[첨단 헬로티] 1. 서론 2014년도까지의 비틀림 단조의 연구에서는 비틀림 단조 설비를 개발, 마그네슘합금(AZX912)을 이용해 비틀림 단조 성형함으로써 고경도화하는 것을 검증했다. 올해에는 알루미늄합금(A5052)과 스테인리스강(SUS316L)을 적용한다. 2. 알루미늄합금(A5052)의 고경도화 (1) 실험용 금형 형상의 고경도화 문제점 그림 1의 실험용 금형 형상이라면, 주변부 외측과 바닥부 하측이 저경도로 되어 버린다. ▲ 그림 1. 실험용 금형 형상에 의한 성형품(단면)과 비커스 경도( HV) 측정 결과 (2) 단조 시뮬레이션 해석 DEFORM-3D를 이용해 단조 시뮬레이션을 실시했다. 그림 1의 주변부 외측에 관해서는 주변부를 박육화함으로써 변형이 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 바닥부 하측에 관해서는 바닥부를 박육화함으로써 변형이 상승하는 것을 확인할 수 있었다. (3) 주변부를 박육화한 형상의 고경도화 실험용 금형 형상의 주변부(그림 1)와 비교해 주변부 박육화(그림 2)의 저경도 영역은 감소했는데, 고경도 영역의 경도는 특별히 변화가 없었다. 압축량이 적었으므로 박육화의 효과가 작다고 생각된다. ▲ 그림 2. 주변부를 박육화한 성형
[첨단 헬로티] 1. 서론 최근 자동차의 연비 향상을 목적으로 한 차체 경량화를 배경으로, 알루미늄 부품의 고강도화 및 박육화가 추진되고 있다. 또한 자동차 부품의 생산성 향상을 배경으로 부품 성형가공 피치의 단축화도 진전하고 있다. 그렇기 때문에 이들 알루미늄 부품을 제조하기 위해 사용되는 다이캐스트 금형에 대한 기계적 부하나 열적 부하는 증대하고 있다. 이와 같은 과혹화되는 사용 환경을 배경으로 금형에는 대균열이나 히트체크 등 수명을 저하시키는 문제가 생기기 쉬워지고 있으며, 장수명화를 위해 한층 더 고성능 금형 재료가 요구되고 있다. 히트체크는 금형 표면에 발생하는 거북이등 모양의 균열로, 다이캐스트 금형에 생기는 주요 수명 원인의 하나이다. 생긴 균열은 제품의 치수 정도나 표면 성상 등의 품질에 악영향을 미치기 때문에 가급적 발생 자체를 억제하는 것이 바람직하다. 히트체크는 피가공재의 열영향에 의한 금형의 연화에 동반하는 국소적인 팽창·수축에 의한 균열의 발전에 의해 형성된다. 히트체크의 발생을 억제하기 위해서는 균열 발생 및 균열 전파의 억제라는 관점에서 금형 재료특성을 검토할 필요가 있다. 균열 발생을 억제하기 위해서는 고온강도(연화저
[첨단 헬로티] 1. 서론 동사에서는 SUBARU 브랜드를 연마하는 다양한 대응을 하고 있으며, 특히 프레스 생산 기술로서는 판금 부품의 생산을 통해 ‘안전’ 및 ‘종합 성능’ 향상에 공헌하고 있다. 안전 및 종합 성능 향상에서 중요해지는 것이 차체의 경량화이다. 경량화를 실현하기 위해 알루미늄 채용을 검토 중인데, 통상 판금 부품에 채용되는 연강보다 스프링백량이 크기 때문에 초기 품질의 악화가 염려된다. 그렇기 때문에 CAE를 이용한 정도 예측 방법의 구축에 대응했다. 또한 의장 부품에 대해서는 CAE를 이용한 예상을 하면, 면질 악화 등의 불량이 발생할 염려가 있기 때문에 테스트형을 이용해 검증을 했다. 여기에서는 이상의 2가지 대응에 대해 보고한다. 2. 대응 1 : CAE를 이용한 예측 방법 종래의 예측 방법에는 크게 2가지 과제가 있다. 작업자에 의한 편차 및 예측을 하는 공정이다. 종래에는 작업자의 경험칙에 의존해 예측량 및 범위를 결정하기 때문에 편차가 발생하는 과제가 있었다. 이들 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법으로 예측을 했다(그림 1). ▲ 그림 1. CAE를 이용한 정도 예측 방법의 흐름
[첨단 헬로티] 1. 서론 암나사를 가공하는 공구로서 동일 피치라면 여러 가지 사이즈의 암나사를 밀링가공할 수 있는 ‘스레드밀’이라는 공구가 있다. 그 경제성, 절삭칩 트러블이 적은 안정 가공, 더구나 곤란한 난삭재 가공과 가공 품위 향상이라는 이점으로 폭넓은 분야에서 수요가 늘어나고 있다. 그러나 NC 프로그램을 사용한 자유도가 높은 가공을 위해 암나사를 목적의 유효 지름으로 가공하기 위한 세팅이 상당히 어렵고 시간이 걸리는 가공이라는 것도 널리 알려져 있다. 이 곤란한 세팅 작업(그림 1)을 대폭으로 개선시키고, 또한 공구 수명을 늘리는 것도 가능해지는 지름 보정 툴(DCT; Diameter Correction Tool)의 사용을 제안한다. ▲ 그림 1. 세팅의 흐름 2. 암나사 유효 지름 체크의 현상 일반적으로 암나사의 유효 지름을 검사하기 위해서는 나사용 한계 게이지가 사용되고 있다. 단, 이 나사용 한계 게이지는 암나사 유효 지름이 허용차 내에 있는지 여부의 합부 판정을 하는 것이 목적으로, 유효 지름이 허용차 내의 어디에 있는지까지는 확인할 수 없다. 그래서 스레드밀의 세팅 시에는 유효 지름을 체크하기 위해서는 통과측 한계 게
[첨단 헬로티] 1. 서론 기계가공을 수치제어 프로그램(NC 프로그램)으로 지령하는 기존 방식이 아니라, 가공 중에 공구 위치나 공구 자세를 계산해서 차례로 지령하는 방식으로 전환함으로써 혁신적인 공작기계의 지능화 기술을 개발하고 있다. 이것에 의해 NC 프로그램 작성을 불필요하게 해, 세계에서도 예가 없는 가공 프로세스의 제어를 실현할 수 있게 된다. 기계가공을 공작기계에 지령하지 않고 공작기계에 맏기는 것이 가능해져 자율분산형 공장의 실현에도 공헌할 수 있다. 2. CAM-CNC 통합에 의한 지능화 공작기계 이번 연구에서는 그림 1에 나타낸 CAM과 CNC를 통합한 지능화 공작기계를 개발하고 있다. 이 시스템의 특징은 기계가공을 NC 프로그램으로 지령하는 방식에서 가공 중에 공구 위치나 공구 자세를 계산해 차례로 지령하는 방식으로 전환하는 점이다. ▲ 그림 1. 자율형·지능형 NC 공작기계 제품 형상의 CAD 모델과 피삭재 형상의 CAD 모델을 입력으로 해 NC 프로그램을 작성하지 않고, 기계가공을 실현하는 것이 가능해진다. 이것에 의해 제조 리드타임이 단축될 뿐만 아니라 가공 프로세스의 제어나 가공 트러블의 회피가 가능해진다. 3. 가상 모
1. 서론 주로 미세 고속 절삭가공 분야에서 CNC 장치의 고속 고정도 윤곽제어는 필수의 기능이다. 이 기능을 사용하는 경우, 베스트 절삭 동작 조건 파라미터는 시험가공을 하여 결정하는 경우가 많아 낭비되는 시간으로 되어 있다. 이에 유저가 요구하는 가공 결과로 하기 위한 최적 절삭 동작 조건 파라미터를 용이하게 선출하는 것을 목적으로 한 지원 시스템 ‘SEPTune(셉튠)’을 개발했다. 2. SEPTune의 조작 흐름과 운용 그림 1에 가공 조건 최적화 지원 시스템(이하 SEPTune)의 항목 선택 흐름과 그림 2에 항목 선택 화면의 개요를 도시한다. SEPTune에서는 타깃으로 하는 가공 공정에서 4개의 항목 ‘잔삭값’, ‘손잡이길이(L/D)’, ‘가공 범위’, ‘절삭 이송 속도(F값)’을 순서대로 선택해 가면, 선택된 내용에서 그 가공 공정에 적합한 가공 파라미터 번호(이하 Q번호라고 한다)가 그림 3과 같이 제시된다. 그림 3에서 제시된 Q번호를 NC 프로그램 File의 고속 고정도 윤곽제어 기능을 유효하게 하는 NC 코드의 뒤에 추가해 운용한다
[첨단 헬로티] 1. 서론 제품의 고의장화, 성형의 하이사이클화에 의해 중·대형 플라스틱 금형의 냉각 물구멍은 심혈화·다수화·복잡화의 경향에 있다. 또한 금형재의 난삭화(고경도·고인성화)도 진행, 냉각 물구멍 가공은 리드타임 단축을 저해하는 요인의 하나로 되어 있다. 이 문제에 대한 토털 솔루션으로서 동사에서는 복합 건드밀 머신 KGD/KGM 시리즈와 냉각 물구멍 가공 전용 CAM을 전개하고 있다. 여기에서는 건드릴 가공의 고능률화를 목적으로 복합 건드릴 머신과 그 운용 상의 포인트를 소개하는 동시에 전용 CAM의 특징을 개설한다. 2. 복합 건드릴 머신 KGD/KGM 시리즈 동사의 복합 건드릴 머신은 통상의 건드릴 가공에 더해, 밀링이나 탭가공도 실시할 수 있다. 따라서 건드릴 전용기와 머시닝센터, 2대의 기계로 하고 있던 냉각 물구멍 가공을 1대로 가능하게 된다. 또한 독자의 구동기구를 갖는 로터리 테이블을 표준장비하고 있으며, 대중량 워크 탑재 시에도 분할 동작은 안정, 임의 각도의 경사구멍을 정도 좋게 가공할 수 있다. 또한 투 헤드의 KGD, 원 헤드의 KGM 2가지 타입을 준비, 유저의 다양한 요구
[첨단 헬로티] 1. 서론 금형의 고도화·고효율화에 대한 요구에 의해 표면 성상과 기하공차의 고정도화가 추진되고 있다. 장시간을 필요로 하는 가공부하가 큰 기계가공 공정에서는 공구 날끝 형상의 서브미크론 오더의 경시 변화가 가공 정도에 큰 영향을 주기 때문에 고정도의 비접촉기 상 측정 기술에 의한 공구 관리가 요구되고 있다. 지금까지 기상 계측에 대한 적용을 지향한 공구 날끝 형상 측정법이 개발되어 있는데, 기상의 한정된 공간에서 급경사면의 계측이 곤란한 점, 날끝 표면에 부착한 절삭액에 의해 정도 열화를 초래하는 점 등의 과제를 들 수 있다. 이번 연구에서는 반대로 절삭액에 의한 레이저 여기 형광을 이용한, 새로운 공구 날끝 형상 계측 원리를 제안하는 것이다. 레이저 여기 형광 공초점 검출은 광학 측정이 갖는 고속성·비접촉성에 더해, 오버행면(90° 이상의 경사면)을 갖는 복잡한 날끝 형상도 계측 가능하기 때문에 기상 계측에 대한 높은 적용성을 가지고 있다. 여기에서는 실제로 사용되는 절삭액의 레이저 여기 형광 공초점 검출에 의한 공구 날끝 미세 형상 측정에 의해, 기상 공구 날끝 미세 형상 계측의 실현성을 나타냈으므로 보고
[첨단 헬로티] 1. 서론 CNC(수치제어) 공작기계의 중요한 운동 성능은 공작물을 원하는 정도 내로 가급적 단시간에 가공하는 고속 고정도성이다. 그러나 종래 정도와 속도는 별도로 평가되고 있었다. 그래서 이번 연구에서는 CNC 공작기계의 고속 고정도성을 실제 운동궤적인 실제 궤적에 기초해 속도와 오차의 2차원으로 평가하는 방법을 제안한다. 실험에 의해 복수의 CNC 공작기계의 고속 고정도성을 실제 속도와 최대 오차의 2차원 그래프로 정량적으로 평가할 수 있었다. 2. CNC의 가감속 CNC에는 가감속 처리로서 보간 전 가감속과 보간 후 가감속이 있다. 보간 전 가감속은 실행 중인 위치보다 앞의 지령궤적을 먼저 읽고, 접선 방향 속도를 작성한다. 즉 코너나 원호가 지령되고 있는지, 코너라면 각도, 원호라면 곡률 등을 해석해 그 해석 결과에 따라 감속이나 가속을 한다. 그 보간 전 가감속에 의한 접선 방향 속도에 대해 보간을 한다. 지령궤적 상에서 보간 위치를 구하기 때문에 보간 전 가감속과 보간에 있어서는 지령궤적에 대한 오차는 발생하지 않는다. 그리고 각 축의 이동량에 대해 보간 후 가감속을 한다. 보간 후 가감속은 필터이다. 그 결과, 내 회전 오차가 발
[첨단 헬로티] 1. 서론 휴대정보단말 부품, 자동차 부품, LED 조명 커버, 역의 홈도어, 쇼케이스 등에서 유리수지 적층재의 응용과 전개가 기대되고 있다. 이 재료는 그림 1과 같이 박판 유리와 수지를 적층, 유리나 수지의 단체 재료에 비해 경량성·가스배리어성·내후성·차음성 등이 우수하다. 특히 그림 2와 같이 높은 내관통성·내충격성을 가지고 있는 것이 특징이다. 그러나 위험 재료인 유리와 점탄성 재료인 수지는 가공특성이 전혀 다르다. 기존의 유리나 수지 각각의 기술에서는 동시 가공이 어려웠다. 그렇기 때문에 이 재료의 실용화와 보급에는 고효율 절삭가공 기술의 개발이 과제로 되어 있다. ▲ 그림 1. 유리수지 적층재 [출처 日本電氣硝子(주) HP에서 일부 편집] ▲ 그림 2. 높이 2m에서 130g의 강구를 떨어트린 낙구시험 [출처 日本電氣硝子(주) HP에서 일부 편집] 한편, 알루미늄, 동, 수지 등의 가공에서는 다결정 다이아몬드(PCD) 절삭공구가 많이 이용되고 있다. 그러나 난삭재나 복합재에 대응할 수 있는 미세 복합 공구는 소경 다수 날인 것이 요구되기 때문에 숫돌 연삭이나 방전가공 등의 종래 기술
[첨단 헬로티] 1. 개발 배경 종래 절삭공구 재료로서 초경합금(WC·TiC합금 등)이나 세라믹(Al2O3·Si3N4 등), cBN·PCD 등이 개발되어 실용 공구 재료로서 많이 사용되고 있다. 한편, 다이아몬드의 단결정도 절삭공구 재료로서 비철금속이나 수지가공용으로서 사용되고 있다. 그러나 각각의 공구 재료는 장점과 함께 여러 가지 문제를 가지고 있다. 소결법으로 제조된 절삭공구는 날끝 라운드(절삭날의 예리함)가 크기 때문에 절삭저항이 증대하고, 가공 재료 표면에 왜곡 등의 변질층을 남긴다(그림 1). ▲ 그림 1. WC 초경공구 또한 다이아몬드 단결정 공구는 날끝 라운드를 작게 할 수 있는데, 마이너스성 전자 친화력이 원인으로 절삭날이 극단적으로 마모된다(그림 2). ▲ 그림 2. 다이아몬드 단결정 공구 이와 같은 문제를 감안해 우리 연구팀은 재료의 능력을 최대한으로 활용, 이용자의 안심을 획득할 수 있는 신뢰성을 가지는 제조를 위해 피삭재에 도입하는 가공 왜곡을 최소화시키는 SiC 단결정 공구 개발에 성공했다(그림 3). ▲ 그림 3. SiC 단결정 공구 2. SiC 단결정 공구 하이스 공구나 초경공구 등은 금속 원
[첨단 헬로티] 인덕션 쿠킹은 거의 100년 전 등장한 오랜 기술이지만 그 인기는 날로 높아지고 있다. 인덕션 쿡탑은 가정용과 상업용 모두에서 큰 인기를 얻고 있다. 이 기술은 조리 분야의 혁신적인 최첨단 기술 중 하나로 여겨진다. 아시아 신흥 국가의 수많은 지역에서는 비교적 새로운 기술이기도 하다. 따라서 인덕션 쿡탑 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상된다. 아시아태평양 및 동유럽 지역에서 급속도로 진행되고 있는 도시화와 함께 인덕션 쿡탑에 대한 인식도 확대됐기 때문이다. 인덕션 쿠킹은 자기 코일을 사용해 쿡웨어(조리 용기)를 가열하는 전기적 조리 방식이다. 인덕션 쿠킹의 매력은 쿡웨어 안에서 열이 발생하고 있는 동안에도 인덕션 쿠커 표면 자체는 시원하게 유지된다는 점이다. 인덕션 쿡탑을 사용한 조리는 다른 기존 방식에 비해 빠르면서도 에너지 효율적이다. 특히, 불꽃이 발생하지 않으므로 더 안전하다. 작동 원리 인덕션 쿠킹은 전자기 유도와 이후의 와전류(Eddy Current) 생성을 통해 강자성 주방 기구·냄비·쿡웨어에 직접적으로 열을 발생시킨다. 전자기 유도의 원리는 오래 전인 1831년에 마이클 패러데이(Michael Farad
[첨단 헬로티] 신기술 10대 기업 중 AI가 절반 … 타이베이아레나·이노벡스, ‘스타트업 플랫폼’ 부상 대만 과학기술부가 지난 3월 31일에 발표한 내용에 따르면 '2017년 대만 10대 하이테크 스타트업' 가운데 인공지능(AI) 관련 기업이 절반(5개)을 차지한 것으로 조사됐다. AI 기업 5곳은 사물인터넷·바이오테크놀로지가 각각 2개, AR·VR이 1개 사가 포함된다. AI·AR·VR 분야 선정업체는 기업 경영지원 서비스가, 사물인터넷·바이오 분야는 각각 교통수단(스쿠터)과 개인용 의료기기 관련 제품이 주를 이뤘다. 하이테크 스타트업 기지로 부상한 '타이베이아레나' 하이테크 스타트업 기지인 '타이완 테크 아레나(TTA)'가 타이베이 시내 대형 콘서트장으로 유명한 타이베이아레나에서 6월 초 개장할 예정이다. ▲ 타이베이 아레나 국내외 유망 스타트업 100개를 유치할 계획으로 타이베이아레나가 체육·문화 공간에서 하이테크 창업베이스캠프로 부상하고 있다. 또 액셀러레이터, 벤처캐피털도 입주할 예정으로 스타트업의 기술 상용화와 해외시장 진출을
[첨단 헬로티] 성능이냐 전력 소모냐의 문제가 IoT 애플리케이션 용의 스마트 센서를 개발하는 개발자들에게 중요한 과제가 되었다. 성능에 중요하게 영향을 미치는 요소가 잡음이다. 필요한 잡음 수준에 따라서 스마트 센서의 주요 기능 블록들로 소자들을 선택할 수 있다. 이 선택에 따라서 전력 소모가 증가할 수 있다. 잡음은 필터링 요구량에 영향을 미친다. 필터링에 따라서 빠르게 변화하는 환경 조건에 대해서 센서의 응답성이 영향을 받으며, 필터링에 따라서 양질의 측정을 하기 위해서 소요되는 시간이 증가할 수 있다. 지속적으로 모니터링(샘플링, 프로세싱, 통신)을 하는 애플리케이션은 상충 관계인 잡음과 전력을 어떻게 충족하느냐가 중요한 과제이다. 잡음이 낮은 솔루션이 되려면 전력 소모가 낮기가 어렵기 때문이다. 예를 들어서 기울기 측정 시스템에서는 MEMS 가속도계가 핵심 센서로서 사용된다. [표 1]은 각 잡음과 전력 면에서 업계에서 가장 우수한 2개 제품을 보여준다. ADXL355(낮은 잡음)와 ADXL362(낮은 전력)이다. ▲ 표 1. MEMS 가속도계 비교 [표 1]의 4개 항목 중에서 3개 항목은 ADXL362의 선택 가능한 동작 모드들이며, 나머지 하나
[첨단 헬로티] 사물인터넷(IoT) 개발자들은 더 똑똑한 센서나 클라우드 서비스에 관계없이, 이 수익성 높은 700억 달러에 달하는 시장을 계속 쫓으며 IoT 노드를 개선 및 차별화하는데 주력하고 있다. 마이크로컨트롤러(MCU) 아키텍처의 끊임없는 발전 덕분에 임베디드 디자인의 인텔리전스가 향상됐고, 클라우드 커넥티비티는 기업과 사용자에게 탁월한 사용자 경험과 원격 작동, 자동 제어, 지능형 네트워킹과 같은 완전히 새로운 차원의 기능을 제공한다. 커넥티비티는 대부분 임베디드 시스템의 활용성과 서비스 가동성, 다양성을 크게 향상시킨다. IoT의 가치는 상호 연결성에 있다. IoT 시스템은 대부분 양방향으로 연결되어야 할 때가 많은데, 센서나 다른 IoT 디바이스 같은 데이터 소스는 아래(Down) 방향이고, 데이터 수집기나 중앙 제어 포인트 같은 클라우드는 위(Up) 방향이다. 데이터 소스와 연결하려면 I2C, SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 같은 인터페이스를 통해 실행되는 다양한 M2M(Machine-to-Machine) 프로토콜들에 대한