[헬로티] 사출성형이란 플라스틱의 성형가공법으로 열가소성수지를 성형하는 대표적인 방법이다. 다양한 무게의 제품을 성형하며, 반복해서 제작할 수 있으므로 대량생산에 적합한 기술 중 하나다. 금형기술 9월호에서는 사출성형공정에 알맞은 형체력을 비롯해 공정에 영향을 미치는 온도와 계량, 배압 등에 대한 내용 그리고 성형 불량 종류에 대해 알아보고자 한다. LS엠트론 김영기 고문 기고 형체력 형체력은 금형전진이 완료되고 사출이 시작되기 전의 장력(Tensile stress)하에 타이바 혹은 타이바레스에서 프레임에 걸리는 힘의 합이다. 로킹력(Locking force)은 재료를 금형으로 밀어 넣는 사출 동작의 장력 하에서 타이바 혹은 타이바레스에서 프레임에 걸리는 최대 힘의 합이다. 형개력은 금형에서의 평균내부압력과 사출성형품의 투영면적으로부터 산출된다. 금형의 밴팅은 캐비티 양이 형폐 방향으로 증가하는 곳에 금형 캐비티 압력이 동작할 때 금형파팅면에서 형체력으로부터의 금형보호다. 밴팅뿐 아니라 다른 탄성의 변형도 형체장치와 금형, 형체력과 로킹력, 형개방력의 견고함에 달려있다. 형체력을 증가시켰을 때 나타나는 현상은 다음과 같다. ⦁ 금형의 독립적인 치
[헬로티] 최근 몇 년 사이에 진공 청소기, 전동 공구(전동 드릴, 전기 톱, 전동 드라이버 등), 원예 장비(예초기, 톱, 잔디 깎는 기계) 같은 많은 제품들이 코드를 연결하는 유선 형태에서 충전가능한 배터리 팩을 사용해서 무선으로 작동하는 방식으로 전환되고 있다. 자전거처럼 이전에는 동력을 사용하지 않던 제품들까지도 배터리로 구동되는 전기 자전거나 전동스쿠터 형태로 전환되고 있다. 배터리 모니터링을 통해 정확도를 높이고, 사용 시간은 연장시키면서, 안정성을 향상시키는 방법 배터리 팩은 개별의 리튬 이온, 리튬 폴리머, 혹은 인산 리튬 전지들로 이루어져 있으며, 부적절하게 취급했을 때 화재나 폭발의 위험이 있다. 안전한 사용을 위해, 팩에 포함된 전자제품은 전지 제조업체가 규정한 조건 내에서 사용해야한다. 이러한 조건들로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다: ● 최대 허용 충전 전압 ● 충전과 방전 전류의 최대치 ● 충전과 방전 시의 온도 범위 그러므로 배터리 팩 내의 전지들의 전압, 전류, 온도 같은 파라미터를 측정하는 것이 중요하며, 이러한 파라미터들이 설정된 한계 값을 초과하면 그에 따른 적절한 보호 조치를 취할 수 있다. 설계자가 설계할 때 여백의 양
[헬로티] 한국에서의 스마트공장 혁신 활동을 해 온지 수년이 흘렀다. 경제가 성장기라면 몰라도 경제 침체기에 제조업을 한다는 것 자체가 칭찬받아야 마땅한 것이기에 코칭 중심으로 개인적으로는 접근해 왔다. 정부와 지자체가 합심하여 5천만 원에서 1억 원이라는 지원금을 주어가며 한국 경제의 핵심인 제조업을 살리려고 참 노력들을 많이 해 왔다. 그 지원금이 적은 돈은 아니지만 현장에서는 현장 인건비뿐 아니라 시스템 공급사의 인건비 상승과 시스템 구성 모듈과 적용범위에 있어서는 너무나 적은 마중물에 불과함은 누구나 알고 있을 것이다. 그런 와중에 코로나19로 주문 물량이 급격히 저하되어 유무급 휴직과 폐업, 워크아웃 신청 등등과 함께 마진이 적었어도 물량이 많아서 해왔던 중소기업들이 급격한 수주 격감으로 너무나 힘든 시간들을 보내고 있다. 물론, 잘 나가고 있는 보건 바이오 업종도 있고 자동차 업종에서도 신차나 고급차 또는 SUV, 하이브리드 전기차 등등을 하는 업체는 그나마 다행이지만, 대다수는 힘들어 하는 것을 보면 마음이 아프고 우울하다. 의사가 환자를 대하는 기분이 느껴진다. 돌보던 환자들이 치유가 되든가 환자가 줄어들어야 하는데 마치 코로나19처럼 힘들어
[헬로티] 하가 츠요시 (芳賀 剛), 하야시 타카유키 (林 孝之) ㈜BUKI 일본의 사출성형 금형 업계가 쇠퇴한지 약 10년이 지나고 있다. 이것은 메이커의 해외 현지 제작과 함께 부품도 현지 조달하는 흐름이 발단이다. 금형 그 자체를 현지 제작하는 글로벌화가 추진되어 일반 금형이라면 선진국 이외에서도 만들 수 있게 됐다. 또한 2008년의 리먼 쇼크를 계기로 일본 제조 거점의 해외 이전과 OEM화에 의해 일본 금형 산업도 큰 타격을 입었으며, 현재는 거의 회복 경향에는 있지만 여전히 어려운 상황이다. 특히 가전 업계에서는 그 영향이 막대했다. 이와 같은 배경에서 동사도 예외 없이 실적 회복을 위해 기존의 제조에 +(플러스)해서 6개의 키워드로 대응을 하고 있다. ①카 메이커와 직접 거래 실현, ②하이사이클 기술 컨설팅, ③공장의 디지털화/IoT화, ④자사 브랜드 제품 개발, ⑤AI를 활용한 기능 전승, 업무 개선, ⑥지역이나 차세대로 이어지는 공헌 사업이다. 이 글에서는 주로 ①의 ‘카 메이커와 직접 거래 실현’을 시키는 ‘장식 기술’에 대
[헬로티] 야베 카즈토시 (矢部 和壽) ㈜牧野후라이스제작소 머시닝센터(MC)는 원하는 형상으로 고능률로 피삭재를 제거해, 요구되는 정도, 품질의 가공물을 생성하는 툴이다. 대표적인 가공물의 하나인 금형은 그 정도, 면질이 성형 전사되기 때문에 제품에 요구되는 품질에 대응해 고정도화해 왔다. 최근 품질과 함께 가공 형상의 미세화나 피삭재의 다양화, 난삭화 등 절삭가공의 난이도가 높아지는 케이스를 곳곳에서 볼 수 있다. 가공 형상의 미세화는 MC의 주축 회전 속도의 회전 정도 향상이나 고속화, 가공 정도의 향상을 촉구, ‘미세 가공기’라고 하는 카테고리가 형성되는 등 극소경 공구를 유효하게 활용할 수 있는 환경이 정비되어 왔다. 또한 공구를 포함한 가공 기술과 측정, 평가 등의 주변 기술도 진화하고 있으며, 금형의 품질 향상에 공헌하고 있다. 이 글에서는 새로운 시장 제품의 등장과 함께 보급되고 있는 ‘금형’에 관련해 MC를 사용한 특징적인 소재, 형상의 사례와 기계, 가공 기술을 소개한다. 그라파이트 가공 동사에서는 그라파이트 가공기를 제조․판매하고 있다. 기본적인 구조는 금형가공이 가능한 MC와 동일하며
[헬로티] 요시무라 히데노리(吉村 英德) 香川대학 마이크로 니들이란 피부에 바늘을 꽂아 약제를 투여하는 경피투약에서 마이크로 니들 경피투약법이란 무통을 실현하는 마이크로 사이즈의 직경인 미세 바늘을 이용한 방법이다. 바늘을 미세화함으로써 환자의 통증이나 공포감, 반복 투여에 의한 주사 부위의 경화, 미스에 의한 파손, 부적절한 사용법에 의한 감염증의 위험성, 주사바늘에 의한 상처, 일부를 제외하고 의사에 의한 투여가 필요 등의 과제를 해결할 수 있다고 한다. 마이크로 니들에는 2종류가 있으며, 약액을 투여하는 일반적인 속이 빈 주사바늘을 미세화한 것과, 속이 찬 미세 바늘의 표면에 약제를 도포해 두고 피부에 그것을 삽입하는 것으로 분류된다. 전자는 당뇨병 환자가 인슐린 자기 투여에 이용하는 33G 사이즈가 테루모(주)에서 판매되고 있으며, 작은 스테인리스판에서 판금 프레스 등으로 성형되어 있다. 약액을 혈관 내에 넣기 위해 천자 길이 5mm에 대해 외경은 0.18mm로 애스펙트비가 크고, 금형의 성형 기술은 매우 고정도의 것이다. 한편 피부는 외면에서부터 각질층, 표피, 진피, 피하조직으로 구성되어 있는데, 후자는 모세혈관이 통과하는 진피까지 삽입하기보다 오
[헬로티] 사출 성형이란 플라스틱의 성형가공법으로 열가소성수지를 성형하는 대표적인 방법이다. 다양한 무게의 제품을 성형할 수 있으며, 반복해서 제작할 수 있으므로 대량생산에 적합하다. 금형기술에서는 8월호부터 최적의 사출성형공정과 성형 불량 사례를 연재 기사로 진행할 계획이다. LS엠트론 김영기 고문 기고 사출성형공정 기계변수는 요구하는 특성의 성형품을 얻기 위해 사출성형기나 추가 장치에 직접 입력하는 설정값이다. 기계변수는 다른 기계로의 생산조건과 성형품 특성 사이의 절대적으로 동등한 상호 데이터의 전송이 가능하지 않다. 기계변수와 성형품 공정데이터 사이의 관계는 경향적으로 같지만 기계에서 기계는 절대적으로 다르고, 더구나 스크류나 스크류팁과 유압부품의 마모 이유로 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 공정변수는 용융재료의 압력과 온도 및 시간과 금형벽 온도 같은 금형 캐비티 내에서 성형품 생산 관점으로 본 사출성형공정을 뜻한다. 공정변수는 기계의 독립적인 용어로 실제로 발견되고 전달될 수 있다. 공정변수가 재현성을 가질 때만 성형품이 동일한 특성을 갖는다. 내부특성은 원재료의 분자량, 배향, 내부응력, 결정화도, 첨가제의 분포와 배향 같은 성형품의 내부구조
[헬로티] 우리가 일상에서 가장 많이 사용하는 재질은 아마 플라스틱과 철일 것이다. 특히 플라스틱은 현대 문명을 가능하게 한 새로운 공업재료며, 우리 생활에서 없어서는 안 될 소재 중 하나다. 이 플라스틱을 가공해 생활과 산업에 알맞게 재작할 수 있도록 돕는 기술이 금형 그리고 사출성형이다. 자료 제공 LS엠트론 기술교육 아카데미 구동 동력 방식에 따른 분류 1. 유압식 사출성형기 기구부의 구동 동력원에 따라 유압식, 하이브리드 방식, 전동식 등으로 구분 할 수 있다. ‘유압식 사출기’는 전동식 사출기가 개발되기 이전에는 가장 널리 쓰이던 방식이다. 동력원은 전기이지만, 각 종 실린더의 작동이나 스크류의 회전 등 직접적인 구동장치는 유압장치를 사용하고 있다. 최근에는 소형의 경우 전동식 사출기가 일반화 되고 있으며, 유압식 사출기는 중형에서 초대형까지 사용되고 있다. 하지만 이마저도 에너지 절감 요구에 따라 절전형 사출기로의 변화가 빠르게 진행되고 있다. 유압식 사출기의 주요 장·단점은 아래와 같다. 장점 단점 ⦁작동력의 빠르기를 넓은 범위에서 무단계로 선택이 가능하다. ⦁운전의 원격조작이 가능하고
[헬로티] 최근의 공작기계는 나노오더 수준의 초정밀 가공기, 5축 제어기와 복합가공기 등으로 대표되는 가공의 플렉시블성과 효율화․공간 절감화를 위한 기계의 콤팩트화, 난삭재 가공에 따른 장치의 고강성화 등 그 용도와 요구 성능은 여러 종류로 다양해지고 있다. 또한, 장치의 고부가가치화가 요구되는 한편, 신흥국 시장에 대응하기 위한 저가격화도 어쩔 수 없이 요구되고 있다. 이러한 요구와 함께 공작기계의 메인 이송축의 안내에 사용되는 롤링 직동 안내기기에 대한 요구 성능은 더욱 높아지고, 그 중요성도 커지고 있다. 이 글에서는 공작기계의 직동 안내기기에 요구되는 기능, 성능을 가진 롤러 타입 직동 안내기기의 특징을 중심으로 최근의 기술 동향을 소개한다. 그림 1. C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X의 구조 C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X의 구조 1. 기본 구조 그림 1은 롤러 타입 직동 안내기기 ‘C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X’의 구조이다. 4열의 롤러를 패럴렐로 배치, 축도와 45°로 접촉하는 구조이기 때문에 모든 방향의 하중을 균형 있게 받을 수 있는 특성을 가지고 있다. 2. 윤활 부품 ‘C 루프&rsq
[헬로티] 일본의 소행성 탐사선 '하야부사(Hayabusa)'는 세계 최초로 소행성에 착륙했으며, 시료를 채취해 지구에 가지고 돌아온 우주선이다. ‘하야부사’는 아주 작은 중력만을 가지고 있는 소천체에 대한 탐사․착륙을 위해 기술적으로 특색 있는 설계, 운용이 이루어져 있다. 이 글에서는 특히 ‘하야부사’에 탑재된 레이저 고도계(LIDAR)와 카메라를 이용한 소행성 근방을 운용 중인 탐사선 궤도의 추정 방법과 그 고정밀화 방법에 대해 소개한다. 소행성 탐사선 ‘하야부사’ 1. 미션 개요와 본체 제원 ‘하야부사’는 2003년 5월에 발사되어 약 2년 반에 걸친 항행 끝에 2005년 9월 중순에 목적지인 소행성 이토카와에 도착, 11월 말까지 소행성 근방에서 운용하다가 이토카와의 과학 관측과 시료 채취를 위해 지표에 착륙했다. 그 후 일어난 트러블 때문에 예정보다 늦어졌지만, 2010년 6월에 지구로 귀환, 이토카와의 시료가 담긴 캡슐을 지상으로 가지고 돌아왔다. ‘하야부사’의 기체는 1.0×1.1×1.5m 정도의 직방체형
[헬로티] 이 글에서는 자동 운전 자동차의 LiDAR 활용에 대해 설명한다. LiDAR를 자동 운전이나 운전 지원에 활용하는 것은 어제 오늘 일이 아니며, 1990년대에는 자동차의 차간 유지 지원 장치(ACC, Adaptive Cruise Control)를 위한 차간 거리 검출 센서(레이저 레이더)로서 시판 자동차에 탑재되고 있었다. 예를 들면 1990년대의 ACC에 사용되고 있던 덴소제의 레이저 레이더는 16도의 수평 주사 범위뿐만 아니라, 수직 방향 4.4도의 범위에 6레이어의 분해능을 가지며 120m의 거리에 대응하고 있었다. 2000년대 초 무렵 자동 운전의 연구용 실험차를 보면, 구입하기 쉬운 LiDAR로서 SICK사의 180도 이상의 주사 범위를 가지는 1차원 LiDAR(거리 50m 정도)와 앞에서 말한 ACC용 LiDAR와 같이 좁은 주사 범위이지만, 100m 이상의 거리에 대응하고 수직 방향으로도 몇 레이어의 해상도를 가진 IBEO사(현재는 SICK사)의 LiDAR를 탑재한 차량을 많이 볼 수 있었다. 이들은 주변 장애물의 검출이나 앞차와의 차간 거리 측정 등에 이용됐다. 당시 필자에게 있어 LiDAR는 사용하기 편한 거리 센서라는 정도의 인식
[헬로티] 자동 운전의 주변 감시 센서로서 밀리파 레이더, 카메라, LiDAR 등이 있다. LiDAR는 해상도가 높기 때문에 노상 장애물이나 보행자를 검지하는 센서로서 주목받고 있다. 디자인과 탑재 공간의 관점에서 차재용 LiDAR의 소형화가 요구되고 있다. 지금까지 필자 등은 차재용 LiDAR의 소형화에 대응해 왔다. 광집적 회로를 응용해 차재용 LiDAR를 소형화하는 대응을 하고 있다. 그림 1. 애벌런치 포토다이오드의 원리 동 연구소에서는 타카이(高井) 등이 CMOS 집적 회로를 이용한 LiDAR을 연구, 보고해 왔다. Single Photon Avalanche Photo Diode(SPAD)라는 기술이 사용되고 있다. 애벌란치 포토다이오드에서는 포토다이오드의 PN 접합에 큰 바이어스를 가해 사용한다(그림 1). 광자가 포토다이오드에 들어가면 캐리어가 발생한다. 발생한 캐리어는 PN 접합의 역 바이어스로 가속되고, 다른 캐리어와 충돌해 더욱 캐리어를 발생시킨다. 이 캐리어의 연쇄적인 증가를 눈사태 증폭이라고 부른다. 역 바이어스가 큰 영역에서는 눈사태 증폭이 멈추지 않아 전류가 계속 증대한다(가이거 모드). 한편 역 바이어스가 중간 정도인 영역에서는 눈
[헬로티] 전자 요금 징수 시스템(이하, ETC 시스템 : Electronic Toll Collection system)은 유료 도로의 입출입 게이트에 설치되어 있으며, 요금소에서 멈추지 않고 통행료를 지불하는 시스템이다. 그 구조는 ETC 차재기를 탑재한 차량이 진입하면 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 통신에서 차량 정보와 입구 요금소, 출구 요금소, 통행요금 등의 정산에 필요한 정보를 교환해 과금한다. 특히 트럭 등 운송 차량의 고속 자동차도의 요금 구분은 보통차․중형차․대형차․특대형차로 구분되어 있으며, 차재기 등록 정보가 중형차인 경우, 축수가 1개씩 늘어날 때마다 대형차, 특대형차로 등급이 올라가는 구조이기 때문에 특히 중형차에서 특대형차를 분류하기 위해서는 차축을 판정할 필요가 있다. 그림 1. ETC 레인 구성 예 그 중에는 적재물을 탑재하지 않은 경우에는 차축을 10cm 정도 띄워 타이어의 마모를 경감하는 동시에 과금액을 낮추는 리프트 액슬 차량도 존재한다. 이러한 정보를 그림 1에 나타낸 바와 같이 입퇴실 게이트 차량 통과 레인 노측대에 설치되어 있는 차량 검지 센서
[헬로티] 원격 유지보수 및 문제 해결 서비스를 통해 OEM(Original Equipment Manufacturing) 및 기계 설비 제조업체(Machine Builder)들은 보다 높은 효율성으로 고객을 지원할 수 있을 뿐만 아니라 생산성 향상에 도움을 주고 있다. 이러한 원격 서비스는 더 빠르고 현명한 의사결정을 촉진할 뿐만 아니라 기계 설비 및 장비에 대한 A/S 지원 및 유지보수의 시간과 비용을 절감시킬 수 있다. 가상 사설망(VPN)을 활용해 오프사이트 산업용 기계 설비와 장비에 원격으로 접속하는 것은 신기술이 아니지만, OEM과 기계 설비 제조업체들은 종종 다양한 고객의 개인정보 보호, 복잡한 VPN 설정, IP 주소 관리, IT 보안 표준 준수와 같은 추가적인 과제들에 직면하는 경우가 많다. 이러한 과제들을 극복하기 위해 클라우드 기반 원격 연결은 고객의 기계 설비와 장비에 대한 쉽고, 안전하고, 유연한 원격 연결을 가능하게 한다. 이제 두 가지 일반적인 시나리오를 고려하고 보안 클라우드 기반인 원격 연결의 이점을 누릴 수 있는 방법을 살펴보자. 시나리오 1 : 원격 데이터 수집 정수처리장에서 생수는 사람이 먹어도 안전한 음용수를 생산하기 위해
[헬로티] 아직 큰 변화는 오지 않았다. 이제 시작일 뿐이다. APL[PROCESS 계장안전/고급물리계층]은 세계 PROCESS 계장분야의 틀을 완전히 바꾸어 놓을 것이다. PROCESS 계장 분야에 APL이 바짝 다가오고 있다. 지난 회에 이어서 급부상하는 태풍의 눈 ‘APL’ 두 번째 내용을 소개한다. 그림 1. APL 개발에 뛰어든 세계 3대 프로토콜 기관 고급물리계층(APL)의 출현 PROCESS 계장 분야에 물리계층[Physical Layer=PL]을 적용하는 시도를 무수히 해보았으나, 간단한 문제는 아니었다. 또 여러 메이커들과 프로토콜 기관의 뜨거운 경쟁과 매일 전쟁처럼 피를 튀기는 경쟁은 급기야, 경상도 속담에서 전하는 이른바 “꼬시레기 제 살 깎아먹는” 지경에 이르렀다. 기술도 문제였다. 표준도 문제였다. 한국은 이른바 필드버스 중 산업용 이더넷 KS표준만 6개의 프로토콜이 동시에 표준화 할 수밖에 없는 경우가 발생했다. 어쩔 수 없는 경우였다. MS의 PC HW & SW는 전 세계가 사용하는 단일 컴퓨터 표준이다. PROCESS 계장 분야의 이더넷 표준은 MS처럼 하나의 단일 국제표준으로 만