[사출금형 성형 기술 실무 1] 러너 밸런싱 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너 밸런싱 사례 이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. Runner Balancing 러너 밸런스는 러너의 직경을 변화시켜 성형품에 작용하는 사출압력이 동일하게 충진할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서 게이트의 크기는 동일한 전제 조건으로 러너의 밸런스를 맞추는 것이며, 캐비티 내에서 사출압력을 균일하게 함으로써 성형품의 트러블을 최소화하고 품질을 안정화하는데 있다. 지난 달에는 러너의 배치를 ‘H’형으로 배치하여 수지 유동의 균일성을 확인했고, 아울러 러너 크기를 구하여 전사모사를 통해 검증한 바 있다. 이번에는 같은 형상을 가지고 ‘일자’형으로 배치하여 러너 밸런스의 치수 결정하기와 전사모사를 통해 러너의 밸런스를 자동으로 결정할 수
[사출금형 성형 기술 실무 1] 러너 밸런싱 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너 밸런싱 사례 Runner Balancing 사례 우선 성형품 용량은 CAD 데이터에서 추출한 값으로 개당 11g이다. 러너 레이아웃은 그림 4 와 같으며, 편의 상 변수는 6개로 러너의 길이와 러너 직경으로 a, b, c 구분했다. 계산 순서에 따라 성형품 중량(g), 초기 러너 길이와 직경, 단계별 용융수지 용량, 사출 시간, 초당 사출량, 전단 변형률 속도, 점도와 압력저항 즉 압력손실을 구한다. 그림 5는 전단률(19,174.84/s)에서의 PA66 점도값을 구한 것이며, 그림 6은 실제 계산값이다. 그림 4. 러너 레이아웃 및 변수 그림 5. 전단률(11624.56/s)에서의 PA66 점도 그림 6. 2차 러너 밸런스 계산 결과 다음은 위의 계산식에 따라 적용한 사례와 해석 프로그램을 통해 자동으로 러너 밸런스한 결과를 제시하며 비교하고자 한다. 먼저 그림 6은 2차 러너 밸런스를 위하여 계산한 결과이다. 사출 시간은 1.1초이다. 초기 1차 러너 직경 (‘φa’)은 ‘H’형 러너에 비하여 약 10% 크게 하여 적용했고,
이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. Runner Balancing 러너 밸런스는 러너의 직경을 변화시켜 성형품에 작용하는 사출압력이 동일하게 충진할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서 게이트의 크기는 동일한 전제 조건으로 러너의 밸런스를 맞추는 것이며, 캐비티 내에서 사출압력을 균일하게 함으로써 성형품의 트러블을 최소화하고 품질을 안정화하는데 있다. 지난 달에는 러너의 배치를 ‘H’형으로 배치하여 수지 유동의 균일성을 확인했고, 아울러 러너 크기를 구하여 전사모사를 통해 검증한 바 있다. 이번에는 같은 형상을 가지고 ‘일자’형으로 배치하여 러너 밸런스의 치수 결정하기와 전사모사를 통해 러너의 밸런스를 자동으로 결정할 수 있는 기법을 다루고자 한다. 그림 1은 ‘H’형 러너 레이아웃과 &lsq
공급자 관리 공급자란 생산자(또는 주계약자)에게 제품, 컴포넌트, 자재, 서비스를 제공하는 광범위의 외부조직을 가리킨다. 공급범위는 넓게는 주요 하부시스템이나 형상품목에서부터 작은 컴포넌트 부품에 이르기까지 다양하다. 공급자가 제공해야 할 용역대상은 다음과 같다. · 대상 시스템을 구성하고 있는 주요 요소에 대한 설계, 개발, 및 제조 · 이미 설계된 항목(제작 소스 제공)의 생산 및 분배 · 재고로 가지고 있는 상용 및 표준 컴포넌트 부품의 분배(다양한 공급 소스로 및 창고로부터 부품 제공) · 기능적 요구사항에 대한 프로세스 적용 등을 들 수 있다. 수많은 시스템에 대하여 공급자가 시스템을 구성하고 있는 수많은 요소(어떠한 경우에는 거의 50%가 넘는다)를 제공하고 있다. 그림 1과 같이 대형 프로젝트의 경우, 형상 품목이나 주요 하부시스템 공급자에게 용역을 제공하는 하나 또는 그 이상의 컴포넌트 공급자로 구성된 공급자 계층구조를 볼 수 있다. 그림 1. 전형적인 공급자 계층구조 최근 들어 경제적인 측면에서 생산자 조직에서 수행하는 것보다 외부전문기관을 활용하거나 아웃소싱하는 경우가 늘어나고 있다. 더구나
[3D프린팅] 금속 3D프린팅 기술 개발 동향 [3D프린팅] 금속 3D프린팅 기술의 금형 분야 활용 사례 3D프린팅을 활용한 금형 효율 향상 기술 개발 전통적인 제조 방식은 여러 단계의 공정을 거쳐야 하지만, 3D프린팅은 디자인만 있으면 별도의 금형이나 절삭가공 없이 단시간 내에 제품을 제작할 수 있다. 디자인 한계를 극복하고 소재를 절감하며, 저비용으로 제조가 가능한 장점이 있어 3D프린팅은 ‘제 3차 산업혁명’, ‘제조업의 인터넷 혁명’으로 불리며 전세계의 관심을 받고 있다. 3D프린팅은 부품을 제작하는 방식 중 하나로 소재를 층층이 쌓아 최종 완제품을 제조하는 기술이다. 일반적인 프린터가 입력된 사진이나 문서에 따라 잉크를 분사하듯이 3D프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 분할하고 이를 연속적으로 재구성하여 소재를 한층씩 인쇄하는 방식을 말한다. 전통적인 생산 방식인 절삭가공과는 반대로 3D프린팅은 새로운 층을 쌓아가는 방식이기 때문에 적층가공(Additive Manufacturing)이라고 부르며, 이것이 미국의 ASTM에서 규정하고 있는 정식 명칭이다. 삼성경제연구소는 최근 &lsquo
3D프린팅을 활용한 금형 효율 향상 기술 개발 전통적인 제조 방식은 여러 단계의 공정을 거쳐야 하지만, 3D프린팅은 디자인만 있으면 별도의 금형이나 절삭가공 없이 단시간 내에 제품을 제작할 수 있다. 디자인 한계를 극복하고 소재를 절감하며, 저비용으로 제조가 가능한 장점이 있어 3D프린팅은 ‘제 3차 산업혁명’, ‘제조업의 인터넷 혁명’으로 불리며 전세계의 관심을 받고 있다. 3D프린팅은 부품을 제작하는 방식 중 하나로 소재를 층층이 쌓아 최종 완제품을 제조하는 기술이다. 일반적인 프린터가 입력된 사진이나 문서에 따라 잉크를 분사하듯이 3D프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 분할하고 이를 연속적으로 재구성하여 소재를 한층씩 인쇄하는 방식을 말한다. 전통적인 생산 방식인 절삭가공과는 반대로 3D프린팅은 새로운 층을 쌓아가는 방식이기 때문에 적층가공(Additive Manufacturing)이라고 부르며, 이것이 미국의 ASTM에서 규정하고 있는 정식 명칭이다. 삼성경제연구소는 최근 ‘미래 산업을 바꿀 7대 파괴적 혁신기술’이라는 보고서를 통해 3D프린팅 기술을 △웨어러블 컴퓨
GaN은 지난 10년 간 여러 산업 부문에 상당한 파급 효과를 끼쳤다. 광 전자 부문에서는 고휘도 발광 다이오드(HB LED) 개발 및 보급에 활용됐고 무선 통신 부문에서는 고전자 이동 트랜지스터(HEMT)나 모놀리식 마이크로 집적회로(MMIC) 등 고출력 무선 주파수 기기에 채택됐다. 시장 조사기관인 욜 리서치(Yole Research)는 2020년까지 GaN 전력 부품 산업이 연간 약 6억 달러 규모로 성장할 것으로 예측했다. TV와 같은 소비자 가전, 통신 하드웨어, 전기자동차를 막론하고 엔지니어들은 전력 변환율 향상, 전력 밀도 증진, 배터리 수명 연장, 스위칭 속도 향상 요구에 직면해 있다. 이는 전자 업계가 더 이상 실리콘(Si)을 기반으로 하는 전력용 반도체가 아닌, 새로운 체계의 전력용 반도체에 의존할 수밖에 없다는 것을 의미한다. 이에 따라 예전에는 불가능하던 성능 기준에 부합한 능력을 지닌 갈륨나이트라이드(GaN)가 전력 시스템 설계의 미래를 주도할 새로운 체계의 공정 기술로 부상하고 있다. 욜 리서치의 시장 평가가 정확하다고 했을 때, 해당 수치에 도달하려면 향후 5년 동안 100%의 연평균 복합성장률(CAGR)이 실현돼야 한다. 그러나
[사물인터넷] 글로벌 기술 표준화, 플랫폼 구축으로 미래 사물인터넷 시대 주도 1 - 국제 표준화 기구의 사물인터넷 기술 표준화 [사물인터넷] 글로벌 기술 표준화, 플랫폼 구축으로 미래 사물인터넷 시대 주도 2 - 산업체 주도 연합의 사물인터넷 기술 표준화 산업체 주도 연합의 사물인터넷 기술 표준화 1. Allseen Alliance 오픈소스 코드 프레임워크를 통해 기기 연결과 상호작용을 촉진하기 위한 목적으로 지난 2013년 12월, 리눅스 재단의 주도하에 퀄컴, LG전자, 하이얼, 샤프, 마이크로소프트, 파나소닉, 티피링크 등 51개 기업이 참여하여 출범한 연합체이다. 즉, 다양한 기기들이 특정 브랜드, 플랫폼, 운영 체제 등에 관계없이 능동적으로 상호 작용할 수 있는 환경을 조성하기 위해, 오픈 소스 기반의 사물인터넷 디바이스 연결성 지원을 위한 개방형 소프트웨어 플랫폼을 개발하고 있으며, 우선 적용 분야는 스마트 홈 시장이다. 따라서 네트워크를 통한 기기 간 정보전달 및 제어를 위해 퀄컴이 개발한 오픈소스 기반 솔루션인 ‘올조인(AllJoyn)‘을 채택함에 따라 윈도 OS, 안드로이드 OS, iOS, OS X 등 각종 스마트 단말
[사물인터넷] 가치 네트워크 구축 통한 新 생태계 만들어야 1 - 새로운 비즈니스 모델 [사물인터넷] 가치 네트워크 구축 통한 新 생태계 만들어야 2 - 사회적 가치 창출 PSS 모델 사회적 가치 창출 PSS 모델 사회적 가치 창출 PSS(Product-Service System) 모델은 제품을 보급(판매 또는 무상 제공)하고, 이에 기반하여 서비스를 제공함으로써 사회적 가치를 창출하며 이 창출된 가치의 일부를 수익으로 만드는 모델을 의미하는데, 제품 판매 수익과 정기적으로 발생할 수 있는 가치 창출 이익을 수익 모델로 한다. 대표적인 사례인 네스트 랩스의 서모스탯은 사물인터넷 온도 조절기를 통해 전기 에너지 절약이라는 사회적 가치를 창출하며, 드리블릿(Driblet)은 사물인터넷 수도 미터기를 통해 상수도 사용량 절약이라는 사회적 가치를 창출한다. 그리고 인코어드 테크놀로지스(Encored Technologies)는 사물인터넷 전기 계량기를 통해 전기 에너지 절약이라는 사회적 가치와, 전력 사용 데이터 분석을 통한 독거 노인 등의 위험 상황 파악이라는 사회적 가치를 창출한다. 제품 시리즈 보급을 통한 고객 고착화 모델 제품 시리즈 보급을 통한 고객 고착화
광섬유 온도센서는 유연한 광섬유센서 케이블 전체 온도 분포를 고속으로 측정할 수 있으므로, 넓은 지역의 온도 측정을 빠짐없이 정확하게 측정하는 온도 감시 시스템을 간단하고 경제적으로 구축할 수 있다. 따라서 이제까지 포인트 온도센서로 측정이 어려웠던 많은 플랜트에 활발하게 적용되고 있다. 구체적인 예로 · 현장 안전 · 설비진단(설비 보호) · 에너지 절약 · 생산성 개선 등 플랜트 계장뿐만 아니라 다양한 온도 감시 분야에 활용이 급속히 확대되고 있다. 이 글에서는 광섬유 온도센서의 특징과 제품의 개요를 설명하고, 플랜트 온도 감시로 적용 시 장점, 구체적인 실적 예 등을 소개한다. 제품 개요 1. 원리 광섬유 온도센서는 센서로 사용하는 광섬유 내부에서 발생하는 라만산란광의 빛의 세기와 온도의 상관관계가 있다는 이론을 이용하고 있다. 그 원리에 더 관심 있다면 참고 문헌을 참조하기 바란다. 2. 특징 사용자 입장에서 고려한다면, 광섬유 온도센서는 열전대나 측온저항체와 같은 기존 온도센서와 비교하면 많은 장점이 있다. (1) 넓은 지역에 대해서 빠짐없이 정확하고 확실한 온도 감시 : 포인트 측정으로는 불가능했던
X-Ray 영상의 특성 1. Focal Spot Size X-Ray 검사기술은 대상물의 내부 구조를 관찰하기 위하여 투시 영상을 획득하는 것으로부터 시작되는데, 일반 비전 기술과 구분되는 고유의 특성을 갖고 있다. 우선 획득한 X-Ray영상의 해상도에 관련된 내용을 설명한다. X-Ray 영상의 해상도는 발생장치의 Focal Spot Size와 관련이 깊다. X-Ray 발생장치의 전자총에서 발생된 전자는 애노드와의 전위차에 의하여 Target 방향으로 가속되는데 Target으로 이동하며 경로 상에 위치한 집속 렌즈에 의해 중심 방향으로 모아진다. 집속된 전자가 Target에 충돌하는 지점을 Focal Spot이라 하며, 그 지름을 Focal Spot Size라 한다. 전자 빔이 가장 이상적으로 집속이 된다면 전자 하나 크기의 Focal Spot Size가 형성되나 현실적으로 불가능하다. 발생장치의 특성을 규정할 때 Focal Spot Size는 영상의 해상력을 판단하는 기준으로 사용되며, 크기가 작아지면 기하학적 불선명도가 줄고, 화면의 품질과 미세 관찰능력이 향상되므로 영상의 품질을 좌우하는 척도로 사용한다. 보통 튜브를 선정할 때 Focal Spot의 3~
X-ray Tube의 활용 X-ray 검사기술④(본지 7월호 18∼22P)에서는 Tube의 구조에 관하여 Open Tube와 Closed Tube로 구분해 설명했다. 이를 정리하면 다음과 같다. 만약 분석용 장비에 탑재해서 정밀한 구조를 관찰하는 용도에 사용한다면, Open Tube를 선택해야 한다. 이 때에는 보통 80∼225kV급 관 전압의 튜브가 유통된다. Open Tube는 투과 형과 반사 형으로 구분하며, 투과형의 경우 시료를 Target에 0.3mm 미만으로 근접시킬 수 있어 수 천 배 이상의 고배율 영상 획득에 유리한 반면, 반사 형은 관 전류를 3mA까지 인가할 수 있어 대형 시료의 선명한 영상 획득에 유리하다. 또한 반사 형은 전류 값이 높은 반면, Focal Spot Size가 5㎛ 이상으로 크기 때문에 비교적 큰 크기의 결함(보통 수 십 ㎛ 이상) 검사에 사용된다. 투과 형 open tube는 최소 200nm의 분해능을 보유하므로 1㎛미만 미세구조의 분석도 가능 하다. 볼륨과 중량, 필라멘트 수명, 가격 면에서 매우 부담스러운 Open Tube에 비하여 Closed Tube는 비교적 저렴하고 Compac
X-Ray 발생장치에서 투시 영상의 해상도를 좌우하는 Focal Spot Size는 어떻게 결정되며, 제품의 확대 배율은 open tube와 closed tube에서 차이가 나는 이유가 무엇인지에 관한 의문은 발생장치의 구조를 파악하면 알 수 있다. 오픈튜브 X-Ray 발생 원리는 open tube와 closed tube 모두 유사하지만, 내부 구조는 상당 부분 차이가 있다. 우선 micro-focus open tube의 경우, 지름이 150mm 내외, 길이가 500∼600mm 정도이며, 고압 발생장치를 제외한 총 무게가 40Kg 전후로 부피가 크고 무게가 많이 나가는 특징이 있다. 고압 발생장치 일체형 모델의 경우에는 60Kg을 상회한다. 그림 1의 우측 그림에서 보듯이 내부 구조에 대해 핵심 유닛을 중심으로 간단하게 설명하고자 한다. 그림 1. 쎄크의 Open tube(Transmission Type) 외관 및 내부구조 이는 튜브의 하단에 위치하며, 광원으로 쓰이는 열전자를 발생시키는 Cathode Filament와 그 상부에 (+)전압이 인가되어 열전자를 가속시켜주는 Anode, 가속된 전자 빔을 집속하고 초점을 확보하는 Electro Magne
고에너지 X-ray 튜브 튜브 기술 발전은 미세 구조 영상을 획득할 수 있도록 소스의 해상도를 높이는 방향과, 자동차 중공업 부문 등 대형 제품의 투시 영상을 얻을 수 있는 고에너지 튜브 확보 방향으로 진행되고 있다. 고에너지 튜브는 스위스에 본사를 두고 있는 코멧 그룹에서 450kV, 최대 4500W급을 판매하고 있으며, 대형물 비파괴 검사장비 시장을 과점하고 있다. 미국의 베리안, 프랑스의 탈레스도 고에너지 튜브를 판매하고 있으나 점유율은 높지 않다. 코멧사의 경우 600kV급 소스까지 라인업되어 있으나, 업계에서는 일반적으로 정전 방식으로 전자를 가속할 수 있는 한계를 500kV 내외라고 판단하고 있고, 이를 초과할 경우 고압 발생장치나 튜브의 내구성에 한계가 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 정도의 가속전압은 대부분 Al 기준 30cm 정도, Fe나 Steel 기준 10cm 이내의 투과 능력을 갖게 된다. 자동차, 항공기 엔진, 선박용 부품 등의 대형물 검사에는 활용할 수 없다. 선형 가속기 대형물 검사의 한계를 극복하기 위해 RF(Radio Frequency) 전자파를 사용해서 초고속으로 가속된 전자를 활용하는 고에너지 X-Ray 발생장치에 관한 연
아날로그 디자이너는 증폭기 설계 시 안정성을 높이기 위해 노력한다. 그럼에도 불구하고 다양한 유형의 부하로 인해 현장에서 발진을 일으키는 경우가 흔하다. 일례로 피드백 네트워크를 부적절하게 설계하면 발진이 발생할 수 있다. 전원 바이패싱이 불충분한 것 또한 문제가 될 수 있으며, 입력과 출력이 단일 포트 시스템으로서 자체적으로 발진을 일으킬 수 있다. 이 글에서는 발진이 일어나는 주요 원인과 이의 해결책에 대해서 살펴본다. 기본 동작 그림 1(a)는 비-레일 투 레일 증폭기의 블록 다이어그램을 나타낸다. 입력이 gm블록을 제어하면 그림에서 나타낸 블록이 이득 노드를 구동하고 출력 시 버퍼링이 이루어진다. 그림 1. 비-레일투레일 연산 증폭기 토폴로지(a), 레일투레일 연산 증폭기 토폴로지(b), 연산 증폭기의 이상적 주파수 응답(c) 보상 커패시터 CC는 지배적 주파수 응답 소자이다. 접지 핀이 있다면 CC가 접지로 리턴될 것이다. 하지만 통상적으로 연산 증폭기는 접지를 이용하지 않으므로 이 커패시터 전류가 전원 중의 어느 한쪽이나 양쪽으로 리턴 될 것이다. 그림 1(b)는 레일 투 레일 출력을 제공하는 증폭기의 블록 다이어그램이다. 입력 gm의 출력 전류가