[첨단 헬로티] 첸 준다 (陳 俊達), 사카베 코키 (坂部 晃紀), 고토 아키히로 (後藤 昭弘) 靜岡이공과대학 왕 시콩 (王 思聰) 靜岡대학 1. 서론 냉간단조에 의해 고정도․고기능의 부품을 제조하기 위해 금형 재료로서 강한 부하에 견딜 수 있는 초경합금이 주목받고 있다. 그러나 초경합금은 고경도이기 때문에 가공이 어렵다고 하는 문제가 있다. 현재 초경합금을 가공하기 위해 방전가공이 주로 사용되고 있다. 또한 절삭공구의 진척에 따라 직조가공의 소개 예도 많아지고 있다. 그러나 양쪽 모두 가공 속도가 느리고, 공구 비용이 비싸다는 문제가 있다. 지금까지 전해가공에 의해 초경합금을 고속․고품위로 가공하는 방법에 대해 제안해 왔는데, 이번 연구에서는 전해 현상과 밀링 가공을 조합한 복합가공에 대해 검토한다. 2. 가공 원리 이번 연구에서 제안하는 복합가공 방법의 구상도를 그림 1에 나타냈다. 전해 현상에 의한 Co의 제거와 밀링 가공에 의한 WC 제거를 조합하는 방법이다. 공작물과의 사이에 전해 작용을 일으키기 위해 가공 공구로서 도전성의 본체에 절연 재료의 절삭날을 가진 회전공구를 사용한다. 회전공구와 공작물인 초경합금과의 사이에 도전성 전
[첨단 헬로티] 이와타 치카 (岩田 知佳) 日進공구(주) 1. 서론 최근 흔하게 보는 인력 부족은 많은 기업에 영향을 초래하고 있다. 금형 제작 현장에서도 마찬가지로, 사람의 경험이나 감에 의존하는 부분이 많은 연마 공정을 가급적 줄이기 위해 절삭에서 경면가공에 대한 요구는 계속 높아지고 있다. 동사에서는 PCD 볼 엔드밀에 의한 경면가공을 제안하고 있는데, 실현에는 노하우가 필요하고 아직 과제가 남아 있는 상황이다. 이 글에서는 PCD 볼 엔드밀을 이용한 절삭가공에서, 경면성 향상에 유효한 대응을 소개한다. 2. 쿨런트에 의한 가공 면질의 차이 PCD 볼 엔드밀에 의한 경면가공에서 쿨런트가 미치는 영향을 검증하기 위해 그림 1에 나타낸 다면체 형상(피삭재 : STAVAX 52HRC)에서 쿨런트를 솔류블, 에멀전, 오일미스트, 불수용성 절삭유의 4종류를 이용해 비교 가공을 했다. 사용 공구와 절삭 조건은 표와 같다. 그림 1에 나타냈듯이 불수용성 절삭유 사용 시가 Ra 0.024µm로 면조도 값이 가장 작고, 솔류블 사용 시가 Ra 0.071µm로 면조도 값이 가장 커졌다. 수용성 절삭유(솔류블, 에멀전)의 사용 시에는 면조도 값이 커지
[첨단 헬로티] 스즈키 타케시 (鈴木 岳史) 日進공구(주) 1. 서론 금형가공에서 미세화, 정밀화가 진행됨에 따라 방전가공에 사용되는 전극도 고정도화가 요구된다. 그렇기 때문에 가공 정도의 편차를 억제하고 싶다, 버를 작게 하고 싶다 등의 요망을 많이 듣게 된다. 이에 동사에서는 동전극 가공에 특화해, 장시간에 걸쳐 고정도의 가공이 가능한 동전극 가공용 엔드밀을 시리즈화했다. 이 글에서는 그 공구의 특징과 공구를 사용한 절삭가공 사례를 소개한다. 2. 동전극 가공용 엔드밀 시리즈의 특징 동전극 가공용 엔드밀 시리즈에는 볼 형상의 DRB230, 스퀘어 형상의 DHR237, 래디우스 형상의 DHR237R을 라인업하고 있다. 각각의 외관을 그림 1에 나타냈다. 이들 공구에 공통된 특징으로서 공구의 코팅에는 DLC 코팅을 채용하고 있다. DLC 코팅은 마찰계수가 낮기 때문에 절삭칩의 흐름이 원활하고, 박막이기 때문에 성막 후도 샤프 에지를 유지할 수 있어 버의 발생을 억제할 수 있다. 또한 막의 경도가 높기 때문에 내마모성이 우수하고, 장시간의 가공을 가능하게 한다. 또 다른 하나의 공통된 특징으로서 절삭성이 높은 점을 들 수 있다. 그림 2에 스퀘어 형상의 DHR
[첨단 헬로티] 카와구치 마사히코 (川口 將彦), 오카모토 타쿠마 (岡本 卓馬) 日産자동차 1. 서론 동사에서는 범퍼 부품을 주로 한 대형 수지 부품용 금형의 설계․제작을 실시하고 있다. 범퍼 금형의 경우, 형체력이나 사출 압력에 의한 금형의 변형이 생긴다. 이 변형에 의해 금형의 맞춤면에 틈새가 발생하거나, 구성 부품의 위치 관계에 어긋남이 생기거나 해서 버나 단차 등의 성형 불량이 발생한다. 이러한 성형 불량을 줄이기 위해 성형 중의 금형 변형량 측정과 구조 해석을 이용한 검증 등 성형품 품질 향상을 위한 대응에 대해 소개한다. 2. 배경 첫 번째 시제작 금형에서 기인한 불량으로 발생 빈도가 많은 것은 버, 형상 불량(디폼), 분할선, 금형 상처, 이형 불량의 순이며, 버가 가장 많이 나타나고 있다. 그 후의 품질 완성 단계에서도 특히 버의 수정 OK율이 낮고, 일부 금형에서는 생산 개시 후에도 남아 수작업으로 대응하고 있는 현 상태에 있다. 시제작에서 버 발생 시의 검증은 광명단이나 틈새 게이지를 이용해 금형의 부품 간이나 캐비티, 코어의 파팅라인부 클리어런스를 확인, 기준보다 큰 경우는 금형의 연마맞춤 수정을 하고 작은 경우는 성형 중의 변
[첨단 헬로티] 표준연, 상호보정법을 이용한 초박막 절대 두께 측정기술 완성 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박상열)이 국내 중소기업 기술로 개발한 첨단 측정장비를 통해 반도체 측정 난제를 푸는 데 성공했다. KRISS 나노구조측정센터 김경중 책임연구원팀은 국산 장비인 중에너지이온산란분광기(MEIS)를 이용, 나노미터(nm)급 산화막의 절대 두께를 측정할 수 있는 상호보정법을 완성했다. 절대 두께(absolute thickness)는 다른 요소에 영향을 받지 않는 실제 두께로 상대 두께와 대조된다. 중소기업 케이맥㈜의 측정장비로 반도체 소자 제작의 측정 난제를 해결한 이번 성과는 수입 의존도가 높은 반도체 장비 시장에서 국산 장비의 우수성을 알리고 보급을 활성화할 것으로 기대된다. 반도체 공정에서 집적회로를 만드는 데 사용하는 웨이퍼는 표면에 얇고 균일한 산화막을 형성하는 것이 매우 중요하다. 산화막은 웨이퍼 표면을 보호함과 동시에 전류의 흐름을 제어하는 역할을 하며, 산화막이 형성된 웨이퍼 위에 반도체 설계 회로가 그려진다. 따라서 산화막의 두께를 유지하고 정확히 측정하는 것은 반도체의 수율을 결정짓는 핵심 요인으로 꼽힌다. 실제로 산화막 문제로 12인
[첨단 헬로티] 화인스텍, JAI의 GO-5100MP-USB와 FLIR의 BFS-PGE-51S5P-C 공급 편광 개념 이해 편광(Polarization)은 말 그대로 빛을 분극화 시키는 것이다. 여기서 ‘분극화’란 극성을 분리시키는 것을 뜻하는데, 이러한 말이 나온 이유는 빛에 극성(방향성)이 있기 때문이다. 광은 전기장과, 전기장에 직각으로 구성된 자기장으로 이루어져 있다. 그리고 이러한 광의 극성 중 원하는 극성만을 구별(Polarize 혹은 Filter)하여 특정한 극성의 광 성분만을 수신하기로 하는 것이 바로 ‘편광’이다. 이러한 편광에 대한 예를 들어보면 다음과 같다. 사진1 사진1의 왼쪽은 편광 필터를 적용하기 전의 이미지이고, 오른쪽은 편광 필터를 적용한 후의 이미지이다. 이 이미지를 촬상하는 데에 있어서 목적은 물의 난반사(특정한 각도로 들어오는 빛)를 제거하는 것이었고, 그것을 위해서 편광 필터를 적용한 것이다. 이와 같이 편광의 개념은 특정한 각도의 빛을 구별시켜 필터 해주는 것이다. 편광 카메라의 구조 화인스텍에서 취급하는 편광 카메라는 JAI의 GO-5100MP-USB와 FLIR의 BFS-PGE
[첨단 헬로티] 산업 시장은 불안정한 거시경제 이슈에서부터 디지털 기반 스타트업의 등장으로 업계가 빠르게 변화하는 상황에 직면해 있다. 이에 PTC는 2020년 제조 기업들이 경쟁력 확보를 위해 주목해야 할 주요 디지털 트랜스포메이션 트렌드 전망을 발표했다. 전망 1) 비즈니스 가치에 초점을 둔 디지털 전략이 유효 최근 IIoT 및 AI 등의 혁신 기술들이 무한한 가능성과 변혁에 대한 기대감에 힘입어 다양한 PoC(Proof of Concept, 개념 증명)를 통해 시도되고 있다. PTC가 실시한 디지털 트랜스포메이션 보고서에 따르면, 기업들이 가까운 미래에 대한 로드맵에서 100여개에 달하는 IIoT 활용 사례들을 파악했다고 하지만, 현실적으로 4~5개 정도만 우선순위에 포함하여야 한다고 한다. 과도한 PoC의 함정을 피하기 위해서 PTC는 단순히 기술요구 사항에 기반한 전략 대신 필요, 가치, 솔루션 3가지의 요건으로 구성된 프레임워크를 구성해야 한다고 제안했다. ▼제조기업의 디지털 트렌스포메이션 전략 특성 2020년에는 가치 지향적인 DX(디지털 트랜스포메이션) 마인드를 갖춘 기업이 전사적으로 DX 이니셔티브를 쉽게 확장시키고, 가치 창출 시간을 단축할
[첨단 헬로티] 산업현장에서 가장 이슈가 된 올해의 화두는 국내 통신 업체들의 ‘5G 상용화’라고 볼 수 있다. 간단한 전장 관리 및 공간 관리의 효율화가 가능한 안정적인 무선 통신망을 사용해 기존 유선망을 통한 데이터 송수신 방식으로부터 자유로워질 수 있기 때문이다. 보쉬렉스로스코리아는 5G 통신망과의 연결을 통한 새로운 lloT 솔루션을 제안함으로써 시장에서 요구하는 무선 통신 데이터 수집 및 분석에 대한 lloT 생태계 확장 즉, 스마트 팩토리화 확장에도 큰 기여를 할 것으로 기대하고 있다. ⓒGetty images Bank 기존 설비제어 접촉 없이 IoT 센서 통해 데이터 수집 시간이 지남에 따라 스마트 팩토리에 대한 요구사항은 점차 구체화되고 있다. 얼마 전까지만 해도 스마트 팩토리에 대한 개념과 자동화의 개념은 그 경계가 흐릿했다. 스마트 팩토리 사업의 결과물이 ERP 혹은 MES 구축에 한정돼 있다는 인식도 있었다. 이러한 결과로 외부에서는 ‘스마트 팩토리는 실체가 없는 말뿐인 트렌드’라고 보는 목소리가 많았다. 이는 스마트 팩토리를 구축하고자 하는 수요기업들이 무엇을 개선하고, 이를 위해 어떠한 것을
[첨단 헬로티] COM(Computer-on-Module) 업계가 1세대 ETX/XTX와 2세대 COM Express를 거쳐서 3세대 기술로 접어들고 있다. 콩가텍(Congatec)을 비롯한 관련 업체들은 COM-HPC라고 하는 새로운 표준에 대한 PICMG 승인을 준비 중이다. 이 표준은 엄청나게 빠른 실시간 데이터 처리를 필요로 하는 5G 네트워크 같은 애플리케이션에 적합하다. COM(Computer-on-Module)은 COM 개념이 소개된 이후 오랜 기간 동안 임베디드 컴퓨터 시스템의 핵심적인 설계 요소로 자리매김했다. IT 시장조사기관 IHS마킷의 조사에 의하면, COM은 2020년에 임베디드 컴퓨팅 보드, 모듈, 시스템의 전체 매출에서 약 38%를 차지할 전망이다. ModulAT은 1990년대 초 당시 사용되던 AT/ISA96 버스를 기반으로 한 최초의 모듈로 등장했었고, 사무용 PC 기술을 산업용으로 활발히 사용됐다. 최초 모듈 제품들의 목표는 당시 급속도로 진행되던 CPU 혁신 주기의 완충 역할로서, 모든 기능을 한 장의 카드에 집어넣어야 하는 부담을 피하는 것이었다. 당시에는 인텔(Intel)과 AMD가 6개월마다 새로운 CPU를 내놓았다.
[첨단 헬로티] 와이드 밴드 갭 소재는 현재의 실리콘 기반 기술을 넘어설 수 있다. 와이드 밴드 갭은 더 높은 절연 파괴 전압뿐 아니라 더 낮은 RSP를 가능하게 한다. 높은 전자 포화 속도는 고주파 설계와 동작을 구현한다. 또 누설 전류 감소 및 열전도율 향상이 고온에서 동작을 용이하게 한다. 온세미컨덕터(On Semiconductor)는 SiC 다이오드와 내구성과 속도를 갖춘 SiC MOSFET 뿐만 아니라 SiC MOSFET용 하이엔드 IC 게이트 드라이버까지 와이드 밴드갭 솔루션에 초점을 맞춘 솔루션을 제공한다. 또 하드웨어 외에도 비용이 많이 드는 실제 측정을 대신해 시뮬레이션에서 설계자가 애플리케이션 성능을 실현할 수 있도록 지원하는 물리적 스파이스 모델(SPICE, Simulate Program Integrated Circuit Emphasis)도 제공한다. 온세미컨덕터의 단일 부품 모델링(Discrete modeling)은 RDS(on)같은 부품의 레벨 성능 지수뿐만 아니라 효율성과 같은 시스템 레벨 성능지수를 최적화할 수 있는 시스템 레벨 시뮬레이션을 제공한다. 또한 설계자는 다양한 온도, 버스 전압, 부하 전류, 스위칭 애플리케이션을 위한
[ 첨단 헬로티] 자동차에서 레이더 사용이 점점 더 많아지면서 도시의 혼잡한 RF 스펙트럼이 또 하나의 소리 없는 전장이 되고 있다. 레이더는 고의적이거나 그렇지 않은 재밍(전파 교란) 공격을 받을 수 있으므로, 설계자들은 이에 대비해서 전자전(EW)에 사용되는 것과 같은 재밍(Jamming) 방어 기법을 구현해야 한다. 통상적으로 자동차 레이더는 잡음 재밍과 기만 재밍 공격을 받을 수 있다. 잡음 재밍(Denial jamming)은 피해 레이더의 눈을 멀게 하는 것과 같다. 이 기법은 신호대 잡음비(SNR)를 나쁘게 해서 표적을 감지할 수 없게 만든다. 이와 달리, 기만 재밍(Deceptive jamming)은 피해 레이더로 하여금 허위 표적을 탐지하도록 만든다. 그러면 실제 표적을 추적하지 못하게 되므로 피해 자동차의 동작에 심각한 영향을 미친다. 이러한 재밍 공격은 자동차 레이더들 간에 상호 간섭 때문에 발생하거나, 값싼 하드웨어를 사용해서 피해 레이더에 강한 연속파(CW) 신호를 발사해서 고의로 일으킬 수 있다. 현행 재밍 회피 기법은 현재로서는 적절할 수 있으나, 레이더 센서의 사용이 급격히 늘어남에 따라 민첩하게 대응할 수 있는 완화 기법들이 필요
[첨단 헬로티] 타이어 산업에서의 주요 국가들은 안전과 연료 효율성을 고려하는 고객에 대응하여 고객 투명도를 높이기 위해 타이어 라벨을 필수로 요구하거나 자발적으로 라벨을 부착하고 있다. 라벨은 국가와 단체에 따라 다를 수 있으나 모든 타이어 라벨에는 연료 효율성, 웨트 그립, 외부 소음이라는 주요한 3가지 구성 요소가 포함된다. 대부분의 국가가 규정을 제정하고 기업들이 타이어 생산 공정에서 효율등급제를 도입하기로 결정하면서 생산업체는 현재 요구 사항을 충족하고 앞으로의 요건을 미리 예측하기 위한 솔루션을 찾는 데 난항을 겪고 있다. 현재 타이어 생산 설비에는 진행 중인 작업을 간편하게 조정하여 라벨 부착기를 통합하고 제품 유형에 따라 다양한 정보를 출력하는 기능이 필요하다. 기존 라벨 인쇄 및 부착(LPA) 시스템이 인쇄된 라벨을 부착하기 위해 사용하는 기계식 부착기는 인쇄 엔진의 라벨을 정확하고 신속하게 부착기 패드에 배치하는 것이 중요하다. 이러한 기계 공정은 기존 라벨 부착기(LPA)의 오류와 조업중단의 주요 원인이다. Videojet은 기존 LPA 시스템과 달리 가동시간을 늘리고 일반적인 유지 보수 문제를 줄일 수 있는 Direct ApplyTM 기
[첨단 헬로티] CW 위상 변위 비행거리측정센서 CW 위상–변이 기반의 장치는 소니세미컨덕터솔루션(일본 도쿄)의 최신 센서를 사용하여 텍사스인스트루먼트(Texas Instruments) 및 마이크로소프트(Microsoft)를 포함한 여러 회사에서 출시하고 있다. 이것은 SoftKinetics사(Gewest, 벨기에)가 처음 개발했으며 현재 소니의 소유로 되어 있다. SoftKinetics 기술은 고효율(그림10a)로 고속 샘플링이 가능한 전류보조 광자복조(CAPD, Current Assisted Photonics Demodulation) 픽셀 구조와 같은 특징을 가지고 있다. 이 비행거리측정센서(ToF) 픽셀기술은 소니의 이면조사센서(backside illuminated sensor) 기술과 결합하여 새로운 DepthSense® ToF 센서를 탄생시켰다. 그림 10 이면조사센서(BSI) 기술은 근적외선(NIR) 파장에서 집광효율이 더 좋다(그림 10b). 새로운 소니 IMX556PLR은 640x480 해상도, 30fps에서 실행되는 10μm x 10μm 픽셀의 1/2 인치 센서이다. 현재 소니의 DepthSense 센서는 LUCI
[첨단 헬로티] SONY DEPTHSENSE 기술로 더욱 강화된 3D 측정 3차원(3D) 이미징은 산업용 픽 앤 플레이스(Pick & Place)기기(물건을 집어서 다른 곳에 옮겨 놓는 기기), 파렛트의 여러 작업과 해체(depalletization), 창고, 로봇 및 계측 애플리케이션에서 무인기, 안전 및 보안 및 환자 모니터링 애플리케이션과 같은 소비자 기반의 제품에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 어떠한 하나의 3D 기술이 이렇게 다양한 응용프로그램에서 모두 사용될 수 없기 때문에 응용프로그램(표 1)에 어떠한 각3D 기능이 적합한지 비교해야 한다. 3D 이미징 시스템은 수동 시스템과 능동 시스템으로 구분한다. 수동 시스템은 물체에 빛을 주기 위해 주변광 또는 넓은 고정광을 사용한다. 이와 대조적으로, 능동시스템은 레이저 라인 스캐닝, 스페클 투사 (speckle projection), 프린지 패턴 투사 또는 비행거리측정센서(ToF)등과 같은 광을 공간적으로 또는 시간적으로 변조하는 다양한 방법을 사용한다. 수동 및 능동3D 이미징 시스템은 모두 빛을 비춘 피사체에서 반사된 빛을 CMOS 기반 카메라로 캡처하여 구조물의 깊이를 맵
[첨단 헬로티] 주어진 용도에 가장 적합한 석정반 기반의 리니어 모션 플랫폼을 선택할 때는 여러 요소와 변수를 고려해야 한다. 모션 플랫폼 관점에서 효과적인 솔루션을 추구하기 위해 각 애플리케이션에 대해 이해하고, 우선시되어야 하는 고유의 요구사항이 있다는 것을 인식하는 것이 중요하다. 이에 대한 해결책으로 석정반 구조 위에 별도의 위치 설정 스테이지를 설치하는 방법(Stage-on-Granite)과 모션 축을 구성하는 요소들을 석정반 자체에 직접 통합시키는 방법(IGM-Integrated-Granite Motion)이 있다. 더 나은 통찰을 바탕으로 초기 의사결정을 하기 위해 기술 및 재정적 관점에서 두 가지 기본적인 리니어 모션 플랫폼 디자인을 평가해 보고자 한다. ▲ 에어로텍 스테이지 적용 예: SMP Surface Measurement Motion Platform 배경 지식 IGM 시스템과 기존 Stage-on-Granite 시스템 간 유사성과 차이점을 확인하기 위해 다음과 같은 두 가지 테스트 사례를 만들었다. Test Case 1. 메카니컬 베어링, Stage-on-Granite Test Case 2. 메카니컬 베어링, IGM 두 경우 모두 각 시