내에 고르게 분포되도록 하여, 기존의 발포재료보다 나은 기계적 특성을 유지하도록 하였다. 그 결과, 제품의 재료비를 절감하기 위해 연구된 MCPs는 기존의 발포기술과는 달리 재료의 기계적 강도 저하를 극복하고 충격 강도와 인성의 향상을 가져왔다. 그리하여, 현재 국내의 자동차업체의 범 퍼 및 내장재로의 사용을_시작으로 산업의 다각적인 분야에 이용되고 있다.(중략)

초미세 발포 플라스틱(MCPs; Microcellular Plastics)공정은 기존 발포 플라스틱의 장점을 보존하면서도 그 동안 발포 플라스틱의 단점으로 지적되어온 충격강도, 인성, 경도 등의 기계적 특성저하를 개선하기 위하여 개발되었다. 플라스틱 내에 지름 수 십 $\mu\textrm{m}$ 내외의 기포를 $10^{9}$-$10^{15}$cel1/㎤의 밀도로 발생시키는 초미세 발포공법은 내부의 미세 구조로 인하여 재료비를 절약하면서 우수한 기계적 특성을 나타내는 플라스틱 재료를 성형할 수 있게 하며, 발포제로 초 임계 상태의 불활성 기체($CO_2$, $N_2$, etc)를 사용하기 때문에 기존의 발포 공정에서 발포제로 사용했던 유해 화학 물이나 프레온, 부탄으로 인해 발생할 수 있는 환경 문제를 해결할 수 있다는 장점을 지닌다.(중략)

산업과 경제의 발달로 그 수요가 급속도로 증대되고 있는 항만물류를 처리하기 위한 여러 가지 항만하역장비에서 가장 핵심은 컨테이너를 선박에 양ㆍ적하하는 장비인 컨테이너 크레인이라 할 수 있다. 최근에는 이러한 컨테이너 크레인도 초대형 컨테이너선의 출현으로 인하여 이에 맞는 구조나 작동 방식을 보유할 수 있도록 연구가 활발히 진행되고 있다.(중략)

실제 작용하는 하중상태는 요소의 형상과 작용하중의 복잡성 때문에 혼합모드 하중상태를 나타낸다. 또한 혼합모드 피로균열은 전파과정 동안 부재의 구속형상이나 외부 작용하중의 급격한 변화에 의해서도 영향 받게 된다. 이로 인하여 피로균열은 균열선단에서 지속적이면서 급격한 응력 재분배의 상태를 경험한다. 그러므로 다양한 응력 재분배 상태에서의 혼합모드 피로균열에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 응력 재분배상태 하에서 나타나는 혼합모드 피로균열의 전파거동에 대한 특징이 실험적으로 고찰되었다.(중략)

현재 우리나라는 원자력에 의한 전력량이 전체 용량의 40 ％에 이르고 있으며, 장기전력 수급계획에 의한 2015년까지 운전예정인 28기 원자력발전소로부터 발생하여 누적될 것으로 예상되는 사용후핵연료는 Fig. 1에서 보이는 바와 같이 총 36,000 tHM (PWR 20,000tHM ＋ CANDU 16,000tHM)에 이를 것으로 전망된다. 이러한 사용후핵연료는 고준위폐기물로 분류되며, 지하 수백미터에 위치한 암반에 처분하는 개념에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.(중략)

최근 컨테이너 크레인이 대용량화되고 사용대수가 증가하게 됨으로써 여러 가지 사고 위험과 문제점이 함께 증가하게 되었다. 대표적으로 돌풍이나 태풍으로 인해 정지해 있던 크레인이 강한 풍하중을 받게 되면 레일 상에서 컨테이너 크레인이 밀리게 되는데, 한번 밀리기 시작하면 자체의 높은 관성력으로 인하여 이를 정지시키기가 매우 힘들게 되어 대형사고로 이어질 수 있다. 실례로 2an년 태풍 매미로 인하여 부산항 컨테이너 크레인이 바람에 밀려 붕괴되는 사고가 발생하기도 하였다.(중략)

보일러에서 연소된 후 배출된 가스는 탈황목적으로 설치된 흡수탑 내에 유입되어 Slurry Spray Nozzle에서 분사된 Limestone Slurry에 의해 배기가스중의 SO$_2$를 흡수한 다음 반응조로 떨어지게 되지만 분사된 액적의 일부는 배기가스의 압력에 의하여 같은 유동 방향으로 미세한 Mist의 형태로 배기가스와 함께 흡수탑의 Outlet Duct를 통해 빠져나간다. 이 Mist(액적크기 40 $\mu\textrm{m}$이하)에는 고형 성분이 함유되어 있는데 보통 Chloride농도가 높아 탈황설비 후단 (duct, GGH, Stack)에 plugging, 부식 등의 문제를 유발하므로 Spray Header상부에서 Mist Eliminator를 설치하여 Mist를 제거하도록 한다.(중략)

현재 자동차관련 산업 및 기계 산업에 이용되고 있는 기존의 Forming type의 컨베이어 시스템은 인장력에 의해 hinge belt plate가 늘어지는 현상이 발생하고 이 현상에 의하여 소음 기계의 마모 등의 고장의 원인이 되어왔다. 이에 이러한 현상을 줄이기 위해 H/B의 소재 두께를 높이므로 강성은 증가하는 반면에, 단위중량이 무거워지는 단점이 있으며, 또한 제품을 성형하는 금형의 강도와 수명 및 크기가 한정되어 있어 수요자의 다양한 요구에 부응하기 어렵다.(중략)

전동차의 차체는 최대승객하중의 운행조건 하에서 시스템의 기능을 만족하도록 강성 및 강도를 갖도록 되어 있으며, 수직하중 및 수평하중을 지지하는 언더프레임(Under Frame), 측벽의 하중을 지지하는 측면구조틀(Side Frame) 지붕을 구성하는 지붕구조틀(Roof Frame), 끝막이 골조(End Frame)로 구성되어 있다.(중략)

구조물에 있어서 진동은 소음을 유발하며 구조물을 불안정하게 만드는 요인이 된다. 특히, 저주파 진동은 구조물에 미치는 영향이 크므로, 유연구조물의 저주파 진동모드들을 우선적으로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 압전세라믹을 작동기로, 압전필름을 감지기로 사용하였고, 능동 제어 알고리즘의 하나인 적응형 디지털 PPF(Positive Position Feedback) 제어기를 구성하여 유연 외팔 평판과 열린 박스 구조물에서 저주파 진동을 감소시켰다.(중략)

하나 또는 다수개의 압전액츄에이터(piezoelectric actuator)로 구성된 시스템에서 구동 효율을 높이는데 직접적인 영향을 미치는 고정밀과 빠른 응답 특성을 구현(implementation)하기 위하여, 입력전압에 대하여 출력전압이 선형적으로 추종하고 주파수 가변(variable)이 독립적이며 순차적으로 제어가 가능한 위상가변(phase shifting)형 압전액츄에이터 구동장치의 설계가 필요하다. 구동신호론 증폭하고 가변하는 고전압 증폭 구동장치는 압전액츄에이터 구동에 직접 영향을 주게 되므로, 이의 특성인 고주파에서의 위상지연 보상, 높은 회전비(slew rate)로 고전압에서 정현파의 찌그럼짐을 방지, 전압이득의 가변 및 안정화, 입력 및 출력 임피던스의 개선과 주파스 대역폭(band width)의 확장 등은 매우 중요하다.(중략)

회전축계는 발전기의 터빈이나 가스터빈 그리고 항공기의 회전익, 선박, 자동차등 산업전반에 널리 사용되어지고 있다. 이러한 회전축계의 안정성 확보와 성능향상을 위해서는 정확한 동적 모델링이 필요하며 지금까지 많은 연구가 되어 왔다. 일반적으로 회전축계의 동특성 이론 모델은 회전관성, 자이로모멘트, 전단변형을 포함하는 티모센코 축 요소를 널리 사용하고 있으며, 많은 연구를 통해 그 유용성이 입증되어 왔다.(중략)

양전자 단층촬영(PETㆍ Positron Emission Tomography)에 가장 널리 사용되는 방사성의약품인 FDG는 방사성동위원소인$^{18}$ F가 사용되며, 이는 안정물질인 H$_2$$^{18}$ O을 액체표적에 주입한 후, 고 에너지의 양성자빔을 조사하여 생산한다. 표적은 내화학성 및 높은 인장강도론 가진 재질인 titanium으로 제조하며, 0.075mm의 얇은 박판이 양성자빔 입사부에 사용된다. H$_2$$^{18}$ O가 주입된 표적에 양성자빔이 입사되는 순간 표적 내부는 높은 에너지로 인하여 표적물은 고온상태로 기화가 일어나고 이것이 압력을 증가시켜 target window는 바깥쪽으로 팽창한다.(중략)

실제 사용중인 기계나 기계구조물은 다양한 환경 및 복잡한 설계조건으로 인하여 변동하중과 다축에서 작용하는 혼합모드 하중 상태에 놓이는 경우가 대부분이다. 하지만, 순수 모드 I 하중상태 하에서의 연구는 활발히 이루어졌으나, 실제 구조물에서 대부분 발생하는 혼합모드 하중상태 하에서의 연구는 아직 부족한 실정이다. 또한 기계구조물내의 많은 성분요소에 존재하는 작용 하중 방향에 수직적이지 않게 되며, 초기균열의 균열선상에서 성장하지 않는다.(중략)

주)태양금속에서 고속화차 용접구조형 대차를 채택하여 화차론 제작하였는데 한국철도기술연구원에서는 대차의 구조강도론 검증하기 위해 구조해석을 시행한 후 스트레인게이지를 실재 대차에 장착하여 정하중 시험을 시행하였고 또한 진동가속도계를 차체 및 대차프레임에 장착하여 주행안전성과 관련된 진동성능시험을 시행하였다. 본 논문은 새로 개발된 용접구조형 대차 및 이를 장착한 화차에 대해 대차프레임의 강도 검증과 화차의 안정성 여부를 판단하기 위한 시험을 시행한 결과에 대한 내용이다.(중략)

최근에는 자동차용 범퍼(Bumper), 인판넬(In-panel), 도어판넬(Door panel), 도어가니쉬(Door Garnish) 등과 같은 대형 사출성형품을 성형하기 위한 금형설계에 핫 러너 시스템(Hot Runner System)에 밸브 게이트(Valve Gate)를 채용한 밸브 게이트 시스템을 많이 사용하고 있다 이 시스템을 사용함으로서 성형 싸이클타임의 단축, 수지 스크랩의 감소 등의 말은 장점이 있으나, 실제 성형작업 적용 시 밸브 게이트의 작동순서 및 개폐시간의 제어 등에 정확한 표준이 없어 시험 사출시 최적 성형조건의 셋팅이 많은 시간을 소모하고 있는 문제점이 있다.(중략)

편마비 환자의 보행운동 개선을 위한 보조기구로 족부보장구(Ankle Foot Orthosis, A.F.O.)가 활용되고 있다 족부보장구는 Fig. 1에 제시한 바와 같이 보행특성상 무수히 반복되는 충격과 굽힘하중을 받는다. 따라서 족부보장구용 재료는 피로특성이 우수한 탄소섬유 강화재(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 이하 CFRP)를 주로 사용한다. 그러나 CFRP의 상용재인 프리프레그(prepreg)는 강한 이방성의 단방향 섬유이므로 섬유방향과 하중작용방향의 관계에 매우 민감하다.(중략)

일반적으로 접촉 피로 마멸은 구름 또는 미끄럼 접촉시 작용하는 반복 응력에 의해 표면과 표면 아래에 균열이 형성되고 성장 및 합체의 과정을 거쳐 표면의 일부가 떨어져 나가는 손상으로 기어나 캠-롤러, 구름 베어링과 같이 구름-미끄럼 접촉상태로 운전하는 기계요소에서 가장 중요하게 고려되어야 할 파손 메커니즘이다. 특히 기어나 구름 베어링 같이 고주기 접촉 피로 특성을 지니는 기계요소의 수명은 피로수명 실험과 통계적 기법을 이용한 Weibull 이론을 기초로 한 수명식을 대부분 사용하고 있다.(중략)

최근 급속히 성장하고 있는 광통신산업의 발전에 있어서 주목할 만한 경향 중에 하나는 제품의 소형화 및 집적화라 할 것이다. 마이크로 광모듈 접속/조립 시스템은 광모듈을 소형화하고 고기능성 광통신 부품의 개발에 있어 가장 필요한 장비이다. 이에 본 연구에서는 초소형 광모듈 접속/조립 시스템을 개발하기 위하여 두께가 약 30 $\mu\textrm{m}$인 박막형 필터와 렌즈일체형 파이버를 접속/조립할 수 있는 시스템을 개발 및 초소형 광통신용 1$\times$1 OADM(Optical Add/Drop Module) 모듈을 제작하였다.(중략)

최근 휴대폰, 디지털 카메라, 캠코더, MP3 플레이어, 노트북 PC 등 휴대용 디지털 기기의 보급이 확산되면서 휴대용 저장장치의 수요가 급증하고 있다. 휴대용 저장장치의 요구사항으로 초소형화, 대용량화를 들 수 있는데, 이를 만족할 수 있는 기술로 사용될 수 있는 것이 Blu-Ray를 이용한 광 저장장치이다. 초소형 광저장장치에 사용되는 3cm 디스크에는 1.5Gbyte를 기록할 수 있으므로 기존의 휴대용 저장장치에 비해 가격이 저렴하며 대량배포가 가능하다.(중략)

최근에 급속히 성장하고 있는 광통신, 전자, 생명산업 등의 발전에 있어서 주목할 만한 경향중의 하나는 제품의 소형화 및 집적화라고 할 것이다. 현재 제조되고 있는 초정밀 미세 가공 부품 및 제조시스템은 반도체 공정에 기반을 두고 생산되고 있다. 반도체 공정은 기본적으로 웨이퍼 규모의 소형제품 제조에 최적화 되도록 제조시스템이 설계 및 제작되어 있다 그리고 광통신 분야에 사용되는 광기능성 소자는 벌크형 광부품 및 광섬유형 광부품 기술에서 평면 광도파로형(PLC) 광부품으로 발전되고 향후 평면 광도파로형 부품은 집적화되어 광IC화로 발전하고 있다.(중략)

최근 MEMS공학의 발전으로 미소 가공물과 그 미소 가공물을 가공하는 공작기계의 발전이 두드러지고 있다. 마이크로 성형기는 이러한 미소 가공물을 만드는 공작기계들 중의 하나이다. 마이크로 성형기(micro former)는 마이크로 홀(micro holl)을 만드는 성형기로써 크랭크 축의 회전에 의한 펀치의 직선 운동으로 마이크로 홀을 뚫는 성형기이다. 마이크로 홀을 성형할 때에는 상하, 좌우의 미세한 변위가 생길 수 있다.(중략)

최근에 급속히 발달하고 있는 나노 기술(NT)파 생명공학 기술(BT)로 인해 미세한 영역에서의 역학적 측정이 중요시되고 있다. 질량, 힘, 온도, 압력 등의 기본적인 물리량들의 정확한 측정이 거시세계와 마찬가지로 나노 물질의 제조, 현상의 규명에 필수적인 요건이기 때문이다. 이중에서 미세 힘측정은 나노 압입 시험, 탄소나노튜브의 기계적 특성측정, MEMS 구조물의 특성평가, 근육 세포의 근력측정, DNA나 생체 분자력 측정 등 광범위하게 사용되고 있다.(중략)

1996년 Chou 등이 개발한 가열방식의 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography, NIL)은 선폭 100nm 이하의 나노구조물을 경제적으로 제작할 수 있는 대표적인 나노패턴닝(nano-patterning) 공정으로 많은 기대가 모아지고 있으나, 열변형에 의해 다층정렬이 어렵다는 점과, 점도가 큰 레지스트(resist)를 임프린트하기 위해서는 고압(∼30 bar)이 필요하다 점 등의 문제점이 있다. 이를 해결할 수 있는 방법으로 UV 나노임프린트 리소그래피(ultraviolet nanoimprint lithography, UV-NIL)를 들 수 있다.(중략)

입자분사 가공(abrasive jet machining)은 과거에는 녹(rust) 도색(painting)의 제거 흑은 디버링(deburring), 표면 처리 등의 용도에 국한되어 사용되어졌다. 한편 최근 들어 반도체 제작공정이나 MEMS 공정 등에 적용되는 실리콘(silicon) 등의 세라믹 재료의 미세가공분야가 주목받고 있으며, 따라서 이와 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 한편, 세라믹 재료는 파괴인성이 매우 낮고 취성이 강하기 때문에 크랙발생 후 큰 응력이 연속적으로 주어지면 크랙은 음속으로 진행되어 파단 되는 특성이 있어서 일반적인 기계가공이 매우 어렵다.(중략)

나노 스케일의 구조물 제작에 있어서 기존의 리소그래피 공정들이 가지는 한계점을 극복하기 위해서 다양한 방식의 새로운 공정들이 개발되고 있다. 특히, 기계-화학적 가공공정을 이용한 미세탐침 기반의 나노리소그래피 기술(Mechano-Chemical Scaning Probe based Lithography; MC-SPL)은 기존의 포토리소그래피 공정의 단점을 극복하고, 보다 경제적이며 패턴 디자인 변경이 유연한 미세 패턴 제작 기술임이 확인되었다.(중략)

본 연구에서는 나노스케일 절삭가공(nanometric cutting process)시에 미세 팁과 가공표면사이에서 발생하는 현상들에 대하여 분자동역학적 시뮬레이션을 통하여 살펴보았다 본 연구의 목적은 실험적으로는 파악하기 어려운 극미세 가공에서 발생하는 나노트라이볼로지적 현상을 이해하고, 이를 토대로 기계적 가공에 기반하여 개발된 '기계-화학적 나노리소그래피(Mechano-Chemical Scanning Probe Lithography)' 공정을 개선, 발전시키는데 있다. 기계-화학적 나노리소그래피 기술은 극초박막의 리지스트(resist)를 미세탐침을 이용하여 기계적 가공으로 제거하고 이로인해 표면으로 드러난 모재부분을 화학적 에칭에 의해 추가로 가공하여 원하는 패턴형상을 얻어내는 기술이다.(중략)

본 논문에서는 RF 스위치의 엑추에이터로 사용하기 위한 수평구동형 박막형 PZT 엑추에이터의 설계, 제작 및 시험에 관한 것이다 기존의 RF 스위치들은 대부분 수직 방향의 접촉 방식을 채택하고 있고, 대부분 구조체가 두껍지 않은 막으로 이루어져 있어서, 엑추에이터로부터 힘을 충분히 전달받지 못한다. 이로 인해, 접촉력이 상대적으로 작게 되어, 접촉저항을 줄이기 위한 접촉압력을 내기 위해 접촉 면적을 줄일 수밖에 없게 된다. 따라서, 본 연구에서는 효과적인 힘의 전달이 가능한 수평방향의 접촉 방식과 상대적으로 큰 힘을 낼 수 있는 PZT 엑추에이터를 사용하고자 한다.(중략)

최근 정보량의 증가와 통신속도의 증가로 인해 광 저장매체의 용량 증가에 대한 요구가 급증하고 있다. 광 저장매체의 용량을 증가시키기 위해서는 광 저장매체의 최소 피치 크기를 줄이는 방법으로 가능해진다. 기존의 광 저장매체에 대한 패턴 식각 기술은 광을 이용한 노광 기술로 이루어져 왔다. 그러나 광을 이용한 노광 기술은 광 굴절에 의한 한계로 인해 500nm이하의 패턴을 형성하는데 많은 어려움이 따른다.(중략)

카본나노튜브는 나노튜브의 종류에 따라 1~10nm의 직경과 수 $\mu\textrm{m}$정도의 길이를 가지는 고종횡비(high aspect ratio)가 가능하며, 고강성, 전기화학적 내성, 마모에 대한 강인성 때문에 원자력간 현미경(AEM)의 프로브로서 이상적인 재료로 인식되어 왔다. 따라서 단백질이나 DNA를 측정하는 바이오 분야, 나노 일렉트로닉스 분야, 나노 구조 측정분야 등 나노 관련 측정분야에서 점차 그 활용도가 높아 져가고 있다. 특히 100nm이하의 반도체의 CD(critical Dimension)을 측정하는데 있어서 나노튜브는 가장 이상적인 후보라고 할 수 있겠다.(중략)

박막이나 초미세 구조체의 경도 및 탄성계수 측정을 위한 나노 압입실험에서는 Oliver ＆ Pharr가 제안한 하중-변위 측정 나노압입법이 널리 쓰이고 있다 위 실험법에서, 나노경도(nano-hardness; H$_{n}$)는 최대하중을 계산된 접촉면적 (A$_{c}$)으로 나누어 평가하고, 압입자 및 박막의 탄성성질을 포함하는 환산 탄성계수 (reduced modulus ; E$_{r}$)는 하중제거곡선의 초기 기울기인 접촉탄성강성 (S)를 이용하여 계산한다. 그러나, 하중-변위 측정 나노압입법에서는 탄성 및 소성변형만이 고려되고 시간 의존적 변형거동 (time dependent deformation; TDD)은 고려되지 않는다.(중략)

LCD-BLU의 고효율 광특성을 유도하기 위한 도광판의 초미세패턴 형상가공기술, 미세사출성형기술과 미세형상패턴 광학해석기술 및 전광특성 측정 및 보완기술이 요구된다. 이러한 기술들을 바탕으로 LCD-BLU의 고단가의 주요요인인 기능성 광학 sheet(prism sheet 등)를 연차적으로 제거 및 도광판에 기능을 결합하는 기술개발이 본 연구의 목적이다.(중략)

21세기 정보화시대에 미디어의 발전은 고저장밀도를 요구하는 정보저장 장치의 개발을 필요로 하게 되었고, 현재 정보저장 장치의 주류를 이루는 magnetic recording 방식에 의한 HDD는 향후 5년 이내에 초자성한계 (super paramagnetic limit)라는 물리적 현상에 직면하여 더 이상 발전이 어려울 깃이다 따라서 이러한 한계를 극복하기 위한 여러 기술 증 Scanning Probe Microscope (SPM)을 이용한 차세대 탐침형 정보저장 기술은 미세한 끝단 반경을 가지는 탐침과 표면의 상호작용을 이용하여 정보를 기록/재생하는 기술로써 수십 nm 크기의 bit를 형성하여 Tbit/in$^2$ 이상의 높은 저장밀도를 가질 수 있으므로 현재 가장 상용화될 가능성이 높다.(중략)

허근 차세대 반도체, 정보통신, 및 디스플레이 산업 등에 응용하기 위하여 초정밀화와 저비용 대량생산을 하기 위해서 기존의 공정을 대체할 수 있는 새로운 나노 공정기술의 요구가 급증하고 있다. 최근 연구에서는 펨토초 레이저 (femto second laser)의 이광자흡수 고화현상을 이용한 나노공정 개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 패터닝과 에칭공정 중심의 소형화 기술(miniature technology)로 제작이 어려운 3차원 자유곡면을 가지는 구조물 제작에 관한 공정개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.(중략)

최근, 나노 위치결정 시스템이 우주항공, 광통신, 의학 등 많은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 나노위치결정 시스템에 있어서 가장 중요한 것은 안정성이다 열팽창과 가공에 의한 오차를 줄이기 위해 단일재료를 사용하고 대칭구조로 구성해야만 한다. 또한 나노 스케일의 분해능을 가지기 위해서는 스틱 슬립(stick-slip) 마찰이나 백래쉬(backlash) 기구가 없어야만 가능하다. 이러한 조건들을 만족하기 위해서 선행 연구자들은 유연힌지(flexure hinge)를 사용한 컴플라이언스 기구(compliance mechanism)를 제안하였고 이미 마이크로/나노 위치결정 시스템에 대한 연구와 개발이 이루어졌다.(중략)

자기변형(magnetostriction)이란 강자성을 띤 재료가 외부에서 인가된 자장에 놓이게 될 경우 재료의 자구 내에서 자기모멘트가 자장방향으로 정렬하면서 물체의 크기가 변하는 현상이다. 자기변형 재료는 가장 보편적으로 사용되고 있는 PZT보다 최고 10배 이상의 자기변형율을 가지면서 직경(20mm)에서 약 12kN의 힘을 발생시킬 수가 있고 자기장 방향과는 무관하게 항상 양의 자기변형을 가지는 재료이다. 주변형이 일어나는 영역에서의 자기변형은 자장에 선형적으로 비례한다.(중략)

나노테크놀로지의 발전과 함께, 간섭계를 이용한 정밀 계측의 중요성이 더욱 더 높아지고 있다. 본 방법은, 간섭성을 가진 레이저의 파장을 계측의 척도로서 기준 평면으로 사용되는 참조면에 대한 상대 측정에 의해, 3차원 형상을 계측하는 것이다. 고로, 본 논문에서는 간섭계를 이용한 계측에서 고정밀도를 실현하기 위해서는 참조면의 교정이 중요하다는 기본적인 생각을 기초로, 참조면 오차(참조면의 이상적 평면으로부터의 차이)를 주로, 광학 부품에 의한 파면의 왜곡 등을 포함한 간섭계 시스템의 계통 오차를 결정하는 방법을 검토한다.(중략)

마이크로 기술을 대변하는 Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS)와 반도체, 각종 micro-sensor 및 actuator 등은 실리콘 위에 박막 코팅한 재료를 주로 사용하고 있다. 따라서 1 Um 이하의 박막코팅에 의해 원하는 성능을 얻으려는 시도가 널리 진행되고 있다 Hard Disk Drive (HDD)의 Head-Disk Interface (HDI)와 MEMS 접촉면에서는 발생하는 마찰 및 마멸에 대한 문제 등은 중요한 고려대상이다. 특히 코팅 층의 표면 파손 현상은 코팅 층의 파손 특성과 코팅 층과 기판 사이의 결합상태가 큰 영향을 미친다.(중략)

다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon, DLC) 박막은 명칭에 함축된 의미로 알 수 있듯이 다이아몬드와 유사한 특징을 지니고 있다. DLC 박막은 비정질(amorphous) 고상 탄소 박막으로 구조적으로 Sp$^1$, Sp$^2$, Sp$^3$의 결합들로 구성되어 있다. DLC 박막의 물성으로는 우수한 경도, 내마모성, 낮은 마찰계수, 화학적 안정성 그리고 적외선(IR) 영역에서의 높은 투과율 등이 있다. 현재 DLC 박막은 앞서 열거된 물성들의 장점을 활용하여 다양한 산업분야에서 활발히 응용되고 있다.(중략)

박막으로 표면처리한 다양한 강판이 자동차 차체와 부품, 가전제품 등의 제조를 위해 여러 가지 판재 성형공정에 적용되고 있으나, 제품 개발기간과 비용 감소, 성형과정에서 표면 코팅층의 특성 변화로 인해 성형성 열화와 성형불량을 줄이면서, 제품의 고정밀화, 고품질화를 실현하기 위해서는 코팅층에 대한 기계적 특성과 마찰거동을 명확히 규명하는 것이 반드시 필요하다 현재 나노 마이크로 수준인 코팅층의 기계적 물성치를 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법은 나노 인덴테이션이다.(중략)

탄소나노튜브는 고종횡비, 10nm이하의 매우 작은 직경, 높은 전기전도도 및 열전도도, 금속 및 반도체 특성 둥의 우수한 특성 때문에 많이 사용되고 있다. 최근에는 전기적 소자나 화학적, 기계적 센서 그리고 측정용 프로브로 사용될 목적으로 탄소 나노 튜브를 전극들 사이나 끝 단이 날카로운 탐침의 끝에 위치시키는 연구가 진행되고 있다. 탄소나노튜브를 끝 단이 날카로운 탐침의 끝에 위치시켜 CNT tip을 만드는 경우, 지금까지는 수동 조작(manipulation)에 의한 방법과, 화학기상증착법(Chemical Vapor Depsosition: CVD)에 의한 성장방법이 많이 사용되고 있다.(중략)

마이크로프로세서가 점점 더 고집적화 되어감에 따라 가장 중요한 반도체 제조 기술 중 하나인 로광시 초점 심도를 맞추기 위해 웨이퍼의 광역 평탄화가 요구되어 왔다. 화학 기계적 연마기술(CMP： Chemical Mechanical Polishing)은 80년대 중반 IBM에 의해 제안된 이후 이러한 요구를 만족시키기 위해서 마이크로프로세서산업에 있어서 필수 기술로 자리매김 되고 있다. 화학 기계적 연마기술은 연마 결과에 영향을 미치는 인자가 많아 체계적인 기술로 발전되지 못하고 경험적인 기술에 머물러 있는 단계이다.(중략)

미세 전극을 이용한 미세 방전 가공이나, 미세 전해 가공은 다른 가공 방법에 비해 상대적으로 가공속도가 느리고 전극을 이송시키면서 한 번에 한 개의 형상 가공을 하므로 생산성이 떨어지는 단점이 있다. 하지만 다수의 미세 전극을 이용하여 다수의 형상을 동시에 가공함으로써 이러한 단점을 극복할 수 있다. 본 논문에서는 미세 역방전(micro reverse electro-discharge machining, micro REDM)을 이용하여 한 개의 벌크 전극에 여러 개의 미세 전극을 제작한 뒤 전해 가공을 이용하여 다수의 구멍을 동시에 가공할 수 있는 프로세스에 대하여 연구하였다.(중략)

최근 전 세계적으로 사람이 직접 작업할 수 없는 환경이나 작은 공간에서의 용이한 작업수행을 위해서 초소형 정밀 기계 기술에 관한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지면서 형상기억합금(Shape Memory Alloy ： SMA)을 이용한 초소형 액츄에이터(Micro Actuator)에 관한 관심이 증대되고 있다. 그 이유 중의 하나는 형상기억합금을 이용한 구동 방식은 다른 구동 방식보다 높은 에너지 대 부피비율을 가지고 있기 때문에 기존의 모터에 의한 구동보다 소형화가 간단하기 때문이다.(중략)

폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)는 아크릴레이트계 고분자이자 열가소성 플라스틱으로써 LCD용 도광판, 콘택트렌즈, 치과용 레진, DVD 디스크용 소재, 나노임프린트용 피가공재, 나노리소그래피 공정용 레지스트 등 많은 분야에서 활발히 사용되고 있다. PMMA 와 같은 점소성 점탄성 소재의 기계적 성질 측정 및 가공을 위해서는, 응력완화 (stress relaxation), 크립 (creep)등과 같은 시간의존적 변형거동에 대한 연구가 선행되어야 한다.(중략)

전 세계적으로 컴퓨터 및 이동통신의 급속한 발전과 함께 전자, 통신부품을 비롯한 각종 부품들의 초소형화, 고기능화가 요구되고 있다. 이러한 추세에 따라 수 $\mu\textrm{m}$ 의 크기와 수 nm의 정밀도를 갖는 MEMS기술과 NANO 기술에 대한 연구가 활발히 전개되고 있다 MEMS 기술의 경우기존의 생산, 가공 공정과는 완전히 다른 반도체공정을 기반으로 한 리소그래피(lithography) 기술이나 전기도금(electroplating) 등의 기존 기계공학적 생산, 가공 방법을 넘어선 기술을 사용하게 되며 NANO 기술 역시 분자, 원자 단위를 기초로 한 AFM(atomic force microscope) 기술과 임프린팅(nanoimprinting) 기술 등의 새로운 기술을 접목시키는 생산 방법을 사용한다.(중략)

반도체 산업이 급속하게 발전함에 따라 고집적, 대용량이 요구되고 있으며, 이에 따라 선폭의 미세화, 웨이퍼 크기의 증가, 패턴의 다층화가 필수적인 조건으로 대두되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 고정도의 표면상태와 칩과 웨이퍼 전면에서의 균일한 가공이 필요하다. 따라서 화학 기계적 연마를 통한 안정하고 고성능의 평탄화는 고집적 소자형성에 있어서 핵심 기술이 되고 있다.(중략)

현재의 핫 엠보싱 기술은 나노/마이크로 패턴의 복제 기술로 다방면에서 연구되어지고 있다. 기존에 알려진 핫 엠보싱 기술은 하드 몰드를 사용하여 열과 압력을 가해서 PR 패턴 제작이나 나노/마이크로 구조물을 제작하였다. 그러나 이러한 하드 몰드의 사용은 3차원 구조물을 구현할 수 없다는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 하드 몰드 대신 소프트 몰드를 사용하여 3차원 미세 구조물을 구현해 보고자 한다.(중략)

현재 세계 기술은 고집적화, 소형화, 고속화, 정밀화 된 시스템을 추구하고 있으며 기계적인 요소와 전기적인 요소를 통합한 장비의 개발에 초점을 맞추고 있다. 그 예로 일렉트로닉스, 옵토일렉드로닉스, 옵틱스, MEMS 등을 들 수 있다. 이러한 장비들은 초정밀 위치 결정을 위해 미크론 단위 또는 나노 단위의 분해능을 가진 구동기가 필요하다. 이러한 구동기에 많이 사용되는 대표적인 재료에는 자기변형 재료와 압전 재료가 있다. 압전 재료는 현재 구동기에서 가장 많이 사용되는 재료이지만 피로현상, 드리프트 및 출력 힘이 작은 문제점을 가지고 있다.(중략)

카본나노튜브(Carbon Nanotube)는 다른 물질과 구별되는 날카로움(Sharpness), 고세장비(High Aspect Ratio), 높은 기계적 강성(Stiffness), 고탄성(high Elasticity), 그리고 반도체(semi-conducting)와 도체(Metallic) 성질 때문에, 카본나노튜브는 많은 연구에 적용되고 있으며, 카본나노튜브가 부착된 AFM(Atomic Force Microscope) 팁을 이용한 AFM 측정은 CNT 응용에 있어서 매우 큰 효과를 내는 응용분야 중 하나이다. AEM 팁에 카본나노튜브를 붙이는 이전 연구는 대부분 화학증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 이루어 졌으며, 매우 효과적인 방법이지만 고가의 장비와 고온의 챔버내에서 이루어진다는 문제점을 가지고 있다.(중략)

반도체 공정과 같은 정밀 위치제어가 요구되는 분야에서 높은 해상도와 큰 구동 거리를 가지는 정밀 스테이지의 수요가 점차 증가하고 있다. 압전 액추에이터에 의해 구동이 되는 정밀 스테이지는 이와 같은 용도에 적합한 것으로 여겨지고 있고, 이에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 압전 액추에이터로 구동하는 2축 정밀 스테이지가 연구 대상이다. 요구되는 스테이지 변위가 커서 압전 액추에이터의 변위만으로 원하는 변위를 얻을 수 없으므로, 유연힌지가 포함된 레버구조를 이용하여 최초 변위를 3 배 이상으로 확대시키는 구조로 되어있다.(중략)

초기 직경이 500$\mu\textrm{m}$인 텅스텐 봉을 전해에칭을 통하여 끝단 직경이 수 $\mu\textrm{m}$인 텅스텐 팁으로 가공하였다. 그리고, 적절한 전처리 과정을 거친 다증벽 탄소나노튜브를 제작된 텅스텐 팁 끝에 적절한 매니퓰레이션을 통하여 부착하였다. 이렇게 제작된 나노 팁(텅스텐 팁과 탄소나노튜브로 구성)은 매우 긴 탄소나노튜브의 길이 때문에 나노 팁으로 사용하기에 부적절한 경우가 많다. 즉, 나노 그리퍼로서 사용하기에는 적합하지 않은 경우가 있다. 이러한 점을 극복하기 위하여 전해에칭을 이용하여 나노 팁의 길이를 나노 그리퍼로 사용하기에 적합하도록 조절하였다.(중략)

최근 집중 육성산업으로 분류되어 연구 및 투자가 되고 있는 반도체, 정보통신, 바이오산업, 디스플레이 등에서 초정밀화와 저비용, 대량생산을 하기 위해서 기존의 공정을 대체할 수 있는 새로운 나노공정기술의 요구가 급증하고 있다 최근에는 극초단파 특성으로 인하여 극미세 형상을 가공할 수 있는 펨토초 레이저(femto second laser)를 나노공정에 적용하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히, 기존의 쾌속조형공정을 응용하여 다른 공정으로는 제작이 불가능한 나노 스케일에서 3차원 자유곡면을 가지는 구조물을 제작할 수 있는 공정개발에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.(중략)

정보화 및 휴대화 시대에 있어서 폭증하는 정보량을 보다 작은 용기에, 보다 많이 그리고 보다 저렴하게 저장하기 위해서는, 기존 저장기기의 한계를 극복할 수 있는 새로운 개념의 차세대 정보 저장기기가 요구되어 진다. 나노미터 사이즈의 주사탐침이 기록매체표면에 근접하여 정보를 기록/재생하는 PSD는 상기한 저장기기의 대용량화, 소형화, 그리고 저가격화를 충족시킬 수 있는 신개념의 저장기기로, 그 기술적 근간을 SPM(Scanning Probe Microscope)기술과 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 제작기술에 두고 있다.(중략)

최근 탄소나노튜브는 역학적으로 견고하고 화학적 안정성이 뛰어나며 열전도도가 높고 속이 비어 있다는 특성 때문에 다양한 분야에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 기능 또한 뛰어나다. 특히 구조적으로 매우 큰 aspect ratio를 가지고 있기 때문에 탄소나노튜브는 국소적으로 상당한 전계 증가를 보이고 비교적 낮은 전압에서도 다량의 전계방출 전류를 생성하는 특징을 가지고 있다 그래서, 탄소나노튜브를 전계 방출원으로 사용하기 위해서는 균일하게 수직 배열된 탄소나노튜브를 성장시키는 기술을 요구한다.(중략)

본 연구에서는 이부프로펜(Ibuprofen)분말을 마이크론(Micron) 크기의 입자로 만들기 위하여 극저온 볼 밀링 공정(Cryogenic Ball Milling Process)을 사용하였다. 극저온 볼 밀링 공정은 약 -18$0^{\circ}C$의 질소 분위기에서 6시간 동안 실행되어 졌다 이부프로펜 분말 형상의 변화는 SEM(Scanning Electronic Microscope)촬영을 통하여 관찰하였으며, 분말의 입자 크기와 분포는 입도 분석기(Particle Size Analysis)를 사용하여 극저온 볼 밀링 공정 전ㆍ후의 변화를 관찰하였다(중략)

금속 박막 위의 알칸티올분자의 흡착에 의한 자기조립단분자막(Self-Assembled Monolayers)은 접착 방지, 마찰 저하 등의 기능을 가진 코팅층으로서의 응용과 분자 또는 생분자의 미세 구조물 형성을 위한 방법으로 널리 연구되어지고 있다. 이러한 연구 중에서 특히 자기조립단분자막의 매우 얇은 두께와 금속 박막의 선택적 식각을 위한 안정적인 리지스트(Photo Resist)로서의 특징을 활용한 극미세 패터닝에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.(중략)

초음파 여기를 이용한 물체 이송 시스템은 최근 급속히 발달하고 있는 광산업이나 반도체 산업에서 기존의 이송 시스템의 단점을 보완하기 위해 개발되었다. 기존의 이송 시스템들은 이송공정이나 검사 공정 등에서 광소자의 표면손상이나 자기장에 의한 반도체 소자의 전자적 배열의 손상이 우려되었다. 하지만 PZT 액츄에이터로 구동되는 초음파 발생장치(Ultrasonic wave generator)에서 발생한 초음파 여기를 이용하여 물체를 이송시킬 경우 이러한 단점은 보완된다.(중략)

AC 이중전기영동(AC electrophoresis)의 원리를 이용하여 탄소나노튜브 팁 제작용 탄소나노튜브 시편의 기초 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 방법은, 끝이 뽀족한 다수의 팁(tip)에 탄소나노튜브를 비교적 균일하게 부착시킬 수 있는 공정의 기반이 된다. 이것은 탄소나노튜브를 이용한 나노팁(nano-tip)이나 탄소나노튜브 나노그리퍼(nanogripper) 제작 공정에 균일성을 확보할 수 있는 중요한 방법으로 활용될 수 있다. 탄소나노튜브 시편의 제작을 위해, 끝단이 곡률반경이 50nm 정도인 텅스텐 팁과 직경 1.5mm, 깊이 1.5mm의 실린더형 금속전극을 사용했다.(중략)

위치결정 기술은 초정밀 미세 기술의 발달과 제품의 소형화, 경량화에 대한 요구가 늘어나면서 고정밀화가 가속화되어 현재는 나노미터 수준의 위치정밀도를 요구하고 있다 현재 널리 사용되어지는 표면형상 측정기인 AFM은 분해능과 정밀도는 우수하지만, 이송 스테이지의 제한으로 측정영역이 좁은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해서 이중서보를 사용한 방식들이 많이 제안되어 왔고 단일 서보를 사용하는 방식들도 연구되고 있다. 하지만 이중서보 방식은 여러 가지 액츄에이터와 컨트롤러를 사용해야하므로 제어알고리즘과 시스템이 복잡해지는 단점을 가지고 있다.(중략)

정밀한 3차원 좌표측정을 위한 삼차원좌표측정기(Coordinate Measuring Machine)는 광학 스케일이나 헤테로다인 레이저 간섭계를 이용해서 x, y, z 축의 좌표를 측정한다. 이 경우 측정 정밀도에 가장 큰 영향을 주는 요인은 아베 오차(Abbe's error)이다. 인공위성용 광학계를 비롯해서 첨단 산업부품에 이르기까지 현재의 3차원 좌표측정은, 높은 정밀도와 대영역 측정을 동시에 요구하는 추세이다. 대영역으로 갈수록 _아베 오차의 영향은 더 커지므로 보다 근본적인 해결책이 필요하다.(중략)

운전자 보조시스템에는 적응순항제어 (adaptive cruise control), 차선변경 (lane change), 충돌경고 (collision warning), 충돌회피 (collision avoidance), 및 자동주차 (automatic parking) 등이 있다. 이런 운전자 보조시스템은 어떤 목적을 가지고 있다. 운전자의 부담을 줄이고 안전을 위하여 차량의 주행방향에 있는 장애물이나 차량을 감지하여 차량간의 안전거리론 유지하고 자동차가 일정 속도를 유지하도록 한다. 운전자 보조시스템의 효율은 센서들로부터 얻어진 정보의 해석에 달려있다.(중략)

반도체 공정 등에서 10-6_10-8 TOW의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 이러한 고진공을 실현하기 위해서는 가장 효과적인 방법으로는 회전블레이드의 선속도를 높이는 것으로, 이는 회전로터의 직경을 크게 하거나, 회전속도를 높임으로써 얻어질 수 있다. 따라서 최근의 고진공 터보분자펌프는 대부분 25,000∼40,000RPM의 고속회전을 요구하는 것이 일반적이며 회전속도는 주로 로터 재료의 허용한도까지 적용되고 있다.(중략)

본 논문은 헤테로다인 간섭계를 이용한 레이저 진동 측정기에 대해 기술하고 있다. 상용 레이저 진동 측정기가 대부분 AOM을 이용하여 주파수 천이를 일으키는 반면, 본 연구에서는 Zeeman 안정화 He-Ne 레이저를 사용하므로써, 서로 다른 주파수를 가지는 레이저를 동시에 얻을 수 있었다. 따라서, Zeeman 안정화 He-Ne 레이저를 사용하는 진동측정기의 경우 간섭계 구성을 위해 사용되는 비용을 현저히 줄일 수 있다. 또한, AOM의 고주파 신호를 처리하기 위해서는 RE 대역의 신호처리 회로 설계가 필요하지만, Zeeman 안정화 레이저의 주파수 천이가 낮으므로, 제안된 진동측정기의 신호처리가 용이하다.(중략)

현미경을 이용한 자동화된 검사 공정에 있어서 무엇보다 중요한 과정은 초점조절이며, 피 측정물의 선명한 현미경 영상을 얻기 위한 빠르고 신뢰도가 높은 자동초점조절 방법들은 일련의 검사공정에 있어서 필수 불가결한 요소로 자리매김 하고 있다. 일반적으로 널리 사용되고 있는 수동형 자동초점조절 방법들은 측정물체 표면의 영상대비 정보를 이용하는 방법으로 구성이 비교적 간단하지만, 최대대비 위치를 찾기 위한 주사과정이 필요하므로 시간 소요가 크고, 시편에 대한 의존도가 높다는 단점이 있다.(중략)

박막의 접착강도를 측정하기 위하여 수직력과 수평력을 동시에 측정할 수 있는 0.1∼100 N 용량의 2축 로드셀에 기반을 둔 스크레치 테스터를 개발하였다. 반도체용 Si wafer 기판 위에 Au나 Al 등의 금속이 관은 박막으로 증착된 제품을 table에 고정시킨 후, 2축 로드셀(x, z)이 장착된 하중센서의 선단에 Diamond Tip을 장착하여 기판과 박막에 하중(z-axis)을 증가시키면서 동시에 wafer를 x축 방향으로 이동시킨다. 이런 방식으로 시료의 표면을 긁으면 박막이 벗겨져 나가 Diamond Tip이 기판에 닿을 때 서로 다른 경도차에 의해 진동이 발생하게 되고, 이 진동을 Acoustic Emission 센서에서 감지하여 Crack 발생 시점의 Load와 Stroke를 찾아내게 된다.(중략)

반사광은 표면에 대한 다양한 정보를 포함하고 있다. 반사광 속에서 표면의 거칠기 정보를 알아내 기 위한 노력이 계속되었고, 이를 통해 여러 표면 거칠기 측정법 중에서도 인프로세스 측정에 큰 장 점이 있는 것으로 밝혀졌다. 알려진 바로는 하나의 반사광을 정반사 성분와 난반사 성분으로 구분할 수 있으며 정반사 성분은 광 강도가, 난반사 성분은 광 분포가 중요하다. 매끈한 면에서는 정반사 성분이 지배적이며, 거친 면에서는 난반사 성분이 지배적이고, 그 중간 단계의 면에서는 두 성분이 합해져서 동시에 나타난다.(중략)

형상기억합금 작동기는 스마트 작동기의 대표주자로서 부피 대비 발생력이 다른 어느 재료보다 우수하고, 모터와 같은 작동소음이 발생하지 않으며, 온도변화에 의한 간단한 작동원리로 근래에 많은 연구자들의 관심을 받아왔다 그러나, 온도변화 대 변위 곡선을 살펴보게 되면 이력곡선, 포화현상 등의 강한 비선형성을 내제하고 있고, 대류조건에 따른 온도외란에 민감하다. 이로 말미암아 정밀한 위치제어에 상당한 문제를 수반하고 있으며, 기존의 PID제어기나, 모델기저 제어기를 사용하게 될 경우 정상 상태오차와 한계싸이클 등의 현상이 나타나는 것으로 문헌에 보고되고 있다.(중략)

현재 건설 현장에서는 유압 굴삭기를 이용하여 굴삭 작업뿐 아니라 비교적 가벼운 물체의 크레인 작업도 병행하고 있다 그러나 국내의 경우 유압 굴삭기를 사용한 크레인 작업은 법으로 못하게 하도록 규제되어 있다. 그럼에도 불구하고 작업 현장에서는 필요에 의해 불법으로 작업을 하고 있으며 이로 인한 사고가 증가하고 있고, 그 비율이 전체 굴삭기 작업 재해의 약 38％에 이르고 있다.(중략)

본 논문에서는 4변이 고정된 정사각형 알루미늄 평판의 진동 진폭을 측정하기 위하여, 기존의 위상 이동 ESP떼 스트로보스코프식 조사를 적용한 스트로보스코픽 ESPI 기법을 이용하였다. 일반적으로 시간평균 ESPI를 이용하면 진동하고 있는 대상체의 정성적인 진동 패턴을 측정할 수 있다. 그러나 시간평균 ESPI로는 진동하고 있는 대상체의 두께방향으로의 진폭량을 측정하기는 어렵다. 또한 일반적인 위상이동법을 적용시킬 경우, 대상체가 진동을 하게 됨으로써 정확한 진동 진폭을 측정하기 어렵다.(중략)

애니메이션과 컴퓨터 게임 등의 다양한 산업에 이용되고 있는 모션캡쳐 시스템은 현재 카메라를 이용한 고가의 고속 카메라를 사용하여 일반인들이 범용으로 사용하기에는 많은 어려움이 따른다. 이에 본 연구에서는 고가의 고속카메라를 사용하는 대신 저가의 PSD 센서를 사용하여 광학방식의 모션캡쳐 시스템을 구성하였다. 또한 시스템에서 획득한 3 차원 데이터의 정확성을 위해 일반적으로 CCD 카메라에 사용되어지는 카메라 보정 알고리즘을 PSD 모션캡쳐 시스템에 적용하여 손쉽게 보정을 하면서 적은 오차를 가질 수 있는 방법을 제시하였다.(중략)

21세기 고속철도시대에 진입하면서 차량고속화에 수반하여 주행안전성 면에서 빼놓을 수 없는 문제로 가장 중요한 탈선의 현상이 있다. 철도에 있어서 탈선은 대형사고로 직결되기 때문에 결코 쉽게 간과할 수 없는 부분이며, 철도가 다른 교통수단에 비해 상대적인 장점으로 내세울 수 있는 안전성을 확보하기 위하여 반드시 차륜과 레일 사이에서 발생하는 상호 작용력을 측정하여 탈선가능성을 평가하여야만 한다.(중략)

최근 높은 복잡한 형상의 고정밀도와 고성능을 갖는 제품들을 생산할 수 있게 하기 위하여 고속 가공기의 공구 셋팅 모니터링 시스템의 사용은 고속 가공기를 이용하여 생산하는 여러 제품 공정에 절대적으로 요구되고 있다. 가공물의 형상이 고정밀화 되어가고 있으며 이들의 가공 정밀도와 생산성을 향상시키고 공구들의 파손을 방지하고 공구의 셋팅 시간을 단축하는 것이 매우 중요하다.(중략)

본 연구에서는 폴리카보나이트의 재료로 만들어진 인장시편과 원형시편을 다목적 광탄성 측정기를 사용하여 프린지 차수를 측정한 후 프린지 상수를 도출하였다. 특히, 새로 개발된 다목적 광탄성기를 이용하여 지랫대 형식으로 프린지 차수를 측정하였고, 시편에 직접 응력을 가하는 방식의 직접(DIRECT) 실험법으로 프린지 차수를 측정하였다. 위와 같은 방식은 나타난 결과를 가지고 프린지 상수를 서로 비교할 수 있다는 장점이 있어 다목적 광탄성기에 대한 신뢰도를 얻을 수 있다 아울러 광탄성 4단계 위상 이동법에서는 주응력 방향, 즉 등경선이 일정한 선상에서는 연속적인 응력분포를 얻을 수 있다.(중략)

최근 산업계 기술 동향은 첨단화, 고정도화 그리고 초소형화하고 있으며, 초정밀 가공 기술(nano technology)의 발전에 따른 고정밀의 계측기술이 요구되고 있는 실정이며, 기계구조 재료가 다양한 조건 하에서 사용되어지고 있다. 이에 따라 새로운 정밀계측기술 또한 급속히 발전하고 있으며, 특히 비접촉 정밀 계측 분야에서는 레이저(laser)를 이용한 광계측 방법이 선호되고 있다. 레이저를 이용한 비접촉 계측방법은 기계구조물의 미소하중, 미소균열검출, 미소변형계측, 정밀계측 등의 분야에 장점을 가지고 있어 관심이 높아지고 있다.(중략)

정밀한 계측의 필요성이 높아지면서 레이저는 그 신뢰성과 사용 편의성으로 인해 거리측정에도 높은 활용을 보이고 있다. 레이저 거리측정기(laser range finder, LRF)의 원리는 20ns 미만의 짧은 레이저 펄스를 표적에 발사한 후 반사되어 돌아오는 신호의 시간과 빛의 속도를 곱하여 거리를 계산하는 방식이다. 이러한 반사펄스(pulse-echo techniques)법은 수m-수백만 km까지의 거리측정에 사용되는 방식으로서 정밀하고 빠른 측정이 가능할 뿐 아니라 단지 목표물을 확인하고 측정버튼을 누름으로써 결과를 얻을 수 있는 사용 편의성을 장점으로 한다.(중략)

3 차원 형상측정기술(3-D Profile Measurement Method)은 가공품의 치수검사 및 형상측정 등의 공학분야뿐만 아니라 최근에는 의류산업 및 의학산업은 물론 오락산업의 가상현실 구현 등 여러 분야로 점차 사용이 확대되고 있다. 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 광학을 바탕으로 한 비접촉 3 차원 형상측정방법(Non-contacting 3-D Profile Measuring Method)은 고속, 고정밀도 측정이 가능하기 때문에 활발히 연구되고 있다. 광학을 이용한 대표적인 3 차원 비접촉 측정방법의 하나인 영사식 무아레는 그림자식 무아레의 단점인 격자의 크기가 측정물체보다 커야 한다는 점과 측정물체와 격자사이의 거리 제한 문제를 해결하였으며, 위상이동법을 사용함으로서, 무아레 무늬 형태의 영향을 받지 않고 측정이 가능해졌다.(중략)

기술의 발달과 생활환경의 고급화로 인해서 자동차 탑승자의 주행 안락감에 대한 욕구와 기대감이 높아지고 있어 자동차를 개발하는 데 중요한 요소가 되었다. Karnopp외 2인에 의해 제안된 스카이훅(sky-hook) 현가이론은 능동/반능동 현가장치와 관련하여 잘 알려진 제어알고리즘으로 노면의 외란에 의한 차체의 수직가속도를 줄이기 위해서 가상적인 기준면을 공증에 설정하고 차체와 가상의 기준면 사이에 감쇠기론 설치하는 개념이다. 기존의 스카이훅 현가이론을 비롯한 일반적인 제어에서는 고주파 성분의 제어 상태 파라미터들로 인하여 발생한 과도한 제어입력과 그에 따르는 제어의 비효율성이 존재하고 있다.(중략)

기능적/공간적 통합 원리를 이용하여 기존 Multi-coordinate 드라이브 모듈들을 통합 구현하려는 시도들이 보고되고 있다. 본 논문에서는 선형 유도 구동기에서 에지 효과를 줄이기 위해 개발된, 이동 자장의 방향과 폐자로의 방향이 수직인 횡자속 선형 유도 구동기(TFLIM)를 대상으로 이러한 통합 원리를 이용하여 구동기에 인가되는 3상 입력을 조절하여 공극의 자기 상호 작용에 기인하여 부수적으로 발생되는 흡인력/부상력을 능동적으로 이용할 수 있는 방법을 제안한다.(중략)

볼 나사는 반도체ㆍLCDㆍPDP 등 전자제품 조립장비 제조업체와 CNC 공작기계, 정밀측정기계, 직교좌표로봇, 반송장치, 항공기용 유압구동장치 대체품, 전동공구, 파워 steering, 테이블 개폐장치 등에서 구동 장치 및 물품의 이송을 위해 대부분 사용되는 중요한 기계요소 중의 하나이다. 그것은 회전운동을 직선운동으로 전환해주는 기구부에 들어가는 가장 중요한 부품이며, 원통형의 봉에 나선형의 그루브를 가공한 장축의 나사와 단축의 너트 사이에 볼을 게재시켜 축의 회전 시 적은 구름마찰로 인해, 너트부가 직선 운동하는데 원활 하게 만들어진 기계요소이다.(중략)

최근 고속 회전기계에 사용되고 있는 공기호일 베어링은 동압형 기체 베어링으로 매우 안정적이고, 보통의 저널 베어링에서 발생할 수 있는 불안정한 진동을 최소화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 높은 안정성 및 축 자체에 자동 조절 기능을 가지고 있어서 극저온 기계 및 고속 회전기계에 널리 사용되고 있다. 이러한 고속 회전기계는 축의 기동 및 정지 시, 위험속도를 안전하게 통과하기 위해 위험속도에서의 진동을 억제하여야 하고, 운전 가능한 회전수를 증가시키기 위해서 로터 시스템의 동적 해석이 필요하다.(중략)

정보화 산업의 급속한 발전을 통하여 무수히 많은 양의 정보들이 디지털화되어 왔고, 이러한 정보를 인식하기 위해서 인간은 멀티미디어나 컴퓨터를 통해 디지털화된 환경에 접속하게 되는데, 이는 시각과 청각을 통해 디지털화된 정보를 인간에게 전달하여 준다 이러한 시각과 청각을 이용한 정보 입출력 장치를 장시간 사용할 경우 정신적으로나 육체적으로 피곤함［l］과 지루함을 느끼게 되고, 장시간 사용이후에도 외부환경에 대한 반응이 일순간 둔감해질 수도 있다.(중략)

진공청소기는 가전 제품 중에서 인간의 일상생활에서 꼭 필요한 가전제품의 하나이다. 그러나, 성능 향상을 위한 과도한 회전 속도 때문에 큰 소음을 유발하며 그로 인해서 사용자에게 소음으로 인한 스트레스나 피로누적 등의 큰 불편을 초래하고 있다. 이것은 진공청소기내에 있는 팬 모터가 30000∼35000 rpm으로 고속회전을 통해서 측에 연결되어 있는 임펠러를 회전시켜 공기를 흡입, 배출시키는 일련의 작동을 하면서 여러 가지 진동 및 유체소음을 일으키기 때문이다. 이러한 진공청소기용 팬모터의 소음 저감 연구는 국내외 관련회사 및 연구소에서 활발히 진행되고 있다.(중략)

Modal testing and analysis is a primary tool for obtaining reliable models to represent the dynamics of structures. When a structure is tested in order to collect measured data in modal testing, we usually use attached accelerometers to pick up the response data. Change in modal parameters due to the mass of transducers in modal testing is a well-known problem. The disadvantages are the shift of measured modal frequencies and the change of modal shapes, which can cause inaccurate results in further analysis. Modal analysis methods in frequency domain are based on a set of measured frequency response functions(FRF).(omitted)

본 논문은 CNC 밀링머신을 이용한 절삭가공 등 2축시스템의 위치제어 시스템을 대상으로 한다. 기존의 제어방식은 크게 독립축제어와 상호결합제어로 분류할 수 있다. 독립축제어는 두 축의 통합된 운동을 각각의 독립된 축에 대한 추적제어를 수행하여 원하는 공구경로의 위치 정밀성을 향상시키고자 하는 것이고, 상호결합제어는 지령경로에 대한 추적성능보다는 현재의 윤곽오차를 감소시키는 방향으로 제어입력을 인가하여 가공윤곽의 오차를 감소시키는데 주목적이 있다. 또한 최근의 작업공정의 고속화 경향은 윤곽오차를 감소시키면서도 추적성능이 우수한 제어방식을 요구하고 있다.(중략)

목표물이 시선의 중심에서 벗어났을 때 모터를 구동시켜 목표물을 시선의 중심에 고정시킴과 동시에 외란으로 인한 카메라의 시선이 흔들리는 것을 막아주는 것을 시선 안정화 시스템이라 한다. 이러한 시스템은 능동 서스펜션 역할출 하는 서보제어기 설계기술이 요구된다. 이론 위하여 본 연구에서는 3축의 회전운동이 가능하고 회전운동에 따른 카메라의 시선의 회전축이 일체화가 되도록 하는 짐벌(gimbals) 구조를 설계한다.(중략)

베어링은 회전기계에서 가장 일반적인 구성요소로 베어링의 초기 결함 또는 퇴화현상이 사전에 발견되지 않으면 회전기계의 고장 또는 파손으로 엄청난 손실이 초래될 수 있다. 베어링의 초기 결함을 검출하기 위한 가장 보편적인 방법으로 베어링 진동신호의 특징적인 패턴을 검출하는 것이다.(중략)

최근의 산업사회에서 각종 구조물접합 등에서 점용접의 사용이 점차 증가하고 있는 실정이다. 점용접은 전기저항용접(Resistance Welding)의 한 분야로 가압 효과에 의하여 용접 후의 금속 조직이 양호하고, 변형과 잔류응력이 모재에 미치는 영향 등이 타 용접 방법에 비하여 적은 것으로 알려져 있어 주로 박판의 이음 중 리벳 조인트를 대신하고 있다.(중략)

자기 브레이크(Magnetic Brake)는 기계식 브레이크와 달리 비접촉식으로 제동이 가능하여, 마모 등에 따른 제동 효과의 저감이나 브레이크의 수명 단축을 배제할 수 있어 그 사용 범위가 확장되고 있는 추세이다. 특히 최근에는 영구자석의 발전에 힘입어, 강한 보자력을 갖고 있는 영구자석이 개발됨에 따라 코일 둥의 능동 요소 없이 반영구적으로 효과적인 제동을 발휘 할 수 있다［1］. 자기 브레이크는 고속 이송 또는 회전 시 기계식 브레이크에서 발생되는 점착(adhesion) 현상으로 인한 성능 한계를 극복하기 위하여 개발되어 왔으며, 최근에는 자기 부상 분야와 고속 주행 차량의 마멸에 의한 기계식 브레이크의 성능 감소를 피하기 위해 이용되고 있다.(중략)

개인용 로봇의 촉각기능을 담당할 수 있는 유연성 기반 인공피부센서 시스템을 설계 및 제작하였다. 수직력을 측정할 수 있는 64 개의 FSR 센서(Techstorm Co.)와 전단력을 동시에 측정할 수 있는 1 개의 PVDF 필름(PSI Co.)을 융합하여 인공피부센서 시스템을 제작하였다 제작된 촉각센서는 10 cm x 10 cm 크기로 임의의 물체가 접촉할 경우 형상을 측정할 수 있으며 또한 물체표면의 거칠기 상태를 판단할 수 있다. 한편, 3축 로드셀 기반 평가 시스템을 제작하여 센서의 수직력을 평가하였으며 PVDF 필름을 통한 접촉하는 대상의 거칠기 평가는 주파수 분석으로 평가하였다.(중략)

리니어 모터는 큰 이송속도와 정밀한 위치제어가 가능하여 고정밀도가 요구되는 분야에서 널리 사용되고 있으며, 이에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 그 중 리니어 모터의 정밀도를 저해하는 요인 및 측정 방법에 대해서도 연구가 점차로 많이 진행되고 있으며, 현재 시스템이 가지고 있는 기하학적 오차에 관한 연구와 열변형에 관한 연구가 보고되었다. 특히 기하학적 오차는 가공물의 정밀도를 결정하는 중요한 지표이며, 가공된 물체를 결정하는 기본요소이기 때문에 가장 많이 연구되었으며, 이에 대한 다양한 해석 방법과 보상에 관한 연구가 이루어졌다.(중략)

원자로의 원자로 해체 처리나 테러리스트의 폭탄 제거와 같은 극한 환경에서 작동하는 로봇은 계단이나 구덩이 같은 평평하지 알은 지형을 극복하기 위해서 off-load 능력이 필요하다. 극한 환경에서의 작업은 전형적으로 원격으로 조정되는 로봇을 요구한다. 본 논문에서는 향상된 관절 트랙 구조의 로봇을 제안한다. 로봇이 계단에 접촉할 때론 고려해서 조이스틱으로 햅틱 동작을 위한 센싱 시스템이 제안된다. 추가적으로, 제안된 로봇이 계단을 등반하는 알고리즘을 제안한다.(중략)

일반적으로 가공기는 주로 직선 운동 축과 회전 운동 축으로 구성되어 있으며, 여러 개의 축의 조합에 의하여 원하는 경로를 얻어내게 된다 여러 축이 조합이 되더라도 대부분 가공 동작의 경우는 하나의 축에 의한 단축 운동으로 충분히 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다. 그러나, 금형 가공이나 렌즈가공 등은 단순한 회전이나 직선의 조합에 의한 곡선이 아닌 임의의 함수에 의한 곡선이므로 이러한 경우 2축 이상을 적절히 이동시켜서 원하는 형상을 얻어야 한다.(중략)

압전 구동기는 여러 가지 적용에 있어서 높은 응답 속도와 큰 힘, 작은 크기 둥의 장점을 가지고 미세 구동에서 독보적인 위치를 차지하고 있다. 하지만, 히스테리시스, 크？ 등의 압전 소자 자체의 비선형성과 이의 구동을 위한 증폭기 등의 한계로 압전 소자의 동적인 특성은 비교적 열악한 것으로 알려져 있다. 특히, 구동 속도가 빨라질 수록 히스테리시스 곡선의 모양이 달라게 되어 구동 궤적의 정확한 예측이 어려우며, 증폭기의 최대 발생 전류가 충분치 않을 경우 압전 구동기가 지령치를 따르지 못하게 된다.(중략)

200여 년 전 탄생한 기계는 전기 에너지를 동력으로 사용하게 되면서 근 발전의 전기를 이루었다. 2차 세계대전이 종료된 후 발명된 NC는 정밀가공 기술의 발전을 가져왔으며 마이프로세서 기술을 채용한 CNC는 가공기술 측면에서는 초정밀 초고속을 가능하게 하고, 운영기술 측면에서는 지능화 연구를 가능하게 하고, 관리기술 측면에서는 FMS, CIM과 같은 유연성 있는 가공 시스템의 구축을 가능하게 했다.(중략)

화합물 반도체는 초고속, 초고주파 디바이스에 적합한 재료인 갈큠비소(GaAs), 인듐-인산듐(InP) 등 2 개 이상의 원소로 구성되어 있고, 실리콘에 비해 결정내의 빠른 전자이동속도와 발광성, 고속동작, 고주파특성, 내열특성을 지니고 있어 발광 소자 (LED)와 이동통신(RE)소자의 개발 등에 다양하게 이용되고 있다. 이와 같이 화합물 반도체는 고부가가치의 첨단산업 부품들로 적용되는 만큼 생산제조 공정에 해당하는 연마, 본딩, 디본딩에 관한 방법과 기술에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.(중략)

기존의 비전시스템은 작업 대상에 종속적이고 최적화된 형태를 가지고 있다. 이런 형태는 작업대상에 대해 높은 효율을 가지고 있지만 시스템의 융통성과 재사용성을 떨어뜨리는 원인이다. Fig.1에 표시 한대로 멀티 비전시스템에서는 마이크로 전자부품의 크기감소로 인한 정밀화, 다양한 구성의 제품으로 인한 지능화와 융통성, 짧은 라이프 사이클로 인한 민첩성을 위한 모듈화가 요구된다.(중략)

현재 정보통신의 강국으로 손꼽히고 있는 국내에서도 FPD(Flat Panel Display) 장치를 첨단산업 핵심 기술로 보고 기업 간에 치열한 기술경쟁을 벌이고 있는 실정이다. 현재 양산단계까지 접어든 TFT-LCD(Tin Film Transistor Liquid Crystal Display)와 PDP(Plasma Display Panel)는 경량화, 박형화 등의 장점으로 전자업계에서 최고의 캐시카우(Cash Cow)로 부각되고 있으며, 특히 소비자들의 대화면 선호도의 증가 추세에 힘입어 LCD보다는 콘트라스트 비(Contrast Ratio)와 시야각(View Angle) 측면에 있어 FPD 장치의 대면적화 관점에서 유리한 PDP가 다소 우위를 보이고 있는 추세이다.(중략)

제품의 수명주기는 점점 짧아지고 고객의 요구는 다양해지므로 제품의 종류는 날이 갈수록 증가한다. 이러한 제품의 다양성은 생산시스템에 변화를 촉구하지만 기존의 시스템은 이러한 요구를 충족시킬 수 없다. 그러므로 최적이 아닌 상태에서 이용되므로 비효율적인 생산이 될 수밖에 없었다. 격심하게 동적으로 변하는 제조환경에 대응하기 위해서는 짱은 시간에 준비된 기능들의 범위를 벗어나는 새로운 요구에 적응할 수 있는 능력을 가져야 한다. 시스템의 반응력은 기본적인 구조와 조직적인 단위에 크게 영향을 받는다.(중략)

평판디스플레이의 사이즈 및 그 응용범위가 확대되어 감에 따라, 기존의 근접식 노광장비로는 원하는 성능의 디스플레이소자를 생산하는데 한계에 도달하게 되었다. 최근에는 반도체웨이퍼 생산에 적용되는 투영식분할노광방식 또는 스캔방식의 노광장비가 평판디스플레이소자의 생산에 적용되는 추새인데, 이러한 방식의 노광장비의 핵심기능을 수행하는 모듈 증 마스크스테이지가 있다. 투영식노광 장비의 노광광원(조명광학계)에서 발생된 노광광은 마스크를 통과함으로써 특정패턴을 형성할 수 있는 형태로 변화되고, 투영광학계를 거쳐 피노광재에 조사 된다.(중략)

고속철도의 개통이 가까워지면서 사회적 관심이 고조되고 있으며, 특히 안전과 환경의 문제가 주요한 관심사로 대두되고 있다. 특히 공기역학적 관점에서 볼 때 300km/h의 고속에서는 지금까지 국내에서 경험하지 못한 여러 가지 문제점들이 나타나리라 예상되고 있으며, 그 중에서도 승강장에 대기증인 승객 또는 보행자가 열차 통과 시에 느끼는 불쾌감과 위험에 대한 조사와 대책이 필요한 시점이다.(중략)

공작기계와 절삭 공구의 발달로 고속 가공(high speed machining)의 도입이 가속화되고 있다. 고속 가공은 소재 제거율(MRR; material removal rate)을 향상시킴으로써 생산비용 및 생산 시간의 단축이 가능하며, 소경 공구를 이용한 고속 고회전 가공으로 고정밀 가공이 가능한 방법으로 생산 효율성 및 정밀성의 증대를 동시에 추구할 수 있는 가공 방법이다. 고속 가공에서 공구의 절입 및 퇴출 시에 급격한 절삭력의 변화로 인하여 공구의 파손(breakout) 및 칩핑(chipping)의 발생 가능성이 보다 높다.(중략)

자동차 폐차대수의 증가에 따른 폐차처리가 심각한 환경 유해 요인이 되고 있다. 국내 자동차 보유대수가 2003년 12월 현재 1,458만대에 이르렀고, 2003년 한해에 폐차되는 폐차대수는 55만대에 이르고 있어, 향후 몇 년 안에 매립지 부족, 환경위해 등의 문제가 심각하게 대두될 전망이다. 또한 EU에서는 2015년까지 재활용 95％를 목표로 단계적인 법제화를 실시하고 있으며 이러한 추세는 전 세계적으로 확산될 것으로 보여 이에 대한 대응이 필요하다.(중략)

최근 광 디스크로부터 신호를 검출하고 기록하는 핵심장치인 장 Pick-up이 점차로 고기능화, 소형화, 경량화 되면서 광 기록장치들의 발전에 크게 기여하고 있다. 초소형, 초경량 광 Pick-up을 생산하기 위해서는 광 Pick-up의 무게와 크기에 큰 영향을 미치는 렌즈의 재료를 유리에서 플라스틱으로 전환하고, 비구면 렌즈를 사용하는 것이 필요하다. 플라스틱 비구면 렌즈를 대량 생산하기 위해서 가장 많이 사용되는 방법이 사출성형이고, 소형, 경량, 휴대기능을 강조하는 제품동향으로 인하여 플라스틱 렌즈의 주요 생산기술인 사출성형의 중요성이 날로 부각되고 있다.(중략)

최근 인터넷 비즈니스의 증가로 고객 수요를 정확하게 예측하여 적절한 상품을 추천하는 추천 시스템의 개발 및 사용이 활발해지고 있다. 현재의 추천 시스템은 주로 내용 기반 추천(Content based Filtering)과 협력적 추천(Collaborative Filtering)을 사용하고 있으나 이러한 추천 시스템으로는 추천의 이유나 배경의 설명이 곤란하며, 시시각각 변하는 사용자의 의도를 파악하고 적절하게 응답하기에는 부족한 면이 있다.(중략)

휴대폰 등에 적용되는 초소형 카메라렌즈 모듈은 정밀 소형 조립체로써 고정밀도의 조립공정이 필요하다. 또한 해상도의 증가와 줌렌즈화 등에 따라 부품 종류가 다양해지고 부품 수도 급속히 증가하고 있다. 생산량 또한 급속히 증가하고 있어 생산공정의 자동화가 절실히 요구되고 있으나 제품의 종류가 다양하고 제품수명이 짧은 관계로 아직도 맡은 부분이 수 작업으로 이루어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 유연하고 확장 가능한 자동화 시스템을 적용하여 렌즈 조립시스템을 구성하고자 하였다.(중략)

최근 작업장에서 용접을 위해 로봇을 도입하는 사례가 많다. 단순한 장소뿐만 아니라 선체 블록 내와 같은 제약된 장소에서도 로봇을 많이 사용한다. 그렇기 때문에 로봇의 다양화와 고기능화가 더욱더 요구되고 있다. 로봇의 용접을 위한 위빙 궤적은 용접 품질과 생산성에 큰 영향을 주기 때문에 중요하다. 그러나 로봇을 도입하여 열악한 작업 환경에서 유연한 동작을 적용하기에는 말은 시행착오와 비용이 소요된다. 그래서 용접 로봇의 도입 이전 단계에서 위빙 궤적이 작업 환경에 맞게 로봇에 적용되는지 확인하는 것이 필요하다.(중략)

공작기계가 협력의 주체가 되는 생산시스템에서는 공작기계가 다양한 내외부적 요인들과 협력을 유지하면서 스스로 지식을 진화시킬 수 있는 M2M(Machine To Machine) 환경을 만들어 갈 수 있게 될 것이다. 본 연구에서는 지식진화형 지능공작기계의 개발을 위한 대화 모듈 에이전트 설계에 대한 내용을 소개한다. 지식진화형 지능 공작기계를 개발하기 위해서는 인간 전문가를 대신할 다양한 지식과 이에 적합한 지식처리가 필요하다. 그러기 위해서는 무엇보다 기계간 협력을 위한 에이전트의 요구가 필수적이다.(중략)

본 연구는 차세대 FPD의 소재로서 각광받고 있는 유기EL 의 제조공정을 위한 연구이다. 유기 EL 의 모재로서 이용되고 있는 ITO 코팅 유리는 그 표면의 정밀도에 따라서 제품의 불량률이 변화되게 됨으로 제조공정에 있어서는 매우 중요한 역할을 한다. 하지만, ITO 코팅유리의 표면 정밀도를 얻기 위하여 필수적인 연마공정 내에서 연마입자와 ITO 코팅유리의 상호작용에 의하여 연마가 이루어질 뿐 아니라, 불순물의 유입이나 기타 공정조건에 의하여 유리 표면 결함이 발생 및 불균일 연마가 수행되는 것은 피할수 없는 상황이다.(중략)

본 논문은 우리가 일상 생활에서 접하는 에어컨의 핵심 부품인 열 교환기의 제작과정 중에서 확관 공정에서의 확관속도 최적화에 관한 것이다 여기서 열 교환기는 구멍 뚫린 박판형태의 방열핀과 이 구멍을 통과하는 구리재질의 관인 헤어핀의 2가지 주요 부품으로 구성되어있다 그리고 확관기(Fig. 1)에 있어서의 확관공정은 Fig. 2에서 보는 바와 같이 소성변형을 통한 관의 반지름 방향의 팽창으로 방열핀과 헤어핀을 결합시켜주는 높은 정밀도를 요구하는 작업이다.(중략)

최근 인터넷의 발전으로 인해 설계환경이 독립적인 환경에서 점차 협업이 가능한 설계환경으로 확대 되어가고 있다. 이는 지리적인 차이를 극복할 수 있는 유용한 방법으로 제시되고 있다. 일반적으로 다수의 협업 설계자들은 협업설계를 하는 과정에서 설계 데이터와 어셈블리 모델을 공유한다. 이러한 데이터의 처리와 활용방안에 따라 협업설계의 효과가 달라지므로 그 중요성은 커지게 된다.(중략)

자동화된 조립 생산분야에서 복잡하거나 정교한 작업을 수행하기 위해 Workcell 안에서 여러개의 디바이스들을 제어할 수 있는 지능적인 제어기를 개발할 필요성이 증대되고 있다. 새롭게 만들어지는 생산 장비의 각 디바이스에서 센서들과 엑츄에이터들을 동시성(Parallelism)과 실시간성(Real timeness)을 고려하여 어떻게 작업 지시를 프로그래밍하는가 하는 문제를 해결하여야 한다. 이를 위해 지금까지 대부분의 장비에서 사용하는 작업 교시 방법들은 특정한 동작을 나타내는 의미 명령어로 구성된 작업을 기술하거나, 사용자 인터페이스를 통해 장비업체가 일방적으로 정한 작업 지시를 입력하는 형태로서 개발되었다.(중략)

지금까지 식품, 약품 및 음료 산업 등에서 내용물을 충전 후 밀봉하기 위한 방법이 다양하게 개발되어 사용되고 있으며, 특히 뚜껑을 체결하는 인라인 캐핑머신(In-line capping machine)은 포장 공정에 필수적인 장치이다. 이와 같은 장치의 설계 시 고려되어야 할 사항으로서 작업 공정이 연속적인데 있다. 또한, 어느 한 제품을 용기에 채운 후 완전한 상품으로 조립하기까지, 캐핑머신의 신뢰성은 공정의 연속성과 생산성을 좌우하기 때문에 매우 중요한 요소이다.(중략)

최근 들어 블리스터 포장방식은 제품을 뜯어보지 않고 제품을 확인할 수 있는 장점을 가지고 있어 여러 가지 상품포장에 이용되고 있다. 대부분의 건전지의 포장 역시 블리스터방식을 이용하여 포장을 하고 있다 그런데 카메라 및 각종 휴대용 전자장치에서 널리 사용되고 있는 리튬전지의 경우에서는 전지 자체가 가지고 있는 폭발위험성 때문에 블리스터 포장을 할 때 각별한 주의가 필요하다. 그러나 국내를 비롯한 국외에서도 일반 알카라인 전지 포장기계를 구조 변경하여 사용하고 있고 리튬전지 특성을 고려한 리튬전지 전용 블리스터 포장기는 개발되지 않고 있다.(중략)

플라스틱의 사출성형중 용용 수지에 가스를 주입하는 가스사출성형(Gas Assisted Injection Molding GAIM)에 의해 성형품을 만드는 생산방법은 약 30년 전부터 유럽지역을 중심으로 시작되었다 GAIN의 개발 배경은 발포성형을 대체하기 위한 공법으로 개발되었다. 발포성형은 싱크마크(sink mark) 제거, 치수안정성, 강도보강의 목적으로 사용하는 공법이지만, 가스기포가 표면으로 빠져나오고 표면에 가스 기포가 발생하여 외관부품에 부적당하며, 두께가 5-6mm이하의 성형품에는 적용할 수 없고, 성형시간이 긴 문제점을 가지고 있어 이러한 문제를 보강한 공법을 연구할 결과로 GAIM이 탄생하게 되었다.(중략)

국내를 비롯한 전 세계적으로 자동차의 고급화가 진행됨에 따라 Power window, Seat adjusting, Pedal adjusting, Sunroof, Mirror adjusting, Electric shift motor등과 같이 각종 편의 및 안전장치 구동을 위하여 자동차용 기어드 모터 및 응용제품의 사용이 급증하고 있는 추세에 있고 그에 따른 모터 및 구성부품에 대한 요구수준도 점차 높아지고 있는 현실에 있다. 그러나, 자동차용 부품의 특징인 대량생산과 원가절감이라는 현실적인 제약에 의해 원하는 정도 달성 및 제품의 성능 향상과 경쟁력확보에도 큰 어려움을 겪고 있는 것이 업계의 현실이다.(중략)

반도체 및 TFT LCD 제조 공정에서 핵심 공정인 Photo 공정은 PR(Photo Resist, 감광액) Coating -) Exposure(노광) -. Develop(현상)으로 이루어져 있다. 이중 Exposure 공정에 사용되는 장치가 노광장비이다. 노광장비는 Mask Aligner 라고도 불리는데, 그만큼 정렬기술이 노광장비에서는 중요하다. 반도체 및 TFT LCD 는 여러 충의 회로를 쌓아감으로써 층과 층간의 전기적 작용으로 생성되는 Tr.(Transistor) 또는 Diode 등의 수동소자를 집적하는 기술로 제조되는 것으로, 층과 층간의 전기적 작용이 설계한 바와 같이 이루어지기 위해선, 층과 층 사이의 정렬이 정확히 이루어져야 한다.(중략)

제품 개발 초기 단계에서 제품의 개념을 신속하게 구체화하여 제품의 기능, 구성, 부품 간 관계, 치수 및 간단한 형상들을 정의한 후, 검증(해석 및 실험)을 통해 가장 최적화된 설계 결과를 얻는다. 그러나 이 과정에서 일반적으로 설계 정보를 바탕으로 해석을 수행하기 위한 모델을 새롭게 생성해야 하는 문제가 있다. 또한 설계 변경이 발생하는 경우에는 도면을 다시 작성하고 해석 모델이 재생성 및 부품 생성을 위하여 데이터 입력을 다시 해야 한다. 이러한 문제는 선박의 초기 설계 및 해석 분야에서도 발견할 수 있다.(중략)

글로벌 시장에서의 급변하는 제품 개발 환경과 그에 따른 신속한 고객대응에 대한 제조 전략의 변화가 전 세계적인 이슈가 되고 있다. 결국, 차별화 된 다양한 상품의 시장 공략은 제조업의 핵심전략으로 대두되었고, 이로 인한 지식 기반의 제품개발 체제 확립 및 개발 전문가 사이에 효율적인 정보 교환을 위한 협업 프레임워크의 필요성이 급증하고 있다. 특히, 인터넷과 IT 기술의 발전은 이러한 제조 환경 변화 및 필요성 등과 접목이 되면서, e-Business 환경에서의 글로벌 분산 제조 환경 구축이라는 목표를 구현하기 위해 선진국을 중심으로 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.(중략)

최근 들어 치열한 경쟁 환경이 도래하면서, ERP라는 패키지로 대변되는 기업의 정보시스템이 지원하는 기업의 핵심 활동(critical activities)들도 그만큼 방대해졌다. 여기서, ERP를 비롯한 정보시스템의 기본 자원이라 할 수 있는 정보(information)의 정확하고도 즉각적인 입력이 매우 중요한 문제로 부각되고 있으며, 특히, 방대한 시스템의 운영에 따라 모든 정보흐름에 대한 검증 및 통제가 어려워졌기 때문에 이를 필터링 하는데 기준을 제공하는 표준(standard)정보의 중요성이 다시금 강조되고 있다.(중략)

오늘날과 같은 무한 경쟁 시대 속에서 기업은 신제품을 좋은 품질을 유지하면서 얼마나 빠르게 시장에 출시하느냐가 기업의 경쟁력을 좌우하게 되었다. 이를 위해서는 설계 단계부터 제품 생산 단계까지의 주기를 단축시켜야만 한다. 이 때 설계 단계의 비용이 가장 크며 많은 시간이 소비된다 물론, 품질에 가장 커다란 영향을 미치는 부분도 바로 설계 단계인 것은 두말할 필요가 없을 것이다. 이에 본 논문에서는 제품 개발에서 중요한 설계 단계를 CPC(Collaborative Product Commerce) 개념을 도입하여 웹에 기반을 둔 설계 지원 시스템을 구축하였다.(중략)

공작기계가 생산시스템에 사용된 이후 생산시스템은 대량생산체제를 거쳐 소비자의 다양한 욕구에 부응하기 위한 Mass Customization 생산체제가 정립되었다. 이러한 생산시스템의 발전은 공작기계와 같은 다양한 생산장비들이 유기적으로 결합되어 유연성과 이식성을 부여하고, 이를 구현하기 위해 지능화된 제어시스템을 도입하게 되었다 지능화란 인간전문가가 생산장비를 운영하는 방법과 가공에 필요한 지식 및 이상상태에 따른 대처능력을 대상기계에 구현한 것이라고 할 수 있다.(중략)

CIMdata에 따르면, PDM(Product Data Management) 시스템은 엔지니어와 관련 사람들이 제품정보와 제품 개발 프로세스를 관리하는 것을 도와주는 도구이다. 이러한 PDM 시스템은 정보기술의 발전과 인터넷 환경의 급속한 발전에 따라 CPC (Collaborative Product Commerce) 페러다임에 포함되고 있다. Aberdeen Group에서는 CPC를 '제품의 라이프사이클인 제품설계, 엔지니어링, 생산과 구매를 포함한 조달, 판매, 마케팅, 현장 서비스와 전세계 고객들을 Web으로 묶는 SW 및 서비스' 라고 정의한다.(중략)

지능 기계 개발을 위한 센서의 지능화는 주변 환경에 대한 인식, 새로운 지식의 창조 및 다른 기계와 지식의 교환 등의 기능을 갖는 것으로 접근된다. 센서의 지능화를 위해서는 센서에 대한 정보의 모델링과 행동의 모델링이 필요하다. 특히 행동의 모델링은 센서가 제공하는 서비스 기반의 접근에 대한 확장이다. 에이전트 입장에서 센서의 지능화는 에이전트의 특징인 자동화, 사회성, 환경 인식성 및 목표 지향성의 실현이다.(중략)

공학해석기반의 설계/제조 시스템에서의 설계는 설계평가와 설계 trade-offs로 구성되어 진다. 설계평가는 설계의 유용성을 평가하거나 CAD모델을 공학해석 모델로 변환하여 구조해석을 통하여 평가하기 위해 사용되며 이러한 평가결과를 근거로 성능치를 정의하고 CAD모델에서의 치수가 trade-offs 해석을 위한 설계변수로 정의되어 진다. 설길 trade-offs는 개선된 설계를 얻기 위한 목적으로 수행되는 데 설계변경은 CAD와 공학해석 모델로 피드백하게 된다.(중략)

최근 초고속 광통신 시스템이 발달함에 따라, 광통신 시스템 및 초고속 광통신 시스템의 핵심 부품인 평면도파로형 분배기(Splitter) 및 결합기(Coupler), 파장분할 다중화소자(WDM), AWG(Arrayed Wave Guide) 필터와 같은 소자부품 수요가 급격히 늘고 있다. 그러나 이러한 소자를 생산하는 공정은 수공적인 방법에 의존하여 생산성 향상을 위한 자동화에 대한 요구가 시급하다 특히 소자(Devices)와 광섬유(Optical fiber) 사이의 광학적인 정렬(Alignment)과 접속(Attachment) 공정은 부품 성능 및 생산성 향상, 그리고 비용절감을 위한 가장 핵심적인 문제로 대두되고 있다.(중략)

글로벌 차원의 경쟁 환경에서 제조 업체들이 당면한 과제는 보다 적은 생산비용으로, 보다 우수한 품질을 가지며, 고객의 요구를 만족시키는 제품을 적시에 시장에 출시하는 것이다. 이는 경영 환경이 생산자 중심에서 고객 및 파트너 중심으로 가치사슬(Value Chain)이 변하고 있고, 고객이 원하는 제품 및 서비스를 파트너와의 협력을 통해 얼마나 빨리 대응하는 지가 향후 기업의 생존 및 성장의 기본 조건이 될 것임을 말해준다. 또한 설계와 제조 분야에서의 글로벌화 경향은 협업 CAD/CAM 시스템을 요구하고 있다.(중략)

최근 산업의 급속한 발전과 가공기계의 초정밀화로 인한 초정밀가공품의 수요가 꾸준한 증가를 보이고 있으며, 특히 렌즈 산업에서 초정밀가공기술의 적용이 급속히 증가되고 있는 추세이다. 초정밀가공에서는 공구의 가공물on 대한 상대운동이 그대로 가공물에 전사되므로 생성되는 가공데이터의 정확도가 중요하다. 고정도의 렌즈와 렌즈금형들은 형상정밀도가 수십 나노미터에 이르는 초정밀 제품으로써 가격이 고가이다. 따라서 잘못 생성된 공구 경로는 시간적인 손실뿐만 아니라 고가의 장비를 훼손시킬 수 있으므로 공구경로 보정을 행할 필요가 있다.(중략)

폴리머는 20세기 중반부터 그 사용량이 급격히 늘어나고 있고 또한 사용범위도 매우 광범위해진 중요한 재료이다. 석유화학공업의 발달과 더불어 초기의 고분자공업은 범용수지의 생산에 주로 의존하였으나 최근에는 용도가 다양해지고 기능화 되면서 소량, 고가의 기능성 고분자재료들이 많이 나타나고 있다.(중략)

화학적 기계연마 공정(CMP)은 반도체 웨이퍼를 수 천$\AA$m/min의 MRR로 2$\mu\textrm{m}$ 이내의 W(Total Thickness Variable) 조건을 만족시키는 초정밀 광역 평탄화 기술이다. 일반적인 CMP 방법은 서로 다른 회전 중심을 갖고 동일한 방향으로 회전하는 웨이퍼와 다공성 패드 사이에 연마액인 슬러리를 넣어 연마하는 것이다. CMP 공정기술은 1990년 대 중반에 개발되었으나, 아직까지 연마 메커니즘이 완벽하게 밝혀지지 않았다. 따라서 장비를 최적화하기 위해 실험에 의존적일 수밖에 없으나, 이러한 방법은 막대한 자금과 노력뿐만 아니라 상당한 시간을 필요로 하기 때문에, 앞으로 가속될 연마대상 재료의 변화 및 다양한 속도에 발맞출 수 없다.(중략)

본 논문에서는 광학 기기 전반에 사용되고 있는 비구면 렌즈(aspheric lens)의 모델링과 제작 및 검증에 관한 연구를 수행하였다. 비구면 렌즈는 볼록렌즈, 오목렌즈와 달리 비구면을 사용함으로써, 사물의 원근에 관계없이 하나의 초점에 상을 맺을 수 있다. 그러나 이에 대한 모델링 정보는 공개되지 야고 있다. 따라서 본 연구에서는 다음의 식을 오일러 법(Euler method)을 적용하여 비구면 렌즈의 기하학적 형상을 모델링하였다.(중략)

프린팅 기법은 크게 젯팅(Jetting) 기법과 코팅(Coating) 기법으로 나눌 수 있는데, 이중 젯팅 기법은 액체 상태의 재료를 노즐을 통하여 분사하는 기법을 말하며, 그 방식으로는 전하제어형, 확산형, 자성 잉크형 등의 연속 방식, 피에조형, 전기열 변환형, 방전형, 고체잉크형, 정전흡입형 등의 DOD 방식, 잉크 미스트형, 스프레이형 등의 기타 방식으로 나누어 볼 수 있다. 젯팅 공정을 이용하여 폴리머 계열을 2차원 흑은 3차원 형상으로 제작하는 것은, 기존의 잉크젯 분사시스템을 수정 보완하는 것으로도 기술적으로 가능하다.(중략)

다양하게 변화하는 소비자의 요구에 만족하기 위해 제품 디자인의 빠른 변화가 요구되며 이에 따라 빠르게 3차원 형상을 구현하는 기술이 필요하게 되었다. 일반적으로 사용되는 적층 방식의 쾌속 조형기술은 고가의 재료비 및 운영비, 기능성 파트 제작의 어려움, 표면에 적층 무늬가 존재 등의 문제점이 존재한다. 그러나 기계 가공 방식의 경우 다양한 재료의 가공이 가능하고 높은 형상 정밀도가 유지되는 장점이 있다. 특히, 폼을 이용하여 3차원 형상을 구현하는 방법은 현업에서 많이 사용되고 있다.(중략)

상용화된 주사식 전자현미경(SEM)을 기본 구조로 하는 가공 시스템을 구축하여 전자빔(Electron beam)을 이용한 초미세 패턴(Nano pattern) 등 형상의 직접 성형, 혹은 직접 묘화(Direct writing) 가공을 수행하기 위해서는 크게 분류하여 연속적으로 스캐닝되는 전자빔을 요구에 따라 적절하게 극히 짧은 시간 내에 개폐하는 빔 블랭커(Beam blanker)와 효율적으로 초미세 패턴 등의 형상을 설계ㆍ가공하기 위한 전용 S/W의 두 가지 요소가 반드시 적용되어야 한다.(중략)

다양한 산업 분야에서 세장비가 높은 구멍 가공의 필요성이 증가하고 있다. 방전 가공은 세장비가 높은 미세 구멍을 가공하는데 매우 효과적인 방법이다. 그러나 일반적인 방전 가공으로는 세장비가 5이상 되는 깊은 구멍을 가공하기가 쉽지 않다 구멍을 가공할 때에 일정 깊이 이상으로 가공이 진행되면 가공 부스러기가 쉽게 배출되지 못하여 방전 집중 현상과 아크 방전이 일어나게 된다. 이로 인해 깊은 구멍 가공이 불가능하게 된다. 그러나 절연액에 초음파를 부가하여 가공을 하면 공구와 가공물 사이의 기공 부스러기가 분산되어 방전 집중 현상과 아크 방전 현상이 사라지고 가공이 원활히 이루어진다.(중략)

최근 급속히 성장하는 제약산업 분야에서 신약개발, 약물 투여, 유전자 분석에 필요한 비용과 시간을 줄이기 위하여 랩온어칩(Lab-on-a-chip) 기술이 부상하고 있다. 이러한 랩온어칩에서는 원하는 소량의 시료를 정밀하게 이송시켜 혼합, 반응, 분리, 검출 등이 하나의 칩 위에서 일련의 과정으로 수행 가능하게 하여 고속, 고효율, 저비용의 자동화를 시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 이는 하나의 칩 위에 분석에 필요한 여러 가지 장치들을 마이크로 머시닝 기술로 초소형 집적화 시킨 마이크로 프로세서이다.(중략)

현재 비구면렌즈를 만들기 위해서는 다양한 방법이 있다. Glass종류의 가공시 초정밀 절삭가공기(DTM)에서 가공하거나 정밀 연삭기를 가지고 가공하게 된다. 이 과정에서 렌즈 표면에 공구 흔적이나 표면거칠기 개선을 위해 연마작업을 하게 되는데, 사용하는 장비가 폴리싱 머신이다. 축대칭인 폴리싱머신의 경우 X, Z, $\theta$로 동시 3축제어가 가능하다. 하지만 이 장비의 경우 연마에서 원하는 형상정밀도와 표면거칠기를 얻기 위해 각축들의 위치정밀도와 분해능이 높은 부품을 사용하여 기계자체가 고가라는 점이 단점으로 작용한다.(중략)

세라믹의 완전 소결체는 높은 경도와 취성을 가지기 때문에 연삭과 같은 입자가공이 행해지게 되어, 가공능률이 매우 낮고, 복잡한 형상 창성이 어렵다. 완전소결된 세라믹의 절삭가공에서는, 공구수명이 짧고, 가공속도가 매우 늦어 일반의 부품가공에 적용하기 어렵다. 또한 소결이 전혀 행해지지 않은 성형체의 절삭가공은 공작물의 강도가 약하기 때문에 가공속도, 가공능률, 부품의 척킹 및 치수 정밀도 등에 문제가 있다고 할 수 있다 이러한 문제 때문에 엔지니어링 세라믹의 고능률, 고품위 절삭에 관한 연구가 필요하다.(중략)

초경합금재 (cemented carbides)는 WC(텅스텐 카바이드, 탄화텅스텐)과 Co(코발트)를 주성분으로 한 복합재료로서 저온경도와 고온경도가 뛰어 나며, 압축강도와 강성이 높은 것 등, 제반 물리적 성질이 안정되어 있다 이와 같은 우수한 특징을 이용하여, 초경합금재는 다양한 분야에 이용되고 있는데, 크게 나누어 절삭 공구용으로 뿐만 아니라 IT 관련, 환경 관련 산업용, 광산용 공구, 건설 공구, 철강의 압연 롤러 등의 내마멸, 내충격용 재료에도 많이 사용된다. 이들 가운데, 내마멸, 내충격용으로 사용되는 것은 절삭 공구용 초경합금재에 비해 결합제인 코발트를 많이 함유하며 경질 성분의 텅스텐 카바이드의 입자 지름도 거칠고 크다.(중략)

다양한 기계적인 제거 가공 공정에 있어서 발생되는 열의 냉각과 치핑 과정시의 원활한 윤활 및 칩의 효율적인 배출 작용 등을 위하여 필수적으로 적용되는 절삭유와 관련한 분야에 있어서 최근에 환경성과 경제성을 고려한 청정 생산 기술의 도입이 전 세계적으로 활성화되면서 사용량을 억제하거나 대체화하는 방식과 폐절삭유의 발생을 저감화하기 위한 수명 향상 방식 등을 위한 관련 연구들이 경쟁적으로 진행되고 있다. 그러나 현재까지 불가피하게 수용성 절삭유를 일반적으로 사용하는 국내 중소기업 형태의 영세한 생산 제조 작업 현장에 있어서는 비산, 분무되는 절삭유에 의하여 작업 환경이악화될 뿐만 아니라 점진적으로 부패되어 악취가 발생됨으로써 작업자가 기피하거나 산업 재해의 원인으로서도 작용되므로 우선적으로 절삭유의 사용량을 억제하기 위하여 최소한의 적정량만을 적용할 수 있는 기법을 채택하거나 절삭유의 수명을 극대화하기 위하여 적정한 상태를 유지할 수 있는 방식이 요구된다.(중략)

자동차의 시동을 걸기 위해서는 맨 처음 엔진을 강제로 가동시키는 기계장치가 있어야 하며, 이를 시동모터라 한다. 시동모터는 모터부와 그 부속장치 그리고 발생된 힘을 엔진으로 전달하는 동력전달 기구로 구성되어 있다. 동력전달기구는 플라이 휠이라는 부품을 크랭크 축 끝단에 장착한 후 그 원주상에 링 기어를 만들고, 시동모터의 축에 피니언이라는 작은 기어를 맞물리게 하여 시동 키를 돌리면 이 기어가 회전되는 원리를 이용하고 있다. 피니언 기어는 작고 반대로 플라이 휠에 장착되어 있는 링 기어는 크기 때문에 일정한 기어비가 형성되어 큰 부하의 엔진회전이 가능하다.(중략)

이 연구에서는 주단조 공정을 자동차 부품인 low control arm 제조에 적용하였다. Al6061에 주단조 공정을 적용함므로써 재료비 감소와 기존의 스틸제품보다 경량화 효과를 얻을 수 있다는 것을 증명하기 위함이다. 첫째로 단조 재료인 A16061의 최적 주조조건을 찾기 위하여, 주조 실험은 알루미늄의 주입온도, 금형온도, 주입시간을 조절함으로써 수행되어졌다. 최적주조조건은 주입온도 $700^{\circ}C$, 금형온도 30$0^{\circ}C$, 주입시간 10초로 정하여졌다. 각각의 미세조직을 관찰하고 응력-변형률곡선을 구하기 위하여 열가단조실험은 빌렛온도, 변형률속도와 감소율을 기초로 하여 수행되어졌다.(중략)

새로운 공작기계나 절삭공구의 설계 및 개선을 위하여 절삭 공정 중 발생되는 절삭력 성분을 정확히 예측하는 것이 필요하다. 절삭 과정에서 절삭력 정보의 중요성은 그동안 공작기계 분야에서 익히 강조되어 왔다. 특히 주 절삭력 정보는 공구 파손을 예측하고 마모를 감지하여 그 밖의 다른 오동작을 검출해 내는 것에 있어서 매우 중요한 것으로 잘 알려져 있다. 최근 공작기계 강성 및 성능의 향상, 고속절삭용 공구의 발전, 금형 산업의 생산성과 정밀도 향상의 요구로 머시닝센터를 중심으로 고속가공에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. (중략)

방전가공은 현재의 정밀 금형산업에서는 필수적인 가공방법이나, 공작물과 전극사이에서 방전이 발생할 때 고온고압의 플라즈마 상태에서 재료를 제거하는 메카니즘에 대한 해석은 아직도 많은 연구 대상이다. 방전가공은 기본적으로 3단계의 과정으로 구별할 수 있는데, 첫째 공작물과 전극의 간격과 기하학적 형상, 전압에 의해서 전계가 집중되어 절연체의 절연강도보다 초과하면 절연체가 이온화되어 방전이 시작된다. 둘째, 전극과 공작물이 통전이 되어 플라즈마 채널이 형성되면서 열에너지에 의하여 공작물이 용융 증발이 발생한다.(중략)

미세 방전 가공은 전도성 재료에 미세 구멍을 가공할 때 주로 적용되는 방법이다. 그러나 미세 방전가공을 이용하여 구멍을 가공할 때 직경이 일정한 공구를 사용하더라도 입구와 출구의 직경에는 차이가 생긴다. 구멍의 벽면과 공구사이에는 2차 방전이 발생하고 상대적으로 2차 방전의 영향을 많이 받는 입구가 출구보다 직경이 커지게 된다. 이 때문에 미세 구멍의 단면 형상은 깊이 방향으로 테이퍼가 생기게 되며, 이로 인해 진직 구멍을 가공할 수 없게 된다. 따라서 이 논문에서는 이러한 테이퍼 형상을 제거하여 진직 구멍을 가공하는 방법에 관해 연구하였다.(중략)

일반적으로 10,000 rpm 이상의 고속, 고이송 가공이 수행되는 고속가공에서 절삭력의 급격한 증가는 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 따라서 실제 가공에 앞서 NC code에 존재하는 에러 유무를 검출하고, 주어진 절삭 조건의 적합성을 사전에 검사하는 NC 모의 가공 시스템의 중요성이 점점 강조되고 있는 실정이다. 절삭 영역의 탐색에는 일반적으로 Z-map 방식이 사용되고 있다. Z-map 방식은 자료구조의 단순성과 완결성으로 인하여 계산속돈가 라르고 오류 발생의 가능성이 상대적으로 낮기 때문에 상용 CAM 시스템은 대부분 이 방식을 기반으로 하고 있다.(중략)

Micro/Meso 기계적 가공은 기존 MEMS 공정에서 제작할 수 없었던 높은 세장비(aspect ratio)를 가지는 제품을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 보다 높은 가공 정밀도를 획득할 수 있다. 따라서, 미소 부품에 대한 마이크로/매소 단위의 미세 절삭 가공을 위해서는 공간적 측면과 에너지 소비, 정밀도 측면에서 효율적인 시스템을 구성하기 위해서 마이크로 머시닝 전용 기계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 '마이크로 팩토리' 의 기본 공작기계인 마이크로 선반을 개발하여 초정밀 미소 절삭에 대한 연구를 진행 중에 있다.(중략)

자동차, 항공. 선박, 가전, 건축 및 방위 산업 등 현대 사회의 핵심 기간산업은 제품의 대부분을 금속 판재를 이용하여 제품을 생산한다 따라서 향상된 물성 특성을 갖춘 금속 판재를 이용함으로써 기존 제품의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다 이러한 관점에서, 현대 사회는 에너지 자원이 점차 고갈되어 가고 있고 소비자의 기호 수준이 향상되어 고성능의 제품을 요구하고 있으므로, 높은 에너지 효율성과 구조의 안정성 및 신뢰성을 동시에 만족시킬 수 있는 초경량 고강도 재료 개발이 활발히 진행되고 있다.(중략)

전해 가공은 공작물의 기계적 특성과 무관하게, 빠른 속도로 가공할 수 있는 장점이 있으나, 가공 간극이 비교적 넓어 초정밀 가공에는 널리 적용되지 못했다. 최근 Schuster는 초단 펄스를 이용한 전해 가공으로 가공 간극을 수 $\mu\textrm{m}$ 까지 줄일 수 있고 미세 3차원 구조물의 정밀가공에 초단 펄스를 적용할 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 초단 펄스를 이용한 미세 흠의 와이어 전해 가공에 대하여 연구하였다. 전극으로는 지름 10$\mu\textrm{m}$ 백금 와이어를 사용하였으며 공작물은 스테인리스 스틸을 사용하였다.(중략)

정밀부품의 가공 시에 발생되는 burr는 제품의 정밀도, 성능과 제품의 생산성에도 부정적인 영향을 끼치다. 따라서 효율적인 burr의 제거는 제품의 성능의 향상뿐만 아니라 생산성의 향상에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 자기 연마법(Magnetic Abrasive Finishing)은 연마제의 연마특성과 철의 자기화 성질을 이용한다. 자기장내의 자기력선의 응집현상을 통해서 burr를 제거하는 방법이다. 자기 유도자에 의해 형성된 magnet flow를 따라 지립이 정렬을 하고 정렬된 지립은 브러쉬의 역할을 하여 burr를 제거하게 된다.(중략)

연삭 가공은 대직경 반도체 웨이퍼의 경면 가공, 산업용 정밀 부품, 광학 분야의 고정밀급 렌즈 등 여러 산업 분야의 각종 정밀 부품의 마무리 공정에 적총되어 제품의 질을 좌우하는 필수적인 공정이라 할 수 있다. 이러한 연삭 가공은 높은 치수 정밀도와 양호한 표면 거칠기 및 제품의 형상을 동시에 만족시킬 수 있는 가공 기술로서 , 대직경 웨이퍼 생산에 있어서, 고정밀ㆍ고품위의 웨이퍼를 양산하는데 적합한 기술로 인식되고 있다.(중략)

본 논문에서는 고속가공 시 필랫(코너-R) 엔드밀의 곡면가공 적용가능 여부를 연구하기 위하여 비교적 곡률이 완만한 곡면을 채택하여 가공실험을 수행하고 고 결과를 분석하였다. 가공재료는 금형의 재료로 많이 사용되는 SKD11 강을 선택하였다. 볼엔드밀과 필렛엔드밀의 비교를 위하여 2 종류의 공구에 동일한 가공조건으로 가공실험 하였다. 가공 중 측정된 절삭력과 가공면의 표면조도를 분석하여 일반적으로 황삭에서 주로 사용되던 필렛엔드밀을 곡률이 완만한 곡면의 정삭에 적용하였을 경우의 절삭특성과 볼엔드밀의 가공특성을 비교하였다.(중략)

오오스테나이트 스테인리스강은 강도, 연성, 인성, 내식성 등이 우수하여 광범위하게 사용되고 있지만 절삭 시 전단저항이 크므로 절삭날 결손이나 용융을 유발하여 가공면을 안정시키기 어려우며 난삭재로서 가공경화가 매우 큰 재료이다. 그리고 질소를 약 0.1wt.％ 첨가한 316LN강은 316L강에 비해 고온강도 특성이 우수하여 주목받고 있는 새로운 재료이이지만, 저탄소의 강도 약점을 보완하기 위하여 고용강화원소로 질소를 첨가하기 때문에 높은 강도로 인하여 절삭가공에 난점이 있으므로 이 재료를 응용하기 위해서는 절삭 시 재료 표층부에 발생하는 가공 변질층에 관한 연구가 필요하다.(중략)

엔드밀 가공 공정은 항공산업과 자동차 부품 및 금형 가공 산업에서 널리 사용되고 있다. 정형가공 (near net shape) 기술의 발달에 따라 금형 가공시 허용공차 이내로 표면 오차를 유지하면서 가공시간을 감소시킬 필요성이 증대되었고 이에 따라, 절삭과정을 정확히 나타냄으로써 최종표면 형상을 정확히 예측할 수 있는 절삭모델을 통해 표면형성 예측 시뮬레이터의 개발 필요성이 있어왔다. 본 논문에서는 주어진 절삭조건에서 공구의 처짐과 런아웃을 고려한 절삭력 모델에 대하여 절삭력과 표면형성 데이터를 코딩된 포트란 프로그램에서 얻고 이것을 MFC와 연동시켜 예측 결과를 쉽게 확인할 수 있는 초보단계의 시뮬레이터 개발에 대하여 연구하였다.(중략)

1990년에 일본 혼다 기연공업의 고성능 스포츠카(NSX)는, 올 알루미늄합금보디등에 알루미늄을 이용, 대폭 경량화시켜 화제를 모았으며 90년 전후부터는 스포츠카나 스페셜리티카로 불리우는 고성능 승용차의 보디외판과 발주위부품에 알루미늄부품이 잇달아 채용되기 시작하였다. 알루미늄부품의 채용이 정착한 최근에 와서, 승용차의 알루미늄화 움직임에 변화가 생겼다. 90년 이전에는 승용차의 발주위부품은 알루미늄단조품으로 경량화하는 것이 보통이었는데, 91년 가을경부터, 이것을 알루미늄 주조품으로 대체하는 방향으로 흐름이 바뀌었다.(중략)

최근 IT산업으로 대표되는 광통신 및 광신호 전달에 이용되는 광 반사경 및 렌즈어레이, 광가이드 판넬(BLU, FLU)등 광부품의 수요가 급증하고 있고, 이의 생산을 위한 다양한 제조공정이 연구 개발되고 있다 근년까지 이러한 마이크로 광부품의 제조방법은 포토리소그래피, 에칭기술을 베이스로 한 MEMS 기술, PDMS를 이용한 복재기술에 크게 의존하고 있다. 기계적 가공법으로는 오래전부터 초정밀 경면 선삭이나 연삭에 의한 마이크로 렌즈와 미세 패턴의 금형가공이 이루어져 왔다.(중략)

광통신 커넥터 핵심 부품인 페룰(Ferrule)은 광통신의 주요한 커넥터 부품으로 사용되며 슬리브내에서 페룰을 서로 맞대어 광섬유론 정렬하는데 사용이 된다. 광섬유의 맞대기가 정확하고 광학 특성에 영향을 주지 않도록 하기 위해서는 페룰의 외경과 표면의 초정밀 가공이 주요한 품질 특성이 된다. 페룰은 고경도 난삭재의 소구경 세라믹 재질이며 이의 가공을 위해서는 다이아몬드 연삭숫돌을 이용한 무심연삭(centerless grinding) 장치를 사용한다.(중략)

엔드밀은 산업현장에서 정밀 금형과 다이 제조 시 넓게 사용되는 절삭 공구이며 공작기계의 향상에 따라 많은 발전을 거듭해 왔다 공작기계의 고속화에 따라 공작기계의 측면에서는 강성 증가, 열변형의 억제와 동적 안정성의 개선 및 응답성 개선을 통하여 정밀도를 향상시키고 이송속도와 절삭속도의 증가를 통해 생산성을 증대시키고 있으며 공구의 측면에서는 새로운 재종 및 코팅기법의 개발을 통해 공구수명의 향상을 달성하고 있다. 또한 공구형상의 최적화를 통해 동적 안정성을 확보하고 가공 정밀도를 개선하고자 하는 다양한 시도가 이루어지고 있다.(중략)

머플러는 소음의 저감과 공기 정화의 특성으로 인해 자동차와 중장비에 적용되고 있다 최근에는 강화되고 있는 엄격한 환경규제를 만족하기 위해 그 설계와 제조에 있어 그 중요성이 높아지고 있으며, 머플러 튜브의 형태와 타공의 개수 및 배열은 다양한 형태로 연구가 이루어지고 있다. 이 중에서 튜브의 타공은 차량의 중량과 기능에 따라 다양한 형태를 가지며, 모델수의 증가와 출시기간의 단축으로 인해 튜브의 타공기술은 머플러 시장의 경쟁력을 좌우할 정도로 중요해 지고 있다.(중략)

다양한 목적으로 개발이 요구되는 로봇의 작업환경과 운동능력에 맞게 로봇을 개발하기 위해서는 다음의 설계 과정을 필요로 한다. 하나, 로봇의 전체 설계 중 개념설계/기초설계로 로봇링크의 길이나, 작업영역에 대한 설계 변수를 결정하는 로봇 기구설계. 둘, 로봇 상세설계로 작업을 실행하는데 필요한 운동능력에 대한 설계 변수를 결정하는 로봇 동역학 설계. 셋, 로봇 기구, 동역학 설계를 기초로 하여 로봇이 최적의 성능을 발휘할 수 있는 로봇 부품들에 대한 요소품 설계가 있다.(중략)

홈 네트워크(home network)란 집안과 밖에서 언제든지 편리하고 안전하며 경제적인 생활서비스를 즐길 수 있도록 다양한 디지털 가전 기기들이 서로 연결된 네트워크를 의미한다. 디지털 신호 처리 기술의 발전으로 인하여 백색 가전으로 불리우던 냉장고나 세탁기 등이 점차 디지털화되고, 가전용 운영 체제 기술과 고속 멀티미디어 통신 기술 등이 디지털 가전에 응용되고 있다. 이로 인하여, 새로운 형태의 정보 가전이 등장하고, 홈 네트워크 분야의 _관심도가 높아지고 있다.(중략)

원격제어용 Pan/Tilt 카메라 모듈은 최근 보안산업의 발전과 더불어 고부가가치 산업으로 대두되고 있으며, 특히 9.ll 테러 이후 시장이 급성장하고 있다. 현재 국내에 보안관련 DVR, WEB Camera 관련기술 및 제품의 경우 세계적인 수준에 도달하였으나, Pan/Tilt 카메라 모듈의 중저가 제품의 경우 값싼 노동력을 바탕으로 대량생산을 하는 중국산에 비해 가격 경쟁력이 없는 상태이다. 이에 따라 가격이 저렴하면서도 연구실, 사무실, 가정집, 학교, 유치원 등에서 일반 사용자들이 쉽게 설치 및 사용이 가능한 Pan/Tilt 카메라 모듈의 개발이 국가경쟁력 강화차원에서 요구되고 있다.(중략)

조향성능은 완성된 자동차를 평가하는 아주 중요한 요소이며, 운전자에게 직접적인 영향을 가지는 까닭으로 우선적으로 해결되어야 할 문제이다. 자동차의 조향성능과 관련된 자동차 요소로는 프런트 샤시 모듈이 있으며, 프런트 샤시 모듈의 자세는 구성 요소인 서브프레임의 조립자세에 의하여 결정된다. 서브프레임은 4개의 원통형 지지부로 이루어져 있으며, 차체와의 조립시 지지부에 물리적 접촉이 발생한다. 즉 공간상에서 서브프레임의 자세는 지지부의 조립위치에 의하여 결정이 되며, 서브프레임의 자세를 결정하기 위해서는 지지부에 대한 적절한 해석이 필요하다.(중략)

현재 국가 간의 경쟁력 확보를 위하여 자동화 기술의 개발을 통한 무인화ㆍ자동화를 실현함으로써 물류비용 및 인건비의 절감을 위한 노력에 많은 투자가 이루어지고 있는 실정이다 FMS를 구축하기 위해서는 AGV는 반드시 필요한 운송 장치로 현재 많은 제품들이 생산되어 현장에서 사용되고 있다. 현재 AGV는 바닥에 설치되어 있는 주행라인을 따라서 이동하는 방식이 가장 많이 사용되고 있으며, 주행라인 검출 방식으로 말이 사용되고 있는 전자유도 방식은 설비비용이 말이 들고 경로 수정이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.(중략)

기존 대부분의 회전형 3 자유도 메커니즘은 직렬 구조로서 해석은 비교적 용이하지만 처짐과 커다란 관성력은 주요한 약점으로 인지되고 있다. 이에 반하여 병렬 메커니즘은 여러 부속 체인을 가지는 구조로 인한 높은 강성과 무거운 엑츄에이터를 지면 가까이 설치할 수 있게 함으로서 상대적으로 적은 처짐과 적은 관성력을 가지는 반면에 상대적으로 기구학 및 동역학 해석은 매우 복잡한 것으로 알려져 있다.(중략)

로봇의 실시간 장애물 회피 방법은 연구되어 왔고 실행되어 왔다. 이러한 방법을 vector field histogram(VFH)라 하며 이러한 방법은 알려져 있지 않는 장애물의 발견과 장애물과의 충돌을 피하는 동시에 목표점으로의 로봇의 이동을 위한 알고리즘이다. The vector field histogram(VFH)방법은 world model로 이차원 Cartesian histogram grid를 이용하였다. VFH 방법은 Vehicle을 원하는 데로 컨트롤하기 위한 과정으로 두 단계 데이터 줄이는 과정이다. Histogram grid 의 첫 번째 단계는 로봇의 순간위치를 구성하기 위한 일 차원 polar histogram에 포함된 각 섹터의 값은 polar obstacle density(POD)로 방향을 표시한다.(중략)

실버용 로봇은 종래의 일반적인 로봇하고는 달리 매우 다양하고 복잡한 기능이 요구된다. 실버용 로봇이 주어진 작업을 성공적으로 수행하기 위해서는 인간의 두뇌작용에 해당하는 지능제어시스템과 이를 바탕으로 한 자율기능, 높은 수준의 인간과 로봇과의 통신을 위한 적절한 인터페이스, 고기능 센서를 이용한 감각기능, 로봇의 활동범위를 넓혀주는 이동기능, 조작을 위한 매니퓰레이션기능, 그리고 임무수행을 위한 처리기능 등이 필요하다. 이러한 다양하고 복잡한 작업을 수행하기 위해서는 지능적인 제어가 요구된다.(중략)

1.개요 반도체 기술의 발전으로 에너지 효율이 높고 반영구적인 LED의 개발과 사용이 늘어나고 있는 추세이며, LED 관련 시장도 확대되고 있다. LED 생산에 따른 LED검사 시스템이 필수적인데도 아직 생산 현장에서는 목시검사에 의존하고 있으며, 시스템의 개발은 아직 미비한 상태이다. 몇몇의 비젼 검사관련 업체에서 비젼시스템을 이용한 LED 검사 시스템을 개발하였고, 그 밖에 논문에서 LED 검사 시스템을 개발하고 연구한 바가 있으나, 기존의 LED검사 시스뎀은 전원을 넣어 실제 LED발광 이미지에 대한 검사를 하는 것이 아니라 꺼진 상태에서의 LED 형상에 대한 검사 시스템이다.(중략)

기계의 소음 및 진동은 환경요인과 함께 기계의 정밀도 향상 및 고장진단과 관련하여 가장 중요한 분야중 하나이다. 특히 기계의 구동원으로 가장 많이 사용되고 모터는 기계설비이면서도 전기적인 현상으로 작동하기 때문에 설비보전의 사각지대로 나타나고 있다. 또한, 진동으로 모터의 전기적인 결함을 분석하기에는 미흡한 부분이 나타나기 때문에 모터 전용분석 기법을 사용하여 전동기의 전기적 결함을 분석하면 보다 정확한 진단이 가능하다. 현재 일부 생산 현장에서는 모터를 진단하기 위해 진동, 온도, 전류 등의 측정기법 들을 이용하여 분석하고 있다.(중략)

본 논문에서는 레이들(ladle)에 실린 용강의 균일한 혼합을 위해 사용되는 저취 시스템의 버블 강도를 예측하기 위해 진동센서를 이용한 안착대를 설계하고 제작하였다 또한 무선 인터넷을 이용해 안착대로부터 진동 데이터를 수신하여 실시간으로 원격지에 위치한 서버에 저장하는 시스템을 구현하였다. 이와 함께 저취 시스템에 사용되는 유량제어밸브를 컨트롤하기 위해 기존에 사용되는 프로토콜 변환기를 변경한 데이터 처리장치를 설계하고 제작하였다. 데이터처리장치는 4개의 직렬 신호를 동시에 처리 가능하며 비구조화된 데이터를 보관하다록 하기 위해 플래쉬 메모리를 장착하였으며, CPU의 데이터 처리를 위해 SRAM을 장착하도록 구성하였다.(중략)

단조품 후처리 공정은 표면처리, 자분 탐상, 수 검사, 방청, 개수계량 공정으로 이루어져있다. 그러나 우리나라의 단조품 제조 산업에서는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 후처리 공정이 작업자의 수작업으로 이루어져 있어서 많은 문제점을 가지고 있다. 표면 처리 공정에서 소재를 장입하는 작업은 작업자의 수작업으로 이루어져 있어서, 작업자는 중량물을 개수하고, 버킷에 담는 작업을 수행해야 한다. 또한, 소재의 이송은 지게차를 이용하고 있어 작업자와 지게차는 같은 작업공간에서 작업을 하게 된다.(중략)

공장자동화는 국제사회 속에서 살아 남기 위한 필수 요건이 되었다. 값싼 인건비를 무기로 제품 경쟁에 뛰어 들고 있는 주변국가와 경쟁하기 위해서는 인건비 절감과 품질 향상이 필수적이다. 본 논문은 POS용 키보드의 생산공정 중에서 조립된 키보드 칼라 라벨을 자동 검사하는 시스템 개발을 최종목표로 하였다. 현재, 산업용으로 폭 넓게 사용되고 있는 머신 비전 측정시스템은 흑백의 영상과 비교적 간단한 물체에 초점을 맞추고 있다. 그러나, Fig.1의 POS용 키보드는 일반 컴퓨터용 키보드와는 달리 각각의 키가 칼라 라벨로 되어있기 때문에 기존의 흑백 머신 비전 시스템으로 자동화를 구축하기는 힘들다.(중략)

기존의 모빌리티 분석 방법은 크게 Grubler의 모빌리티 공식에 의한 zeroth-order 모빌리티 분석 방법, 관절 스크류를 활용한 일차 기구학 성질을 관절 스크류로서 활용한 first-order 모빌리티 분석 방법, 그리고 이차 기구학 특성을 활용하는 second-order 모빌리티 분석 방법으로 구분된다. 그러나, 많은 과다 구속 메커니즘의 경우 zeroth-order 또는 first-order 모빌리티 분석 방법에 의해서는 모빌리티의 분석이 불가능하며 현재까지 문헌에 소개된 second-order 모빌리티 분석 방법은 수치적인 방법에 의존하여 전체 메카니즘의 이차 기구학 특성을 분석하게 되므로 매우 복잡하여 활용하는데 매우 어려움이 있다.(중략)

본 논문에서는 유연 공구 홀더를 가진 다관절 매니퓰레이터 로봇을 이용한 디버링 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 로봇을 이용한 디버링 작업에서 버 공구(Rotary file)의 강성과 로봇의 강성으로 인해 작업 시 발생할 수 있는 각종 오류를 방지할 수 있는 소형의 3자유도 유연 공구 홀더(Flexible Tool Holder)를 개발하여 이에 대한 분석을 하였다. 개발한 유연 홀더를 새로운 구조의 다관절 로봇 매니퓰레이터를 이용하여 디버링 시험을 수행하였다.(중략)

초고속 정보통신망 구현에 필수적인 광학 연결용 부품인 광 Ferrule은 광섬유 커넥터의 중요부품으로서 우수한 치수정밀도와 내마모성을 갖추어야 한다. 현재, Ferrule로 사용되는 재료는 지르코니아, 알루미나 등 세라믹 물질이 많이 사용되고 있으며 기계적 강도나 내마모성 면에서는 우수하지만, 피연마속도가 석영섬유에 비해 현저히 작아서 특수한 연마방법을 채택해야 하며 성형성이나 가공성이 나빠 생산효율이 낮고 비용이 비싸다는 단점을 가지고 있다.(중략)

보행 시작(Gait Initiation)은 정적 기립상태에서 출발하여 일정한 보행주기가 반복되기 전까지의 과정을 말한다. 이러한 보행의 시작은 아주 짧은 시간에 무의식적으로 이루어지는 움직이지만, 신경계의 조절 근육의 작용 및 생체역학적인 힘의 복합적인 통합에 의해 이루어진다. 노인의 낙상은 보행시작의 과정에 있어서 주로 신체노화와 질병으로 인한 균형 조절능력의 감소를 가장 큰 요인으로 보고 있다. 하지만 지금까지는 주로 운동역학과 동적 근전도에 대한 연구가 주류를 이루었다.(중략)

사회가 고령화되면서 점점 더 노약자 및 류마티스 환자가 늘어나고 있다 특히, 이들은 근육의 쇠퇴와 뼈대 구조의 약화로 인해 타인의 도움 없이는 정상적인 활동이 어렵다. 이들의 정상적인 활동을 도와줄 힘도움 착용 로봇의 개발이 본 연구의 목적이다. 본 논문에서는 노약자 및 류마티스 환자들을 위한 힘도움 착용 로봇의 시스템 개요도를 소개한다. 그림 1은 본 연구의 시스템 개요도를 보여준다. 기구적 메카니즘은 3개의 모터에 의해 구동되는 링크구조를 가지고 있다.(중략)

현재 국내에서 꾸준히 증가추세를 보이는 대장관련 질환의 검진과 치료를 위해 대장내시경을 이용한 시술의 빈도가 높아지고 있다. 현재 이용되고 있는 대장내시경은 대부분 구조적으로 굵기는 약 1 cm 이며 길이는 약 1.5 m이다 이러한 내시경은 항문을 통한 삽입이 용이하도록 하기 위해 적당한 유연성과 동시에 축방향의 비교적 큰 Stiffness를 갖고 있으며 최근 개발되고 있는 제품들은 이러한 Stiffness의 조절이 가능하여 삽입이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하고 있다.(중략)

치과용 임플란트(Implant)란 상실된 자연치아를 대신하여 골 내에 매식하는 인공치근을 말한다. 임플란트는 인접 자연치아의 보호, 심미적 안정 등의 장점으로 인해 그 수요가 늘어나고 있으며, 단일치아 임플란트의 경우, 부분 무치악 환자들에게 있어서 우수한 치의학적 해법이 되어왔다. 대부분의 임플란트는 두 개 이상의 구성요소로 이루어져 있으며, 각각의 구성요소는 나사에 의해 결합되어 있다. 많은 연구결과를 통해, 임플란트의 나사 풀림 현상(Screw loosening)은 임플란트와 관련하여 가장 흔한 문제로 나타나고 있다.(중략)

최근 교통사고의 증가와 평균수명의 연장으로 인한 노인 인구의 급증으로 중추신경계의 기능에 손상을 초래하는 각종 질환들 즉 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 뇌성마비 및 퇴행성 뇌질환 등이 더욱 많아지고 있다. 이러한 질환들은 뇌기능 장애로 인한 운동, 감각 및 인지능력 저하를 일으켜 보행과 일상생활 동작수행에 큰 장해를 초래하게 된다. 특히 보행능력의 장해는 일상생활 및 사회생활에 필요한 기동력을 제한하므로 결국 타인에 의존적이 되고 사회로부터 고립되는 심각한 기능장애를 일으키게 된다.(중략)

최근 평균수명의 연장에 따른 사회 노년층의 증가로 낙상사고의 빈도가 높아지고 있으며, 또한 교통사고 발생이 빈번함에 따라 전정계 이상 및 체성감각계의 기능 손상에 의한 자세균형 환자가 점점 증가하고 있는 추세이며, 이러한 균형 제어력의 소실이 환자의 재활치료에 많은 어려움을 초래하고 있다. 자세균형제어에 관한 연구는 주로 힘판을 이용하여 특정 감각시스템으로부터의 입력을 제한하거나 외력에 의해 평형 유지를 방해했을 때, 신체 전이(displacement), 압력중심의 움직임(Center Of Pressure; COP), 자세 유지 시 작용하는 근육의 활동전위 등을 측정하는 연구와 더불어 균형에 어려움을 느끼는 환자를 위한 바이오피드백(Biofeedback)을 적용한 연구가 보고되고 있다.(중략)

본 연구에서는 한국인 20대 남자 50명(23$\pm$2세)과 여자 50명(20$\pm$1세)의 MR 뇌 영상을 KAIST 뇌과학 연구센터에 있는 37 MRI 기기로 획득하였고 Brain Voyager(B/V)를 이용하여 소뇌의 부피를 측정하고자 한다. 남자와 여자의 뇌의 구조가 부분적으로 차이가 있다는 것은 이미 밝혀진 사실이다 남자의 전체적인 brain volume이 약 10% 크다는 사실도 잘 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서도 성별에 따라 소뇌의 부피의 차이가 있는지도 검증하고자 한다.(중략)

실험상의 어려움으로 인하여 생체역학 분야에서 유한요소법은 최선의 대안으로 여겨지고 있다. 또한, CT를 비롯한 여러 디지털 장비로부터 얻은 영상데이터를 이용하여 유한요소모델을 생성하는 방법으로 모델 생성 속도의 향상을 가져와 더욱 효율을 높이고 있다. 그러나, 일반 CT의 해상도를 가지고는 골(bone) 변화의 주를 이루고 있는 해면골(trabecular bone)의 변화를 파악하기에는 큰 어려움이 따른다. 이에 본 논문에서는 10~20$\mu\textrm{m}$ 정도까지의 해상도를 가지는 Micro-CT의 영상데이터를 이용하여 유한요소 모델을 생성하고 해석하여 보았다.(중략)

선진국 및 국내에서도 붐이 일고 있는 스포츠 중에서 골프는 빼놓을 수 없는 위치의 스포츠이다. 그러나 골프는 필드에서 클럽만을 가지고 즉시 경기를 할 수 있는 운동이 아니다. 필드에 나가기 전 많은 연습과정을 통해 충분한 자세의 습득과 정확한 샷을 할 수 있는 운동의 선행 과정을 먼저 거쳐야 한다. 그러나 골프의 자세를 교습하기 위해서는 지도자의 직접적인 교정이 필수적 이였으나 이는 교습비의 부담 증가로 이어져 골프를 대중화하기 어렵게 하는 한 가지 요인 이였으며, 또한 타격 연습을 위한 기존의 골프 연습기는 단순히 공을 타격위치에 가져다 놓기만 할 뿐이기 때문에 연습자 자신의 자세를 확인할 수 없어 잘못된 자세를 익히게 되는 경우가 발생한다.(중략)

본 연구는 외부에서 고 농도 (30％)의 산소 공급이 공간 인지 능력에 어떠한 변화를 유발하는지 뇌기능 영상의 시계열 신호 분석을 통해 관찰하고자 한다. 8명의 오른손잡이 남자 대학생 (평균 23.5세)이 피험자로 참여하였다. 21％와 30％ 산소 농도를 각각 BL/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 장치를 개발하였다. 공간 인지 능력 측정을 위해 20 문항을 포함하는 두 개의 문제지를 제작하였고, 과제 수행 결과로부터 정답률을 산출하였다. 3T MRI 기기를 사용하였고, single-shot EPI 방법으로 뇌기능 영상을 획득하였다.(중략)

우리 주변에는 항상 다양한 색채들이 존재하고 있으며 이 색채 안에서 살아가고 있다 또한 생체는 늘 빛을 요구하는데 빛의 강약이나 색채에 의하여 나타나는 감성 변화를 객관적으로 나타내고자 하는 연구가 오래 전부터 있어 왔다. 다양한 색채가 인체에 미치는 영향에 대해서는 심리학분야에서 정성적으로 보여지고 있으며. 색채심리학의 한 분야로서 감각기관의 기능분석에 관한 연구들이 일부 진행되었고 기초의학분야에서도 그 치료효과는 검증이 안 되었으나 점차로 응용하고 있는 실정이다.(중략)

본 연구에서는 언어과제 수행 시 일반 공기 중의 산소 농도 (21%) 환경에 비해 외부에서 고 농도 (30%)의 산소 공급이 혈중 산소 포화도(SPO$_2$), 심박동율(Heart Rate), 정답률(Accuracy), 반응속도(Reaction Time)에 어떠한 영향을 미치는지를 검증하고자 한다. 30%와 21%의 산소를 8L/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 산소 공급 장치를 이용하였고, 10명의 대학생(오른손잡이, 평균나이 23.4세)을 대상으로 실험을 수행하였다. 난이도가 비슷한 두 가지 언어과제를 28문제씩 피험자에게 풀게하여 정답률과 반응속도를 계산하였다.(중략)

3차원 실물복제기(RODS)는 3차원 스캐닝, SFFS 및 네트워크 등의 복합기능이 내장된 장치로서 제품개발 및 사무자동화등 다양한 분야에 적용 가능한 장비이다. 또한, 기존의 각각 독립된 시스템인 3D스캐너와 SFFS를 하나의 시스템으로 구성함으로서 제작시간과 업무 효율을 높일 수 있는 차세대 시스템의 일종이다. 실물복제기는 산업용과 오피스용으로 구분되어 질 수 있으며, 본 연구에서 개발하고자 하는 다종 재료용 하이브리드형 SFFS는 다품종 소량생산 환경에 적합한 제품의 제작 방식으로서 기능성 부품을 직접 제작/검증 할 수 있다.(중략)

오피스용 3차원 실물 복제기는 개발자에게 좀 더 라르고 효율적인 작업 환경을 구현해 줌으로 해서 산업 전반에 많은 영향을 주게 될 것이다. 기존의 오피스용 3차원 실물 복제기는 가격이 고가여서 실제적으로 일반 사무용으로 사용되기는 어려웠다. 하지만 저 가격의 고속 고 정밀 오피스용 3차원 실물 복제기가 국내 기술에 의해 개발된다면 시장변화에 민감한 제품의 개발이나 최근 빨라진 제품의 생산 주기에 효율적으로 대처 할 수 있을 것이다. 이러한 오피스용 3차원 실물 복제기는 무엇보다도 기존의 국외 오피스용 3차원 실물 복제기 보다 저 띠용이어야 하며 고속의 성능을 가지고 있어야 한다.(중략)

쾌속조형 기술은 3차원 CAD 데이터를 일정한 두께 간격으로 슬라이싱한 각 층을 다양한 방법으로 만들고, 이러한 층을 한층씩 적층하여 원하는 3차원 형상을 신속하게 제작하는 기술이다. 쾌속 조형법은 초기에는 광(beam)에 의해 형상이 만들어진다고 하여 광조형법이라고 불렸다. 그 후 시작품(Prototype)을 신속(Rapid)하게 제작할 수 있다는 사실로부터 'Rapid Prototyping' 또는 '쾌속 조형법' 이라고 불려지게 되었다.(중략)

최근 광학식 비접촉 3차원 스캐너의 측정 정밀도는 매우 빠르게 향상되고 있다. 이러한 측정정밀도의 향상으로 3차원 스캐너를 자동차나 전자제품의 인스펙션(Inspection) 툴로 활용하는 사례가 점차 늘고 있다. 3차원스캐너는 측정대상물의 곡면을 신속하게 측정하는 것이 가능하고 높은 해상도를 가지고 있다. 또한 CMM에 비하여 가격이 저렴하고 포터블하므로 향후 많은 산업분야에서 활용성이 점차 커질 것으로 기대된다.(중략)

본 논문에서는 3차원 스캔기기에서 실제 모델을 측정하여 얻어지는 점 데이터로부터 모델의 표면을 생성하는 알고리즘을 제안한다. 3차원 스캔기기가 정밀해지고 스캔 규모도 커짐에 따라 측정 데이터의 크기도 증가되어, 이러한 대용량 측정 데이터의 복원 알고리즘이 필요로 되고 있다. 그리고 여러 다른 각도에서 스캔닝 된 점 데이터들은 이어지는 부분이 정확히 맞지 않아 중첩되어 표현되거나 기계적인 또는 환경적인 제약 등의 이유로 오류가 포함될 수도 있다. 그러므로 복원 알고리즘은 이러한 중첩된 표현을 정리하고 오류를 보정해 주어야 한다.(중략)

쾌속조형기술은 설계형상의 확인, 시작품의 제작, 금속 및 세라믹 부품에의 응용, 동시공학, 의료, 마이크로 머신 둥 제조업 전반에 걸쳐서 많은 응용이 이루어지고 있다 여러 가지의 기술들이 개발되고 이를 응용한 장비들이 생산되어 보급됨으로써 이러한 적용분야들은 점차 확대되고 있다. 본 연구에서는 분말을 소결, 적층하여 원하는 형상을 만들어내는 SLS(Selective Laser Sintering) 장비를 개발하는데 있어서 레이저 경로의 제어를 통한 분말을 소결시키는 부분인 레이저 주사 시스템(laser scanning system)을 개발하고자 한다.(중략)

쾌속조형 공정의 파트 성형 방향 결정 문제는 파트 표면의 품질, 제작시간, 파트 가격 등에 영향을 미치므로 대단히 중요하다. 실제적으로 이들 중요 변수들끼리는 모델제작과정에서 trade-off가 존재한다. 실제 파트 성형 방향 결정은 작업자의 경험이나 시행착오에 의해서 파트의 방향이 결정하고 있어 조금 복잡한 파트에 대해서는 최적의 성형을 결정하기 매우 힘들다. 일반적으로 쾌속조형 공정은 작업동안 공정변수가 변하지 않는 일정한 층두께를 가지고 작업을 수행한다.(중략)

다품종 소량생산, 단납기로 대표되는 제품 개발 환경에서 금형비와 공정을 단축하는 것은 매우 중요하다. 전통적인 프레스 제품의 개발시 금형(Die)을 제작하지 않고 Forming 제품을 직접 생산하는 방법을 점진판재성형공법(incremental sheet metal forming)이라 한다. 점진판재성형 공법은 금형을 사용하지 않고도 3차원 형상의 성형이 가능하므로 다품종 소량 생산시 금형 제작비용 및 시간을 획기적으로 단축할 수 있어 자동차, 항공, 가전 산업 등 그 파급효과가 매우 크다고 할 수 있다.(중략)

1960년 레이저가 발명된 이래 레이저의 응용연구가 많은 비중을 차지하여 오늘날 다양한 방면에서 레이저가 필수적인 장치로 각광을 받게 되었다. 레이저의 특성들 중에서 특히 직진성, 에너지 집중도 및 고휘도성을 이용하여 용접, 절단, 각인 등의 산업적 응용에 많이 활용되고 있다 그 중 레이저가 보통의 빛과 같이 투명한 물체를 통과하고 특수한 렌즈를 이용하면 투명한 물체의 내부에 초점을 맞춰 크랙(crack)을 낼 수 있는 바 이를 이용하여 크리스탈이나 유리의 내부에 2차원 형상이나 3차원 형상을 각인시킬 수 있다.(중략)

자기베어링 시스템은 액츄에이터, 센서, 제어기, 전류앰프 등으로 구성되어 있으며 시스템의 신뢰도는 각 구성 요소의 신뢰도와 구성요소의 상호 작용에 의해 결정된다. 자기 베어링 기술이 현재 보다 많은 분야에 적용되기 위해서는 신뢰도의 향상이 필수적이다. 본 논문에서는 자기베어링에서 사용되는 센서 중 일부가 작동하지 않더라도 시스템이 정상적으로 작동하는 센서 고장 허용 자기 베어링 시스템을 기술하였다.(중략)

이동로봇이 자율항해를 하기 위해서는 위치추적 즉, 지금까지의 정보와 현재의 정보로부터 작업환경내의 어디에 로봇이 위치해 있는가를 알아내는 것이다 따라서 위치추적은 로봇이 어디로 가고 있는가 라는 물음과 어떻게 목표점에 도달할 것인가라는 물음에 대한 답의 기본이 된다는 의미에서 자율항해에서 가장 중요한 기능이라고 할 수 있다. 초음파 센서를 이용한 위치 추적은 그리드형태의 지도를 이용하는 방법과 물체의 형상을 기준으로 하는 방법이 있다.(중략)

수치 제어(Computer Numerical Control, UC) 시스템 기술은 기계장치 산업 및 제조 산업 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치게 되는 국가적인 핵심 기반 기술이다. 지금까지 공작기계의 제어를 위한 CNC 시스템은 FANUC, Siemens 등으로 대표되는 소수 대형 기업체의 제품들이 시장을 독식하는 구조이며, 국내의 경우에도 대부분의 UC 시스템을 국외 제품에 의존하는 실정이다.(중략)

원통 연삭기(cylindrical grinding machine)는 원통형 공작물을 센터나 척으로 지지하면서 연삭 공정을 수행하기 때문에 연속적인 작업이 어렵지만, 무심 연삭기(centerless grinding machine)는 원통형 공작물을 받침판으로 지지하면서 연삭 숫돌(grinding wheel)과 조정 숫돌(regulating wheel)로 연삭 공정과 축방향 이송을 동시에 수행하기 때문에 연속적인 작업이 가능하다. 특히 고정밀 부품을 작업자의 숙련도와 무관하게 고능률적으로 가공할 수 있는 무심 연삭기는 구름 베어링, 축, 피스톤 핀 등과 같은 고정밀 기계류 부품들을 대량 연삭하기 위한 용도로 많이 사용되어 왔다.(중략)

최근 컴퓨터 기술의 급속한 발전과 함께, 생산품질의 향상과 생산주기의 단축을 목적으로 유한요소법(FEM)과 다물체 동역학(multi-body dynamics)과 같은 시뮬레이션 기술(math-based engineering)이 산업계 전반에 폭넓게 적용되고 있다. 생산시스템 분야에서는 디지털 생산기술(digital manufacturing) 및 가상 생산기술(virtual manufacturing)의 개념이 소개되면서 생산시스템의 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구가 활발히 시도되고 있다. 그러나 아직까지 대부분의 시뮬레이션 기술이 구조해석과 같은 제한적으로 부문에서만 활용되고 있는 실정이며, 시뮬레이션 모델은 대상이 되었던 몇몇 특수한 경우에 제한적으로 사용될 수 있는 등의 한계를 보여 왔다.(중략)

반도체용 노광장비나 검사장비, 초정밀 광학렌즈, 비구면 렌즈 가공 등의 핵심이 되는 것은 초정밀결정기술이다. 서브미크론의 정밀도를 갖는 장비는 한치의 오차도 허용치 야고 계획된 경로대로 정확하게 목표지점에 도달해야 초정밀 가공을 기대 할 수 있다 초정밀 공기정압 스테이지는 저마찰 특성과 높은 운동정밀도, 청정환경유지가 가능하여 반도체 노광장비에서 PDP 나 LCD검사장비, 초정밀가공 가공기 등 다양한 정밀장비에서 활용된다.(중략)

본 연구에서는 웨이퍼 단면 연삭기 구조물의 경량화 고강성화 최적설계를 위하여 가변벌점함수 유전 알고리즘을 이용한 다단계 최적설계 방법을 적용하였다. 구조강성 최대화와 중량 최소화라는 상반된 성질의 목적함수를 최적화하기 위하여 강성의 역수 개념인 컴플라이언스(compliance)를 도입하여 목적함수론 최소화시키는 문제로 만들었으며, 가증방법(weighted method)을 이용하여 다목적 함수를 단일 목적함수로 변환시켰다. 부재 단면형상 최적화 단계와 정적설계 최적화 단계, 및 동적 설계 최적화 단계를 순차적으로 수행하는 다단계 최적설계를 방법을 연삭기 구조물의 최적설계에 적용하였다.(중략)

최근 기계가공은 제품생산의 리드타임(lead time)의 단축 및 가공시간 단축을 통하여 비용을 절감하고 생산성을 극대화하는데 초점이 맞춰지고 있다. 고속가공(HSM： high-speed machining)은 별도의 연마 공정 없이 그 자체로 고품위, 고정도의 가공물을 생성하여 공정을 축소시키며, 가공시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 이러한 고속가공에 있어서 가공특성은 공작기계의 특성, 공구 및 가공조건뿐만 아니라 제품 형상 등의 다양한 요인에 의해 결정되어진다.(중략)

CNC 컨트롤러는 일반적인 공작기계나 특수한 가공기계를 대상으로 위치제어와 속도제어를 하는 장치로서, 기계적인 가공방식은 기본적으로 전통적인 방식에서 고정도화, 고속화, 고생산성화를 추구하는 기술로 발전하고 있다. 또한 다품종 소량생산을 위한 자동화와 무인화에 이르기까지 급속한 발전을 해왔다. 이러한 발전으로 CNC 컨트롤러는 여러 가지 일을 동시에 처리해야 하므로 멀티태스킹이 가능하여야 한다.(중략)

최근 CNC 공작기계의 고속화와 고정밀화에 따른 고속가공이 세계적으로 급속히 진전되고 있는데, 우리나라 역시 이러한 추세에 따라 고속가공기의 개발 및 시판이 이루어지고 있으며 금형가공업체 같은 공작기계를 주로 사용하는 업체애도 급속히 고속가공기의 도입이 이루어지고 있다 하지만 고속 가공에 중요한 역할을 하는 엔드밀의 성능이 뒷받침 되지 않는다면 이러한 고속가공기의 발달은 큰 의미를 갖지 못한다고 할 수 있다. 따라서 엔드밀의 개발은 고속가공기술의 도입에 있어서 꼭 필요하다.(중략)

최근 UC 공작기계의 활용성 및 산업전반에 차지하는 중요성이 날로 증가하고, If기술을 접목한 네트워크 솔루션의 비약적인 발달에 힘입어 대부분의 공정들이 자동화됨에 따라 최종 부품의 가공정밀도는 전적으로 CNC 공작기계에 의존한다고 할 수 있다. 그러나 공작기계 각 구성 부품들의 가공오차와 조립 시 발생하는 기하학적 오차, 장시간 사용으로 인한 마모, 구조물의 온도 상승에 따른 열팽창 등으로 인하여 공구와 공작물간에 상대적인 공칭거리와 실제로 운동하는 거리와의 차이가 발생한다.(중략)

시뮬레이션과 가상 엔지니어링을 활용하여 공작기계 및 생산시스템의 초기 개발기간 또는 기존의 생산시스템의 변경기간을 단축하는 동시에 진단, 관리 기술에도 응용하여 생산시스템의 신뢰도를 높이기 위해서 시뮬레이션을 기반으로 하는 공작기계의 설계 및 관리도구가 필요하고 또 이 프레임을 일관되고 효율적으로 설계하고 구성하기 위해서 공작기계의 시뮬레이션 모델이 필요하다.(중략)

광통신망 구축에 있어 광섬유의 접속을 위한 광접속기 소자의 하나로 광섬유 정렬의 핵심부품인 페룰이 있다. 광페룰은 통신품질의 향상에 따라 고정밀도의 품질수준을 요구되고 있으며, 이러한 광부품인 페룰을 가공하기 위해서는 동축연삭기의 초정밀 초미세 가공설비가 요구되고 있다. 이러한 광페룰 가공용 초정밀 연삭기의 경쟁력을 확보하기 위해서는 무하시 절삭력 또는 절삭토오크의 영향을 받지 않고 운전시의 정적 특성 및 동적 특성 영향을 최대한 배제할 수 있는 동축 연삭기가 요구된다.(중략)

최근의 생산시스템은 수요자의 요구에 맞추어 다종소량화 경향이 뚜렷해지고 부품 또는 제품의 다기능화 및 소형화가 급속하게 진전되고 있으며, 여기에 보조를 맞추어 제품의 고정밀화가 그 어느 때보다 강하게 요구되고 있다. 이에 따라 공작기계를 이용한 정밀 가공기술의 필요성이 증가하게 되었고 공작기계가 공작물의 가공정도에 미치는 영향에 대한 평가가 많은 관심을 모으고 있다. 이는 가공된 공작물의 정밀도는 그것을 가공한 공작기계의 정밀도에 의해 좌우되기 때문이다.(중략)

본 발표에서는, 최근 고속 고정밀 이송계로 각광을 받고 있는 리니어 모터의 열특성 분석과 구동부 설계변경을 통한 첨단 이송계의 열변형 억제 및 최소화 기술에 대해 다루고 있다. 리니어 모터의 공작기계에 적용 시, 리니어 모터의 발열원과 열전달 경로 등을 분석하고 이에 대응한 냉각기법과 단열재의 배치에 따른 고성능 이송계의 열특성 개선 사례를 소개한다. 새로운 리니어 모터의 공작기계에 적용은 선택사항에서 필수사항으로 이동한다.

본 발표에서는, 3차원 형상의 피스톤을 모방절삭이 아닌 CNC절삭을 행하기 위해 고속 이송계의 개발 사례를 다루었다. 여기서 다양한 고속 이송계의 구축형태와 적용 가능한 핵심요소 부품들을 비교하여 고속 이송 시스템으로서의 장단점을 검토하였다. 또한 타원형상의 가공물을 고속으로 처리하기 위한 소프트웨어와 제어보드에 대해 자세히 설명하였다. 비대칭 원형 절삭가공을 위한 장치개발이 공작기계 설계의 축소판이다.

본 발표에서는, 요사이 고품질의 광학부품을 가공할 때 의외의 가공현상으로 거의 완성된 부품을 폐기하는 사례에 [H해 근본적인 초정밀 가공과 문제점에 대해 분석하였다. 초정밀 가공기와 가공공정 그리고 외기환경에 대한 종합적인 분석을 통해 의외의 가공현상을 예측 가능한 가공현상으로 변화시키는 기술적 분석방법에 대해 독일 공작기계관련 박사학위논문을 기반으로 자세히 설명한다. 초정밀 가공기의 설계는 기계설계, 가공공정 설계 그리고 환경설계까지가 범위이다.

본 발표에서는, 초정밀 연마기의 고성능화와 자동화를 위한 개념설계, 적절한 요소부품의 선택, 그리고 연마공정제어 및 형상오차보정 기술에 대해 설명한다. 초정밀 Polishing 공정이 기존의 개념과는 달리 표면품질의 개선 외에 형상정밀도의 유지 또는 향상 측면에서 기술적 접근이 요구되는 사실에 대해 초점을 맞추었다. 이제 초정밀 연마기는 Nano-meter 수준의 표면 품질과 동시에 형상정밀도 달성의 가능성을 열고 있다.