본 연구에서는 비가열 제조법에 의한 BP슬러지의 반건조 제조공정 개발에 관한 연구로 고함수율(50% 이상)의 BP부산물을 건설 재료로의 대량 활용하기 위하여 산업부산물과 혼합에 따른 함수율 저감에 관한 연구를 수행하였다. BP부산물에 함수저감재(1:0.5)의 투입비율에서 함수저감율을 측정결과 PA+CFA(1:0.5) 배합에서 함수율이 18.5%로 가장 낮게 나타났다. 또한, 에이징 온도조건 $20{\sim}30^{\circ}C$일 경우 에이징 기간 1~2일 사이에 약 9.2~11.4%의 함수율을 나타내 본 연구에서 건설재료로 활용하기 위한 10% 이내의 함수율 저감에 근접하였다. 에이징 공정 이후 분쇄방법에 따른 비가열 BP부산물의 물성을 비교 평가한 결과, 분쇄방식에 따라서 차이는 많이 발생하지 않았으며, 생산효율 및 경제성을 고려할 경우 연속생산이 가능한 미립자분쇄기 또는 핀밀을 사용하는 것이 적합할 것으로 나타났다.
스마트 팩토리는 제 4차 산업혁명시대의 도래와 함께, 제조업과 정보통신기술의 결합을 통하여 사용자가 공장 내 설치된 장비의 시뮬레이션 및 시나리오 설계를 통해 자동으로 제품을 생산하는 시스템 개념으로 해외 주요국에서 이미 추진 정책 및 전략을 발표하고, 관련 기술개발에 주력하고 있다. 또한, 이러한 스마트 팩토리 구현을 위한 기반기술로서 저전력 친환경 LED 조명시스템에 대한 관심이 증대되고 있으며, LED를 활용한 통신, 위치인식 등 이른바 광 ID 관련 응용기술에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 본 논문에서는 친환경 저전력의 LED 조명 기반의 광통신 기술을 생산설비 관리에 접목하여, 공장 내 고전압, 고전류, 발전기 등 전자기 간섭의 영향을 받지 않고, 물류 위치 및 부가정보를 안정적으로 식별할 수 있는 시스템을 제안하였으며, 기초 실험을 통해 근거리에서 8가지 컬러가변에 따른 컬러 ID 검출율이 98.8%~93.8% 수준으로 적용 가능성을 검증하였다.
최근 경량 자전거에 대한 요구가 지속적으로 증가함에 따라 탄소섬유 복합재료가 자전거 프레임 및 부품 제작에 널리 활용되고 있다. 복합재료는 일반적인 등방성 재료와는 달리 적층판의 방향과 순서에 따라 그 구조적인 특성이 변화하기 때문에 복합재료 자전거의 디자인을 검증하기 위해서는 구조 해석을 수행하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 CFRP 소재를 적용하여 자전거 프레임을 설계하였고, 유한요소해석을 통하여 그 구조적 성능을 분석하였다. 다양한 적층 순서와 하중조건 하에서 섬유와 매트릭스의 파손지수를 측정함으로써 복합재의 적층 조건이 자전거의 구조 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 취약 부분은 추가적인 복합재 적층판을 이용하여 보강함으로써 자전거 프레임의 구조적 안전성을 확보할 수 있었다.
본 와이어 본딩은 발광 다이오드의 패키징 공정에서 매우 중요한 공정으로 금 와이어를 이용하여 발광 다이오드 칩과 리드 프레임을 연결함으로써 다음 공정에서의 전기적 작동을 가능하게 한다. 와이어 본딩 공정은 얇은 금속선을 연결하는 공정으로 열 압착 본딩(thermo compression bonding)과 초음파 본딩(ultra sonic bonding)이 있다. 일반적인 와이어 본딩 공정은 LED 칩 상부 전극 부위에 볼 모양의 본딩을 진행하는 1st ball bonding 공정, loop를 형성하여 다른 전원 연결부위로 wire를 늘어뜨리는 looping 공정, 다른 전극 부위 상부에 stitch를 형성하여 bonding 하는 2nd stitch bonding으로 구분된다. 본 논문에서는 발광 다이오드 다이 본딩 공정에 영향을 주는 다양한 공정 변수에 대하여 분석을 수행하였다. 그리고 반응 표면 분석법을 통하여 Zener 다이오드 칩과 PLCC 발광 다이오드 패키지 프레임을 연결하는 공정 최적화 결과를 도출하였다. 실험 계획법은 5인자, 3수준에 대하여 설정하였으며 4가지 반응에 대하여 인자를 분석하였다. 결과적으로 본 연구에서는 모든 목표에 맞는 최적 조건을 도출하였다.
최근에 환경오염과 자원고갈에 의해서 인류활동의 생태적 영향을 최소화하는 지속 가능한 산업 개발(sustainable industrial development)이 많은 관심을 받고 있다. 이를 위해서는 기존에 있던 산업단지를 환경친화적으로 변화시키거나 새로운 산업단지를 건설하여 개별 공장 내뿐만 아니라 한 산업단지 내의 각 기업들이 물질 및 에너지를 최대한 효율적으로 이용하는 생태산업단지로의 전환이 전 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 생태산업단지(eco-industrial park, EIP)는 산업단지 내의 각 기업들이 물질, 용수 및 에너지를 최대한 폐기물, 에너지, 물질, 용수 등을 서로 효율적으로 재이용함으로써 경제, 환경, 사회적 이익을 얻는 것을 목표로 한다. 본 총설에서는 국내외 생태산업단지의 사례연구와 생태산업단지 개발의 중요한 기술들(에너지 교환, 물질 재이용, 용수 재이용, 환경영향평가)에 대하여 소개한다.
최근 피부 기능 개선과 관련한 다양한 가능성으로 인해 화장품 소재로서 수요가 높아지고 있는 인삼 유래 사포닌의 한 종류인 ginsenoside Rd를 위한 생물 전환 제조 기술을 확립하였다. 홍삼 사포닌(RGS)에 포함된 ginsenoside Rb1을 Rd로 전환하기 위하여 상업용 효소를 탐색하였고 그 중 Viscoflow MG가 가장 효율적인 것을 확인하였다. Ginsenoside Rd로의 전환에 영향을 주는 요인을 최적화하기 위하여 반응표면분석법(RSM)을 통하여 실험 조건을 설계하였다. 주요 독립변수는 RGS 농도, 효소 농도와 반응 시간이었고 Box-Behnken design (BBD) 모델설계법에 따라 선정된 17 가지 조건으로 ginsenoside Rd로 전환을 수행하고 최적화 조건을 분석하였다. 전환된 Ginsenoside Rd의 농도는 0.3113 g/L에서 최대 0.5277 g/L까지였고 RGS 2%, 효소 1.25%를 13.5 h 반응시킨 조건에서 가장 높은 생성량을 보였다. 결론적으로, ginsenoside Rd 생물전환의 독립변수인 RGS 농도, 효소 농도는 p-value가 0.05보다 작은 값으로 유의미한 값을 나타내었고 각 독립변수 사이의 교호작용 중에서는 효소 농도와 반응 시간 사이의 교호 작용이 가장 큰 영향력을 갖고 있음을 확인하였다.
디지털 안궁이전 장치로 하악의 운동로를 기록하고 캐드 소프트웨어(CAD software) 상에 반영할 수 있는데 이를 고려한 보철 수복은 치료 결과를 향상시킨다. 본 증례는 상하악 대구치가 소실된 환자에서 디지털 기술을 활용하여 임플란트를 식립 및 보철 수복한 증례이다. 구내 스캔 후 디지털 진단 왁스업을 토대로 임플란트 수술용 가이드를 제작한 뒤 임플란트 식립했다. 6개월의 충분한 골유착 후, 맞춤형 지대주와 첫번째 임시 보철물을 장착하였다. 2개월 후 지대주 수준에서 구강 스캔 및 디지털 안궁이전 장치로 가상 교합기 상마운팅하고 하악 운동을 기록했다. 하악의 움직임을 고려하여 두번째 임시 보철물을 제작, 장착 후 안정된 교합 상태에서 더블 스캔 과정으로 복제하여 지르코니아 최종 보철물을 디자인하고 장착했다.
유약원료 내의 ZnO와 SiO2의 조성과 소성요건에 따라 생성되어 표면으로 석출된 아연결정은 매우 장식성이 높아 선호된다. 하지만 아연결정유약은 대부분 소성온도가 높고 소성온도 폭이 좁아 상용유약으로 사용하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 아연결정유약 제조 시 사용하는 주원료인 frit를 혼용하여 공융효과를 이용하면 일반적인 아연결정유약의 소성온도를 1270℃보다 아연결정의 유약 생성온도를 낮출 수 있을 것으로 기대하였다. 그 결과 Frit 혼용 유약에서는 아연결정의 생성온도가 낮아질 뿐 아니라 1230~1270℃로 소성온도 폭이 넓어져 안정적으로 결정이 생성되는 유약을 개발할 수 있었다. 소성 최고온도를 1230~1250℃로 낮추고 냉각 시 유지온도를 약 950℃까지 낮출 수 있었으며, 경제적으로 효과적인 유약을 개발할 수 있었다. Frit 혼용으로, 유약의 조성에 따라 냉각 시 유지온도는 아연결정의 재결정화에 영향을 주는 것으로 나타났으며 이때 결정형을 조절할 수 있다. 또한, 조핵제의 활용으로 결정 생성 량과 형태의 제어가 가능하다.
기업은 시장경쟁력 향상에 중요한 혁신제품개발을 위해 다각적으로 노력하고 있으나, 국내 대학은 혁신제품개발 전문인력 양성을 위한 교육과정 체계가 미흡하다. 본 연구는 혁신제품개발 교육과정 개발에 활용될 수 있는 교육주제, 교육방식, 그리고 산학연계방식에 대해 학생과 실무자의 요구사항을 파악하고자 하였다. 문헌조사를 통해 7개 부문(기획, 타당성 분석, concept 개발, 제품 설계, 제조 공정 설계, 생산, 윤리와 법)의 46개 제품개발 교육주제가 선정되었다. 제품개발 관련 과목 수강생(53명)과 관련업무 종사자(36명)를 대상으로 선정된 교육주제의 선호도(학생)/중요도(실무자), 교육방식 및 산학연계방식에 대한 의견이 조사되었다. 설문 분석 결과, 7개 교육 부문에 대해 학생은 균형 있는 교육을 선호하는 반면 실무자는 기획과 concept 개발 부문이 상대적으로 중요하게 교육되어야 한다고 응답하였으며, 교육주제들 중 6가지(제품개발전략, 고객요구조사, 시장조사, concept 창출 방법, 디자인 idea 생성방법, 인간공학 디자인)에 대해 학생과 실무자가 공통적으로 선호 혹은 중요시하는 것으로 파악되었다. 또한, 학생은 다양한 교육방식(이론, 토론, 발표, 실습, 사례연구)의 균형 있는 운영을 선호하며 각 교육방식에 대한 요구사항을 제시하였다. 마지막으로 산학연계방식에 대해 학생은 산업체와의 연계를 통한 실무학습 기회를 희망하였으며, 실무자는 학교와 산업체가 상호 혜택을 제공할 수 있는 방안들을 제시하였다. 본 연구에서 파악된 학생과 실무자의 요구사항은 혁신제품개발 전문인력 양성을 위한 교과과정 개발 시 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
ICT(Information and Communications Technologies : 정보통신기술)는 창조경제의 핵심이 되는 기술중 하나로 기존산업과 기업의 인프라를 연결하는 매개로 사용되어 기존 상품과 서비스를 고도화하고, 새로운 상품과 서비스를 만들어내고 있다. 이와 더불어 빅데이터, 모바일, 웨어러블 등 새로운 디바이스 부문까지 주목을 받으며 신시장 개척에 귀추가 주목되고 있다. 더 나아가 IoT(Internet of Things :사물인터넷)는 인간과 인간, 인간과 사물, 사물과 사물을 연결하며 ICT기반의 사회를 더욱 곤고히 만들어 주는 역할을 하고 있다. 이는 제조업 중심의 하드웨어 개발이 소프트웨어의 개발과 함께 동시다발적으로 융합되어야 한다는 의미로 볼 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 융합에서 꼭 필요한 것이 OS인데, 선두주자 구글과 애플을 필두로 관련 기업에서는 소프트웨어의 중요성을 인지하고 소프트웨어 개발에 집중 착수하였다. 이에 현 보고서(한국산업기술평가관리원: 디자인전문기술개발사업) 진행을 위해 소프트웨어 시장현황을 조사한 결과, 소프트웨어 플랫폼을 기반으로 한 구글의 안드로이드(Android)와 애플의 iOS가 전 세계시장을 장악하고 있었으며, 후발주자는 새로운 패러다임을 제시하기 위해 Web기반 OS, 유사 OS 등 을 출시하여 다양한 경로에서 시장진입을 시도하고 있다. 이러한 사회의 변화는 OS를 기본으로 누구나 개발자가 될 수 있는 스마트콘텐츠 활용에 대한 연구 필요성이 대두되었으며 범용적으로 활용할 수 있는 스마트콘텐츠에 대한 정의가 필요하며 빠른 시장변화에 대처할 수 있는 시장분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 문헌조사 및 스마트분류체계에 따른 앱마켓(App Market)분석, 현 콘텐츠시장 트랜드 분석을 실시하였고 스마트콘텐츠의 범용적 정의와 앱마켓에서 나타난 애플리케이션의 현황과 콘텐츠 시장현황을 비교하여 공통요소 5가지의 흐름을 파악하였다. 분석을 통하여 스마트콘텐츠 시장은 독립적이지만 서로의 연결고리를 가진 형태로 하나의 유기체와 같은 형태로 발전할 것이라 예상하였으며 기존의 기술적 관점, 문화적 관점, 비즈니스적 관점, 소비자 관점에 사회적 관점을 포함한 다시점 관점에서의 분류체계와 개발이 이루어 져야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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