고성능 회전 테이블은 단축, 다축에서 대단히 중요한 부분이며, 정밀 제어에 필수인 구동장치의 수요가 증가하고 있다. 양헌기공은 1998년부터 고성능 회전 테이블을 개발하여 일본의 S社와의 특허 소송에서 승소하며 고정밀 회전 테이블 S社 제품과 동등한 수준까지 도달했다. 이 글에서는 서버캠드라이브로 구동되는 회전 테이블을 소개하고 그 특성을 웜기어 메커니즘으로 구동되는 회전 테이블의 특성과 비교하여 설명한다. 양헌기공의 서버캠드라이버는 구동되는 회전 테이블 중 높은 성능을 나타내므로 이러한 유형의 회전 테이블은 공작기계, 반도체, 로봇, 의료산업 분야에 매우 적합하다고 말할 수 있다. 최근 제조 공장에는 많은 다축 기계 가공 센터가 있어, 생산성 및 제품의 정확성 요구를 충족시킨다. 모든 제품의 정확도는 주로 기계를 조립하는 데 사용된 부품의 동작 정확도에 달려 있다. 특히 공작기계, 반도체 가공에서는 더욱 더 중요시 된다. 모든 기계의 기본 구성은 리니어 및 회전축으로 구성된다. 회전축에는 백래쉬, 정확성과 반복성, 회전 변동 및 움직임에 대한 불균형 질량 등과 같은 여러 특성들이 있다. 서버캠드라이버 메커니즘 동력 전달의 관점에서 볼 때, 서버캠드라이브 메
KAIST는 산업및시스템공학과 장영재 교수 연구팀과 KAIST 연구소 창업기업인 '다임리서치'가 공동으로 개발한 연구가 반도체 운영 관련 국제적인 저널인 ‘IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing’(이하 IEEE TSM)에서 2022년 우수논문에 선정됐다고 5일 밝혔다. IEEE TSM은 반도체 운영 관련 국제 저널, 한 해 게재된 논문 중 편집장들의 추천을 통해 총 5편의 우수한 논문들을 선정해 이듬해 6월에 발표한다. 장영재 교수 연구팀(제1 저자: 홍상표 박사, 제2 저자: 황일회 박사, 제3 저자-교신저자: 장영재 교수)이 수행한 연구는 공장 내 1000대 이상의 군집 로봇을 제어하는 기술로 'Practical Q-learning-based route-guidance and vehicle assignment for OHT systems in semiconductor fabs'라는 제목으로 IEEE TSM에 게재됐다. 반도체 공장이 점차 대형화되고 제조 공정이 복잡해짐에 따라 공장 내 운영하는 로봇의 대수도 함께 늘어나고 있는 상황이다. 장영재 교수 연구팀은 공장 운영의 효율성을 개선하기 위해 1000대 이
이현욱 교수팀, 프러시안 블루 계열 소재 물 분자량 분석…수 적을수록 에너지 효율 높아 UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 ‘프러시안 블루 계열’ 소재를 통해 나트륨이온전지의 수명에 영향을 미치는 주요 원인을 발견했다고 밝혔다. 최근 나트륨이온전지는 리튬이온배터리 대비 생산 단가가 저렴하고 전지 시스템이 비슷해 저가형 리튬이온전지 시장을 대체할 차세대 전지로 주목받고 있다. ‘프러시안 블루 계열’ 소재는 프러시안 블루라는 18세기부터 사용된 청색 염료 물질 중 하나로 청바지의 염료로 사용된다. 이온을 자발적으로 흡착하는 기능이 있어 방사성 세슘 중독 해독제로 사용되기도 한다. 최근에는 중국 배터리 기업인 CATL에서 공개한 나트륨이온전지 양극 소재인 ‘프러시안 화이트’가 이 계열 중 하나다. 연구팀은 배터리 양극 소재를 합성하는 대표적인 방식인 ‘수용액 기반의 공침법’을 이용해 서로 다른 특성을 가진 프러시안 블루 계열 양극 소재를 합성했다. 연구팀은 합성 후 프러시안 블루 계열 양극 물질이 가지는 물 분자의 양에 따라 배터리가 어떠한 특성을 보이는지 분석했다. 특히, 프러시안 블루 계열 소재는 유기용매를 기반으로 한 상용화된 전해질 시스템인 ‘유기전
세계 최초 OCPP 2.0.1 국제 프로토콜 인증, 전기차 충전 인프라 대폭 확대 기대 한국전기연구원(이하 KERI) 이재조 박사팀이 개발한 ‘전기차 충전용 과금형 콘센트 기술(Mode 1/2-only CS)’이 세계 최초로 ‘OCPP(Open Charge Point Protocol) 2.0.1’ 인증을 받았다. OCPP는 전기차 충전기의 운영 및 유지 관리를 목적으로 개발된 OCA(Open Charge Alliance) OCA의 산업 표준이다. 일종의 통신 규격으로 충전 이용자를 위한 정보 안내, 사용자 인증, 충전 스테이션 상태 및 고장 관리 등에 적용된다. 현재 전 세계 50개 이상의 국가가 OCPP를 활용하고 있고, 우리나라도 지난해 환경부가 충전기 보급 사업에 OCPP 1.6 인증을 의무화하면서 핵심 운영체계로 자리잡았다. 이번에 KERI가 OCPP 2.0.1 인증을 받은 ‘과금형 콘센트 기술’은 충전 이용자가 주차장 벽면에 설치된 220V 콘센트를 활용하여 전기차를 충전하고, 결제까지 할 수 있는 기술이다. 이 기술은 스마트 전력 분배 충전, 요금 최적화 충전, 충전요금 결제까지 할 수 있기 때문에 개인정보 보호 등 매우 높은 수준의 통신 보안이
임한권 교수팀, ”암모니아 생산 방식·수입량 조절로 탄소중립 달성” 암모니아는 탄소중립을 실현하기 위한 주요 화합물 중 하나로, 친환경 미래 에너지로 주목받고 있는 수소를 효율적으로 운송하는 매개체로 활용된다. 최근 이런 암모니아의 전기생산 시스템과 수입 최적화에 관한 연구가 진행돼 주목받고 있다. UNIST 탄소중립대학원 및 에너지화학공학과 임한권 교수팀이 ‘한국의 전기 생산을 위한 암모니아 수입의 확대와 최적화’에 대한 연구를 수행했다. 이번 연구에서는 암모니아를 분해하는 시스템과 인산형 연료전지를 결합해 작은 규모의 분산형 발전 시설을 설계했으며, 암모니아의 생산 방식별 수입량에 따른 시나리오를 세워 최적화를 진행했다. 분산형 발전 시스템은 중앙화된 발전소가 아닌 지리적으로 분산된 작은 발전 시스템으로 전력 손실을 줄이고 전력 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다는 장점을 가진다. 연구팀은 해당 시스템에서 암모니아를 원료로 사용하기 위해 암모니아의 생산부터 활용까지 전주기를 고려해 공정설계, 기술·경제성 및 환경성 평가, 수입에 대한 최적화를 연구했다. 이를 위해 먼저 통계 데이터를 기반으로, 국내 암모니아 수입의 80% 이상을 차지하는 상위 10개 나라(
자동차 디스플레이, 바이오 헬스케어, 군사 및 패션 등 다양한 분야에서 많은 각광을 받고 있는 투명 플렉시블 디스플레이는 약간의 변형에도 쉽게 깨지는 성질을 가지고 있다. 이를 해결하고자 탄소 나노튜브, 그래핀, 은나노와이어, 전도성 고분자 등 많은 투명 플렉시블 전도성 소재에 관한 연구가 이뤄지고 있다. KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 나노종합기술원 이용희 박사팀과의 공동 연구를 통해 맥신 나노기술을 활용해 물에 노출돼도 뒷배경을 보이며 빛을 발광하는 방수성 투명 플렉시블(유연) OLED 개발에 성공했다고 31일 밝혔다. 2차원 맥신(MXene) 소재는 높은 전기 전도도와 투과도를 보이고 용액공정을 통한 대규모 생산성 등의 매력적인 특성을 가진 전도성 소재임에도 불구하고 대기 중 수분이나 물에 의해 전기적 특성이 쉽게 열화되기 때문에 고수명의 전자장치로 활용되는데 한계가 있었고, 이로 인해 정보 표시가 가능한 매트릭스 형태로의 시스템화 단계까지 이루어지지 못한 상황이었다. 최경철 교수 연구팀은 수분이나 산소에 의해 산화되는 것을 방지하는 인캡슐레이션(encapsulation) 전략을 통해 환경적으로 견고한 고수명의 맥신 기반 OLED를 개
KAIST는 화학과 홍순혁 교수와 최경민 연구원(박사과정)이 탄소중립 순환 경제 사이클을 구현할 수 있는 화학적 재활용 가능한 신규 고기능성 고분자 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 홍 교수 연구팀은 이산화탄소를 고정해 합성 가능한 카보네이트 작용기를 활용, 정교한 분자적 디자인 및 설계를 통해 해결함으로써 화학적 재활용이 가능한 새로운 고분자 소재를 개발하는데 성공했다. 개발된 소재는 산소 함유 작용기를 풍부하게 가지고 있는 구조적 특성이 있어서 높은 산소 차단성을 보이며, 산/염기 조건에서도 높은 내구성을 보인다. 또한 고분자 상태에서 300℃ 이상의 높은 열안정성을 가지고 있어 프레스 성형이나 용액 주조 등 다양한 방식으로 가공할 수 있다. 이러한 특성의 재활용 가능한 신소재는 식품 또는 의약품 포장에서부터 디스플레이, 반도체 소자 등 고부가가치 재료로 활용될 수 있다. 연구팀은 개발된 소재를 촉매적 분해 반응을 통해 원재료 물질 또는 고부가가치 화합물로 완벽에 가까운 수율로 재활용할 수 있음을 확인했고, 나아가 산화 반응을 통해서도 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄 등 합성 섬유와 플라스틱 재료나 의약품 합성의 원천물질 등으로 재활용이 가능함을 보
“기존 구리 표면에서의 이산화탄소 촉매 현상의 이해 뛰어넘는 새로운 발견” KAIST 화학과 박정영 교수 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 물리·광과학과 문봉진 교수 연구팀이 초미세 계단형 구리(Cu) 촉매 표면이 이산화탄소(CO2) 분자를 보다 효과적으로 분해할 수 있음을 입증했다고 26일 밝혔다. 대기 중의 온실가스를 제거함과 동시에, 미래 청정 연료로 주목받는 메탄올 합성에 필요한 이산화탄소 분해 반응은 탄소중립 달성을 위한 산업계 패러다임 전환 대응에 필요한 핵심 기술이지만, 이산화탄소 분자가 화학적으로 매우 안정된 탓에 공업적으로 유용한 화학 물질로의 전환은 여전히 난제로 여겨졌다. 포집된 온실가스의 전환은 일반적으로 고온・고압의 촉매 화학반응 환경에서 이뤄지고 있다. 보통 구리 기반 촉매물질을 이용하여 이산화탄소 분자가 일산화탄소(CO) 및 산소 원자(O)로 분해할 때 수십 기압에 이르는 고압 반응환경이 요구된다. 따라서, 기존의 촉매 물질을 개선하고 최적의 이산화탄소 전환 반응을 유도함으로써 온실가스의 전환 효율을 획기적으로 높일 수 있는 새로운 촉매의 개발이 필요한 실정이다. 상압 전자터널링 현미경(AP-STM) 기술을 활용해 직접 관찰된 연구
이더넷-APL 길라잡이를 이번 호부터 게재코자 한다. ‘길라잡이’는 순수한 우리말로 인터넷 사전에서 길라잡이의 중심 의미를 찾아보니 “길이란 사람이나 교통수단이 다닐 수 있도록 만들어진 곳”이라고 설명 되어 있고, 오늘날 길은 “부모의 길을 걷다(도리)”, “돈 버는 길이 막막하다(방법, 수단)”, “사업의 길을 걷다(분야, 방면)”, “살아 온 길을 후회하지 않는다(역사, 이력”, “인간 해방의 길로 가자(목표, 방향)” 따위에서 여러 주변의 의미로 쓰인다고 했다. 따라서 길라잡이는 중심 의미로서의 길뿐만 아니라 방향을 잡아나가는데 도움이 되는 사물, 어떤 목적을 실현하도록 이끌어 주는 지침을 두루 이르는 말이다. 이더넷-APL은 PROCESS계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름이 딱 맞을 것 같기에 그 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 하여, 이번 호부터 연재하기로 했다. 이더넷-APL이란 용
높은 전도성과 내구성 동시 확보… Angew. Chem. Int. Ed. 표지논문 선정 UNIST 연구진이 친환경적 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 수소연료전지의 효율을 혁신적으로 향상시키는 방법을 개발했다. 화학과 나명수 교수팀은 금속-유기 골격체(Metal-Organic Framework, MOF)를 이용해 고체전해질 소재를 개발했다. 이를 통해 수소연료전지에서 사용되는 고체전해질 내 수소이온의 전도성을 혁신적으로 향상시켰다. 연구팀은 수소이온을 제공함과 동시에 매개체로 사용되는 손님 분자(guest molecule) 중 산성도가 낮은 손님 분자를 “최초”로 도입했다. 연구팀은 MOF의 기공 내부에 손님 분자의 수를 증가시키는 새로운 방법론을 통해 수소이온 전도도를 향상시키는 방법을 개발했다. 수소연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 발생하는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 고효율·친환경 발전 장치다. 현재 주로 사용되는 양성자교환막 연료전지(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell)는 열적, 기계적, 화학적 안정성을 가진 나피온(Nafion)을 전해질로 사용해 높은 수소이온 전도도를 구현했다. 하지만 작동하는 온도의 기점이
개인 맞춤형 건강 관리에 관심이 높아지면서 입을 수 있는 웨어러블 전자기기가 주목받고 있다. 특히 체온은 개인의 건강 상태를 반영하는 중요한 지표이므로 이를 일상생활에서 불편감 없이 측정하려는 다양한 형태의 센서 개발이 이루어지고 있다. KAIST는 바이오및뇌공학과 박성준 교수 연구팀이 열인발공정(Thermal Drawing Process, TDP)을 이용한 수백 미터 길이의 섬유(파이버)형 온도 센서를 개발했다고 20일 밝혔다. 열인발공정은 열을 이용해 큰 구조체를 말랑말랑하게 만든 후, 빠른 속도로 당겨 복잡한 구조체와 같은 모양 및 기능의 파이버를 뽑아내는 일 또는 가공을 말한다. 의복에 쉽게 적용되는 섬유/직물형 온도 센서는 편하게 온도를 측정할 수 있다는 편리성 때문에 주목받고 있으나 기존 센서를 만드는 제작방법 (코팅, 스피닝 등)의 경우는 대량생산이 어렵다. 또 구조/재료가 단순할 수 밖에 없기 때문에 물리, 화학적 안정성을 높이기 위해서 여러 추가적인 과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있었다. 박성준 교수 연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 이번 연구에서 '고분자-나노물질 복합체' 재료와 '열인발공정' 방법을 이용했다. 열을 가하면 녹는 고분자와 온
요약 이 글에서는 처리 장치의 전원공급장치를 제작하는 데 필요한 고전류, 빠른 과도 응답 요구사항을 해결하는 다상 모놀리식 벅 솔루션에 대해 살펴본다. 새로운 낮은 출력 잡음 기술인 사일런트 스위처3 아키텍처를 소개하고, 사일런트 스위처3의 빠른 과도 응답 특징을 다상 동작에 활용한다. 이 솔루션은 높은 제어 대역폭 덕분에 다른 솔루션보다 더 적은 수의 출력 커패시터를 사용하며, 과도 응답 시 전원공급장치가 빠른 시간 안에 회복되게 한다. 이와 함께 엔지니어의 향후 설계에 도움이 되는 자세한 설계 팁과 고려사항도 소개한다. 머리말 오늘날 컴퓨팅 환경에서 CPU, FPGA, ASIC의 전력 소모가 증가하고 있다. 5G 트랜시버, 빔포머, 기타 고속 RF 애플리케이션과 같은 몇몇 애플리케이션에서는 대역폭과 RF 잡음 수준과 관련하여 전력 요구사항이 더 엄격하다. RF 애플리케이션에서 광범위하게 사용되는 기존의 2단(벅 + LDO) 솔루션은 높은 출력 전류로 인해 부피가 크고 비효율적이며 많은 히트싱크를 필요로 한다. 출력 전류 성능에 대한 요구사항이 늘어남에 따라, 단일 벅 레귤레이터를 사용하여 요구가 높은 부하에 전력을 공급하는 것은 비경제적이다. 이 분야에서
라이다(LiDAR) 및 양자 센서·컴퓨터와 같은 복잡한 광학 시스템을 하나의 작은 칩으로 만들어 줄 수 있어 세계적으로 많은 연구와 투자가 이루어지고 있는 차세대 반도체 기술이 집적 광학 반도체(이하 광반도체) 기술이다. 기존의 반도체 기술에서 5나노, 2나노 등의 단위로 얼마나 작게 만드느냐가 관건이었는데, 광반도체 소자에서 집적도를 높이는 것은 성능, 가격, 에너지 효율 등을 결정짓는 핵심적인 기술이라 말할 수 있다. KAIST는 전기및전자공학부 김상식 교수 연구팀이 광반도체 소자의 집적도를 100배 이상 높일 수 있는 새로운 광 결합 메커니즘을 발견했다고 19일 밝혔다. 하나의 칩당 구성할 수 있는 소자 수의 정도를 집적도라고 하는데, 집적도가 높을수록 많은 연산을 할 수 있고 공정 단가 또한 낮춰준다. 그러나 광반도체 소자의 집적도를 높이기는 매우 어려운데, 이는 빛의 파동성으로 인해 근접한 소자 사이에서 광자 간에 혼선(crosstalk)이 발생하기 때문이다. 기존 연구에서는 특정 편광에서만 빛의 혼선을 줄여줄 수 있었는데, 연구팀은 이번 연구에서 새로운 광 결합(coupling) 메커니즘의 발견으로써 기존에는 불가능이라 여겨졌던 편광 조건에서도 집
PCB의 레이저 드릴링 또는 레이저 마킹과 같은 넓은 영역에서 고밀도 구조물을 가공하려면 높은 정밀도와 처리량이 필수적이다. 다축 포지셔닝 시스템과 갈바노미터 스캐너의 조합은 산업 생산의 니즈를 해결할 수 있다. syncAXIS의 PI XY 스테이지와 XL SCAN 방식의 excelliSCAN 갈바노미터 스캔 시스템을 동시에 제어함으로써 넓은 영역에서 지속적으로 작동할 수 있으므로 유휴 시간을 방지하고 스티칭 에러를 제거할 수 있다. 스테이지의 이동 범위에 따라 시야를 확장할 수 있는 기능은 정확도, 스폿 크기 및 성능 측면에서 광학을 고정하고 유지할 수 있다는 장점이 있다. XY갈바노미터 스캐너를 갖춘 SCANLAB의 excelliSCAN 스캔 시스템이 레이저 빔을 제어한다. 높은 기하학적 특성과 빠른 속도의 XY리니어 모터 스테이지는 작업물을 포지셔닝하며 정밀도와 안정성을 위한 석정반 옵션을 선택할 수 있다. EtherCAT 기반의 ACS Motion Control 솔루션으로 제어할 수 있고 프로세스 레벨에서 모션, 스캐너 및 레이저 제어를 통합하는 소프트웨어를 지원한다. XL SCAN 방법을 사용하면 작업물 모션 시스템, 스캐너 및 레이저 변조를 동시에
KAIST는 전기및전자공학부 김동준 교수 연구팀이 고성능 조립형 SSD 시스템 개발을 통해 차세대 SSD의 읽기/쓰기 성능을 비약적으로 높일 뿐 아니라 SSD 수명연장에도 적용 가능한 SSD 시스템 반도체 구조를 세계 최초로 개발했다고 15일 밝혔다. 김동준 교수 연구팀은 기존 SSD 설계가 갖는 상호-결합형 구조의 한계를 밝히고 CPU, GPU 등의 비메모리 시스템 반도체 설계에서 주로 활용되는 칩 내부에서 패킷-기반 데이터를 자유롭게 전송하는 온-칩 네트워크 기술을 바탕으로 SSD 내부에 플래시 메모리 전용 온-칩 네트워크를 구성함으로써 성능을 극대화하는 상호-분리형(de-coupled) 구조를 제안했다. 연구팀은 이를 통해 SSD의 프론트-엔드 설계와 백-엔드 설계의 상호 의존도를 줄여 독립적으로 설계하고 조립 가능한 '조립형 SSD'를 개발했다. 김동준 교수팀이 개발한 조립형 SSD 시스템 구조는 내부 구성요소 중 SSD 컨트롤러 내부, 플래시 메모리 인터페이스를 기점으로 CPU에 가까운 부분을 프론트-엔드(front-end), 플래시 메모리에 가까운 부분을 백-엔드(back-end)로 구분했다. 백-엔드의 플래시 컨트롤러 사이 간 데이터 이동이 가능