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중소기업 기계설계 고민 해결사 ‘스마트 DP’ 주목

- 기계연 40년 기계설계 노하우로 중소·중견기업 핵심 기계설비 설계 지원- 부품, 모듈, 장비설계까지 스마트 DP 하나면 다 된다! 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 40여 년의 기계설계 노하우를 담은 스마트 설계 플랫폼 ‘스마트 DP(Smart Design Platform)’로 중소·중견기업의 기계산업 경쟁력 강화를 지원하고 있어 눈길을 끈다.기계연 스마트산업기계연구실 이근호 책임연구원 연구팀은 기계연의 설계 노하우를 집약한 소프트웨어 프로그램인 스마트 DP를 개발하고, 국내 중소·중견기업의 기술 경쟁력 강화를 지원하고 있다.스마트 DP는 중소·중견기업이 기계산업 현장에서 필요로 하는 기어 트레인부터 체결부품, 분사 노즐, 레이저 가공 장비, 플라즈마 가공 장비, 가스 연소기, 전기 집진기까지 총 21종의 다양한 핵심 기계 부품을 가상으로 설계할 수 있는 소프트웨어다.스마트 DP 웹사이트*에서 회원에 가입하면 원하는 기업 누구나 프로그램을 활용할 수 있다. 기업은 프로그램에 원하는 사양을 입력하면, 최적화된 설계를 제공받을 수 있다. * http://www.kimm.re.kr/smartdp 스마트 DP 홈페이지 메인 화면 스마트 설계 소프트웨어의 개념 연구팀은 지난 2009년부터 스마트 DP의 시범운영을 시작한 이후, 2020년 정식 서비스를 출범하고 운영을 이어오고 있다. LS엠트론은 기어 트레인 설계 프로그램을 기술이전 받아 트랙터 변속장치 설계에 활용했으며, 진솔터보기계는 기어박스 설계에 스마트 DP를 활용하기도 했다. 이 밖에도 지금까지 국내 기업과 대학, 기관 등 36개 기관이 서비스를 이용하고 있다. 스마트 DP를 이용한 트랙터 변속기 설계 사례 스마트 DP 서비스를 활용하면 기계설비 분야의 전문 인력 부족으로 어려움을 겪어왔던 기업이나, 기존의 상용 소프트웨어 프로그램의 값비싼 이용료 부담에 선뜻 새로운 제품, 공정 개발에 나서지 못했던 중소·중견기업도 경쟁력 강화에 박차를 가할 수 있다.이근호 책임연구원은 “중소·중견기업이 스마트 DP를 활용해 기계장비 설계 기술 자립은 물론 제품 개발 주기를 단축하는 성과를 보이고 있다”며, “더 많은 기업이 스마트 DP를 활용한 예산 절감과 매출 극대화의 선순환으로 경쟁력을 키우는 데 도움이 되었으면 한다”고 말했다.한편 이번 연구는 국가과학기술연구회의 BIG 과제가 지원하는 ‘핵심 기계설비 스마트 설계 플랫폼 기술 개발’ 과제의 지원을 받아 수행했다. 문의: 한국기계연구원 스마트산업기계연구실 이근호 책임연구원 042-868-7161 / 010-5424-7161 / ghlee762@kimm.re.kr

취재부 2021-12-07

LS엠트론의 초미세 발포성형(Microcellular foam) the ONE* MuCell®

MuCell®은 초미세 기포 사출 성형 공정으로 해당 공정을 통해 설계의 유연성과 비용 절감에 톡톡한 효과가 있으며, 일반 사출 공정에서는 없는 독특한 성형공정을 말한다. 기능적으로 최적화된 제품 설계가 가능한 MuCell®은 발포를 통한 밀도 감소와 최적화 설계를 결합해 재료 및 중량을 20% 이상 절약할 수 있는 특징을 가지고 있으며, 보압 단계를 발포 과정으로 대체함으로써 보다 늦은 응력으로 생산되어 치수 안정성이 향상되고, 뒤틀림을 감소시키며, 발포를 통한 수축의 완화가 가능하다.비용 절감은 물론, 공정상의 이점으로 인하여 현재 MuCell®은 자동차, 가전제품, 의료기기, 포장 및 생활용품에 적용되고 있다.일관성 및 균질성이 뛰어난 MuCell®생산시간 단축, 재료비 절감, 단열성 및 방음성 우수, 제품의 경량화, 성형 후에 변형 최소화 등 여러 장점을 가진 초미세 발포 기술에 기초한 MuCell®은 분포가 고르고 균일한 크기를 갖는 초미세 기포를 만들기 위해 열가소성 소재 내에 고밀도의 기포 핵을 생성시키는 방식을 쓰고 있다.이러한 방식으로 만들어진 발포 소재는 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되기 때문에 탁월한 물성과 재현성을 가진 부품들을 생산할 수 있다. 기존의 열가소성 수지에 기포를 생성하고, 적용함에 있어 한계적인 요소는 바로 기포의 크기가 크다는 것과 크기가 일정치 않다는 것이었다. 이러한 한계적인 요소는 인장 및 충격 강도, 굽힘 정도, 피로도 등 제품의 기계적인 성질을 약화시키고, 쉽게 부러질 뿐만 아니라 기포들이 재료 밖으로 표출되지 않도록 제품 단면을 두껍게 만들게 했다.이러한 제약들로부터 자유로워진 새로운 개념의 발포 공법을 개발한 Trexel은 사출 성형에, MuCell Extrusion은 압출 등에 응용했는데, 미국 MIT가 원천 특허를 가지고 있었던 열가소성 폴리머의 초미세 발포 기술에 기초한 MuCell 공법은 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되는데 그 결과 탁월한 물성과 재현성을 갖는 부품들을 제작할 수 있게 했다. MuCell®이라는 이름은 이러한 초미세 발포 공법과 그를 통해 만들어지는 소재들을 지칭하기 위하여 Trexel에 의해 등록되었으며, LS엠트론의 the ONE* MuCell® 역시 Trexel의 지원을 받고 있다.금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에, 발포성형을 위한 LS엠트론의 One Stop Solution500~3,300톤의 총 10개의 모델로 구성되어 있는 LS엠트론의 the ONE* MuCell®은 다양한 특징으로 고객분들의 마음을 사로잡고 있다. Core Back 기능 구현은 제품 발포율을 균일화하고, 극대화시켰으며, Servo Valve로 정밀한 위치제어가 가능하다. 보다 자세한 the ONE* MuCell®의 특징은 표2와 같다.한편, LS엠트론에서는 MuCell®을 위한 스페셜 패키지를 고객분들께 제공하고 있다. 계량기 초임계 유체를 주입하고, 시간 및 위치에 따른 개/폐 제어가 가능한 SCF 주입기, 배럴 전단의 압력 유출을 방지하는 셧오프 노즐, SCF의 유동 및 혼련을 위한 스크류인 뮤셀 전용 스크류, 배럴 후미의 압력 유출을 방지하는 체크 밸브, 고압 펌핑 / 6,500psi / 정밀한 가스를 공급하는 MuCell® 전용 프로그램 및 SCF 시스템 외에도 발포성형에 필요한 최적의 가스를 공급하고, 질소 또는 이산화탄소 모두 사용이 가능한 질소(또는 이산화탄소)공급기가 바로 그것이다.이처럼 LS엠트론에서는 금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에 ‘발포성형을 위한 One stop solution’을 제공하고 있으며, LS엠트론만의 축적된 노하우와 경험을 통해 발포성형의 최적화된 조건을 고객분들께 제시해 더욱 향상된 생산성을 제공할 것으로 판단된다.문의: LS엠트론㈜ 사출사업부 공식 홈페이지 www.lsinjection.com

이명규 2021-12-06

사출 금형 파팅(Parting)과 게이트(Gate)에 대하여

자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근1. 파팅(Parting)과 파팅 라인(Parting Line)< 파팅(Parting) >파팅 라인(Parting Line)이란 금형의 고정 형판과 가동 형판의 맞춤 면으로서, 또한 파팅면(분활면)이라고도 하는데, 이 파팅면의 위치가 금형 설계나 제작은 물론, 성형 제품의 취출에도 영향을 주게 되므로 매우 신중하게 결정되어야 한다.< 파팅 라인을 결정할 때는 다음 사항에 대하여 주의하여야 한다. >① 성형품의 외관 기능을 손상 시키지 않는 위치에 결정한다.② 성형품의 정밀도가 잘 나올 수 있는 곳에 선정한다.③ 성형재료가 흐르기 쉬운 위치에 게이트를 붙일 수 있게 한다.④ 금형가공이 용이한 곳에 선정한다.⑤ 이형이 용이한 위치에 선정한다.⑥ 금형이 열릴 때 언더컷이 되지 않는 곳에 선정한다.< 파팅 라인의 결정 >(a)와 같은 곳에 게이트를 붙이는 것도 허용되지만 눈에 띄기 쉽다. 하지만 (b)와 같은 곳에 설치하면 제품의 외관이기는 하나 눈에 잘 띄지 않고, 게이트 절단 후 상대물과의 조립 시 보이지 않을 수 있다.[ 생각해보기 ] 파팅 라인 어느 곳이 가장 적합할까?2. 게이트의 종류 Sprue, Runner, Gate System1) 게이트의 분류- 비제한 게이트 : 다이렉트 게이트(Sprue Gate)- 제한 게이트:사이드 게이트 (Side Gate), 필름 게이트 (Film Gate), 탭 게이트(Tap Gate) 오버랩 게이트(Overlap Gate), 핀포인트 게이트(Pin Point Gate) 서브마린 게이트(Submarine Gate), 커브드 게이트(Curved Gate, 코끼리 게이트)① 다이렉트 게이트(스프루 게이트)▶ 스프루의 싱글 캐비티 금형으로 성형이 쉽다.▶ 성형기 사출 압력이 직접 캐비티에 전해져 압력 손실이 적다.▶ 성형성이 좋고 모든 사출성형 재료에 적용할 수 있다.▶ 스프루의 고화 시간이 길기 때문에 사이클 타임이 길어진다.▶ 잔류응력 또는 크랙이 일어나기 쉬우므로 게이트 주변에 링 모양의 리브를 보강하는 것이 좋다.② 표준 게이트(사이드 게이트)▶ 단면 형상이 간단하므로 가공이 용이하다.▶ 게이트 치수를 정밀하게 가공할 수 있고, 치수의 수정이 쉽다.▶ 캐비티의 충전 속도는 게이트 고화와 관계없이 조절할 수 있다.▶ 거의 모든 수지에 적용할 수 있다.▶ 성형품의 외관에 게이트 흔적이 남는다.③ 팬 게이트(Fan Gate)< 단면 형상이 부채꼴로 된 게이트 >▶ 넓고 얇은 평판 형상의 제품을 균일하게 충전하여 기포나 플로우 마크(Flow Mark)를 없게 하는 데 적합▶ 게이트 부근의 결함을 최소로 하는 데 가장 효과가 있고, PVC 이외의 범용 수지에 사용된다.④ 필름 게이트(Film Gate)▶ 성형품에 형평으로 런너를 설치하고 성형품과의 사이에 두께를 얇게 한 게이트를 설치▶ 평판 상 성형품의 수축변형을 최소한으로 억제하려고 할 때 사용▶ 점도가 높은 경질 PVC뿐만 아니라 범용 수지에도 사용된다.⑤ 오버랩 게이트(Overlap Gate)▶ 성형품에 수지 흐름 자국(Flow mark)이 생기는 것을 방지하기 위하여 성형품의 측면이 아니고 성형품의 끝 면에 겹쳐지도록 코어 쪽에 설치한 게이트▶ 성형품의 측면에 게이트 자국이 남게 되므로 제거 및 다듬질하는데 주의하여야 한다.⑥ 탭 게이트(Tab gate)▶ 오버랩 게이트의 변형▶ 잔류응력이나 변형이 없는 성형품을 얻을 수 있다.▶ 사출 압력에 의한 과충전이나 게이트 부근의 싱크 마크 방지▶ 열 안정성과 유동성이 좋지 않은 수지 성형에 적합(PVC, PC)▶ 성형품의 폭이 넓을 경우 멀티탭 게이트를 사용▶ PMMA, SAN 등 대부분의 수지에 적용된다.▶ 런너에 대하여 직각으로 붙이는 것이 보통이다.▶ 얇은 부분에 설치하면 흐름 자국(Flow mark)이나 웰드라인(Weld Line)을 일으키기 쉬우므로 두꺼운 부분에 설치한다.⑦ 디스크 게이트(Disk gate)▶ 다이아프램 게이트(Diaphragm gate)▶ 성형품의 중앙부에 스프루를 지름보다 크게 뚫린 구멍이 있을 경우, 여기에 게이트를 배치하거나 원통 모양의 성형품에 웰드 마크를 방지하기 위하여 사용되는 원판상의 게이트▶ 게이트 제거와 마무리 작업을 필요로 함, 수지는 경질 PVC 이외의 모든 수지에 적용▶ 2매 용 금형의 1개 치로 원통형에 일반적으로 사용▶ 3매 용 금형 및 런너 리스 금형의 다수 개 빼기에도 사용된다.⑧ 링 게이트(Ring gate)▶ 소형 물이며, 캐비티가 많은 금형으로, 파이프 형상의 가늘고 긴 성형품 제작에 사용▶ 볼펜 뚜껑 등의 원통형 성형품을 성형하기 위해 사용▶ 웰드라인 방지, 사출 압력에 의한 금형의 코어 핀의 쓰러짐으로 인한 편심 방지▶ 두께가 균일한 성형품의 생산이 가능▶ 주입구의 반대쪽에 콜드 슬러그 웰을 원통형의 외주에 설치한다.▶ 일반적으로 스트리퍼 밀판 또는 슬리브 밀판에 의해 내어지므로 사다리꼴 런너를 많이 채택한다.⑨ 핀 포인트 게이트(Pin Point gate)▶ 게이트의 위치 결정이 비교적 제한받지 않고 자유롭게 결정할 수 있다.▶ 게이트 부근의 잔류응력이 적다.▶ 투영면적이 큰 성형품, 변형되기 쉬운 성형품의 경우 다점 게이트로 수축, 변형을 적게 할 수 있다.▶ 게이트의 후가공이 용이하다. 게이트는 자동적으로 절단된다. 다 캐비티의 경우 게이트 밸런스가 쉽다.▶ 금형 구조는 3매 용 구조로 된다. 그러나 런너 리스 금형일 경우 2 플레이튼 구조로도 된다.▶ 3단 금형의 경우 성형 사이클 시간이 길게 된다.⑩ 서브마린 게이트(Submarine gate)▶ 형판 앞에 터널식으로 파고 들어가 터널 게이트라고도 함▶ 게이트는 성형품이 돌출함과 동시에 자동 절단▶ 게이트 자국이 측면에 남아서 안 될 경우 2차 런너 사용▶ PC 원재료를 사용하는 제품에서 젯팅 현상 방지▶ 게이트 흔적을 남기지 않기 위해 사용▶ 게이트 자동 제거가 필요한 얇은 제품에 적용된다.▶ 런너 이형 시 게이트부가 잘 이형되지 않아 부러질 수 있음▶ 콜드 슬러그 부위가 게이트의 만곡점보다 5~10㎜ 길게 제작(제품 손상 방지)

편집부 2021-11-11

KIST, 투명하고 휘어지는 초박막 메모리 소자 개발

- 육방정 질화붕소(h-BN) 사이에 0차원 양자점을 단일층으로 형성- 80% 이상 투명성을 유지하면서 휘어졌을 때도 메모리 기능 유지 이차원 나노소재 기반 플렉서블 메모리 소자는 데이터 저장, 처리, 통신에 중요한 역할을 하기 때문에 차세대 웨어러블 시장에서 필수적인 요소 중 하나이다. 수 나노미터(㎚)의 2차원 나노소재로 초박막 메모리 소자를 구현할 경우, 기존에 비해 메모리 집적도를 크게 높일 수 있어 2차원 나노소재를 기반으로 플렉서블한 저항 변화형 메모리 등이 개발되어왔다. 그러나 기존의 2차원 나노소재를 활용한 메모리들은 캐리어1)를 가두어 두는 특성이 약하여 메모리로서의 한계를 가지고 있다.한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 기능성복합소재연구센터 손동익 박사 연구팀이 절연 특성2)을 가지는 2차원 나노소재인 육방정 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, h-BN) 초박막 구조 사이에 0차원3) 양자점을 단일층으로 형성시킴으로써 이종 저차원 초박막 나노구조체 기반 투명하고 휘어짐이 가능한 메모리 소자를 개발했다고 밝혔다. 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 휘어지고 투명한 초박막 메모리 소자 제조 방법 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 초박막 구조체 형성 이미지 연구팀은 양자 제한4) 특성이 우수한 0차원 양자점을 활성층으로 도입, 2차원 나노소재에서 캐리어를 제어함으로써 차세대 메모리 후보가 될 수 있는 소자를 구현하였다. 이를 기반으로 샌드위치 구조를 가지는 2차원 육방정 질화붕소(hBN) 나노소재 사이에 0차원 양자점을 수직 적층 복합구조체로 형성하여 투명하고 휘어짐이 가능한 소자로 제작하였다. 개발된 소자는 80% 이상 투명성을 유지하면서, 휘어졌을 때도 메모리 기능을 유지하였다. 캐리어(Carrier): 전하를 옮기는 물질을 의미하며, 종류로는 전자(-), 정공(+)이 있다. 이차원 나노소재는 전기적 특성에 따라, 도체, 반도체, 절연체로 나뉜다. 육방정 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, h-BN)는 절연 특성을 가지는 대표적인 물질이다. 0차원: 분말과 같은 입자 형태를 지님 양자 제한 효과: 나노입자 공간 벽에 의해 전자가 불연속적인 에너지 상태를 형성하는 현상 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 초박막 메모리 소자 특성 자료 손동익 박사는 “전도성을 가지는 그래핀에 비해, 절연성 특성을 가지는 육방정 질화붕소(hBN) 위에 양자점 적층 제어기술을 제시함으로써 초박막 나노 복합구조체 연구에 기초를 확립하였고, 차세대 메모리 소자의 제작 및 구동 원리를 밝혔다는 데 의의가 있다”라고 말하며, “향후 이종 저차원 나노물질 복합화의 적층 제어기술을 체계화하고 응용범위를 확대할 예정이다”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요 사업, 한국연구재단 중견 연구사업 및 나노원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 및 복합소재 분야 국제저널인 ‘Composite Part B: Engineering’(IF: 9.078, JCR 분야 상위 0.549%) 최신 호에 게재되었다.* 논문명: Memory effect of vertically stacked hBN/QDs/hBN structures based on quantum-dot monolayers sandwiched between hexagonal boron nitride layer - 제1저자: 한국과학기술연구원 심재호 박사후연구원 - 교신저자: 한국과학기술연구원 손동익 책임연구원< 연구자 소개 >○ 성명: 심재호 박사(제1저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 전북분원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 연구원 (現, 삼성전자 연구원)○ 전화: 063-219-8244○ e-mail: jshim0214@gmail.com○ 성명: 손동익 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 전북분원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 책임연구원○ 전화: 063-219-8155 / 010-8588-1525○ e-mail: eastwing33@kist.re.kr

편집부 2021-11-11

기계연, 비대면 서비스 로봇을 위한 문어 다리 닮은 흡착형 만능 그리퍼 개발

편집부 2021-11-01

기계연, 뱀 비늘처럼 부드럽게 휘고, 늘어나는 배터리 개발

편집부 2021-10-21

UNIST 배준범 교수팀, 손으로 만지고 느끼는 가상현실(VR) 장갑 개발

- 열·진동 전달하고 손 움직임 동시 측정 가능한 시스템 개발- 액체 금속 프린팅으로 센서, 발열 히터, 도선 제작… Adv. Funct. Mater. 표지 게재 보는 가상현실에서 진화해 손으로 만지고 느끼는 가상현실 장갑 기술이 개발됐다. 장갑 제작에는 액체 금속을 인쇄하듯 찍는 기법이 쓰였다. 이번 연구는 첨단 기능성 재료 분야 권위 학술지인 어드밴스드 펑셔널 매터리얼즈(Advance Functional Materials)의 가상·증강현실 특별호 권두 표지논문으로 선정돼 9월 24일 자로 출판됐다. 장갑 위의 10개의 센서, 손가락 끝의 3개의 진동자, 손바닥의 8개의 히터가 표시되어 있음(좌측). 손바닥 부분의 히터에 열을 가했을 때의 온도를 열 감지 카메라를 이용하여 촬영한 모습(우측 상단)과 장갑을 이용하여 측정된 손가락 움직임을 가상의 손으로 구현한 모습(우측 하단). 연구진이 개발한 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감과 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다. 이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있고, 뜨거운 물 속 쇠공을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣다 뺀 것 같은 순차적 온도 변화를 느낄 수 있다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도 차이를 느끼는 것도 가능하다.개발된 장갑 시스템은 자극 전달과 센서 기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상 기술 훈련이나, 게임, 엔터테인먼트 분야에 폭넓게 적용할 수 있다. [그림 2] 액체 금속 프린팅 기술을 적용한 가상현실 체험 장갑 모식도(상단) 개발한 장갑의 개념도. 장갑 위에는 5개 손가락 10개의 관절 움직임이 측정 가능한 센서, 엄지‧검지‧중지 끝에 진동자가 시트 형태로 제작되어 부착됐다. 또 장갑 아래에는 5개 손가락 끝, 손바닥의 3부분에 열을 발생시키는 히터가 시트 형태 히터가 있다.(하단 좌측) 액체 금속을 프린팅하여 제작한 히터, (하단 우측) 액체 금속이 커넥터와 연결되는 부분의 확대도이 장갑의 센서, 발열 히터, 도선 같은 주요 부품은 자체 개발한 액체 금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작돼 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있다. 연구팀은 선행연구로 액체 금속 프린팅 기법을 이용한 고정밀 유연 센서 제작 기술을 개발했다.배 교수는 “액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 최초의 연구”며, “액체 금속 프린팅 기법을 이용한 다양한 착용형(웨어러블) 시스템의 개발에도 큰 기여를 할 연구”라고 설명했다.리모컨으로 조작하는 가상현실 세계는 몰입감이 떨어진다. 현실에서는 손으로 물체를 만지거나 조작하기 때문이다. 페이스북처럼 메타버스 산업에 뛰어든 기업들이 손이나 손목의 움직임을 측정하는 기술을 앞다퉈 개발하는 이유다. [그림 3] 개발한 장갑을 실제 VR에서 사용한 영상 캡쳐따뜻한 물에 담긴 뜨거운 공을 잡는 동작을 수행함. 따뜻한 물에 손이 잠길수록 새끼손가락 부분부터 온도가 변하는 것을 볼 수 있으며, 뜨거운 공을 잡았을 때 손가락 끝에 진동이 발생하고, 공을 잡은 부분의 온도는 더 올라감. 공을 잡는 손가락 움직임은 장갑의 센서로 측정됨. 연구진은 개발한 장갑 시스템은 여기서 한 발 더 앞서 촉각까지 자극할 수 있다. 시각이 사람 감각의 약 70% 이상을 차지하는 특성상 기존의 가상현실 시스템은 주로 시각 정보를 전달하는 데 초점을 맞춰왔지만, 더 진짜 같은 가상현실 세계를 만들기 위해서는 다른 감각을 자극해야만 한다.배 교수는 “개발된 가상현실 장갑은 4차 산업혁명의 핵심적인 기술로 언급되는 VR·AR 분야의 혁신적인 인터페이스가 될 것”이라고 기대했다. 배 교수는 액체 금속을 이용한 소프트센서 기술로 2017년에 ㈜필더세임(Feel the Same)을 창업해, 실험실 개발 기술의 상용화에 앞장서고 있다.한편, 가상현실 기술은 최근 증강현실(Augmented Reality, AR)과 함께 훈련, 게임, 엔터테인먼트 등의 분야에 폭넓게 사용되고 있다. 그 시장 규모도 2027년까지 전 세계 약 621억 달러에 이를 것으로 예측된다.이번 연구는 서울대학교 기계공학과 고승환 교수팀과 공동으로 수행되었으며, 한국연구재단 중견연구, 선도연구센터의 연구 지원을 통해 이뤄졌다. * 논문명: A Liquid Metal Based Multimodal Sensor and Haptic Feedback Device for Thermal and Tactile Sensation Generation in Virtual Reality 문의: 대외협력팀 김학찬 팀장, 양윤정 담당 (052)217-1228 기계공학과 배준범 교수 (052)217-2335

취재부 2021-10-21

사출성형조건의 기본원칙과 체계적인 금형 시험 Injection Molding Basic & Systematic Mold Proving

자료제공 : LS엠트론 김영기 고문010-6603-8210 / ykkim2025@gmail.com5. 성형작업을 위한 준비 및 기계조작프로세스에 영향을 주는 요소와는 달리, 무결점 생산공정을 확보하기 위해서는 다른 면들이 고려되어야 한다. 즉 이들 고려되어야 할 항목들이 아래에 간략하게 명시되어있다.1) 금형만약 이것이 금형의 사전 점검 일부로써 실행되지 않았다면, 생산에 앞서 하기 조항들이 점검되어야 한다.• 금형의 육안 검사- 금형에 필요한 수리 작업이 완료되었나?- 기계에 적합한 금형의 로케이트링, 스프루 부쉬(노즐 구경), 이젝터 커플링을 갖추고 있나?- 절연판이 설치되어 있나?- 눈에 보이는 면과 파팅 면에 손상이 있는지 점검했나?- 깨끗한 밴팅이 공급되었나?- 날짜 스탬프가 제대로 설정되어 있나?- 움직이는 부속품에 그리스를 주입하였나?• 금형 기능성 점검- 금형 보호 압력과 거리가 최적으로 설정되었나?- 이젝터 동작이 용이한가?- 슬라이드가 올바른 위치에 있나?- 리밋스위치의 기능을 확인했나?- 금형의 온도조절장치나 유압 배관의 체결상태를 확인했나?- 이형 공정을 확인했나?- 가열되는 동안 핫런너나 유지온도의 온도 프로파일을 갖고 있나?- 모든 냉각수가 제대로 연결되어 있나?- 온도조절장치의 출력이 충분한가?- 초물을 철저히 검사했나? (종물과 비교)• 생산 완료 후 금형 관리- 금형 청소 후 방청시키고 그리스를 칠한다.- 금형이 손상되었는지 점검한다.- 필요 시 금형 수리를 의뢰한다.- 온도조절장치가 밀폐되도록 온도조절장치의 매체를 드레인시키고 채널을 씰 처리한다.- 최종 생산품을 금형에 부착시켜 놓는다.2) 재료사출성형기, 재료 준비와 설비 주변의 불충분한 청결 상태는 원재료와 성형품에 대한 오염의 원인이 될 수 있다.- 재료를 교환할 때 드라이어, 필터와 호퍼를 깨끗하게 청소한다.- 호퍼에 커버를 덮는다.- 호퍼 안에 자석을 넣는다.- 개봉한 재료의 백을 막아서 오염으로부터 보호한다.- 건조 공정 후 수분을 많이 흡수하는 재료는 습기가 많은 장소에 장시간 노출시키지 않는다.- 건조시간을 포함, 재료 건조를 정확하게 시킨다.- 사출량이 적은 경우에는 수분 흡수를 방지하기 위해서 호퍼 안의 수지량을 조절한다.3) 기계사출성형기, 금형과 주변장치에 대한 주기적인 유지관리는 생산 중에 발생할 수 있는 불필요한 중단을 줄여준다.- 안전과 기능에 관련된 모든 감시장치를 규칙적으로 점검한다. (예를 들면 안전문과 커버, 그리고 리밋스위치와 위치 센서 등)- 작동유의 온도와 레벨, 그리고 상태(청정도, 동점도, 금속 함유량 등)를 점검한다.- 중앙윤활유 공급장치 혹은 기계의 윤활 상태를 점검한다.- 실린더(바렐)의 수지 공급 부의 온도를 점검한다.- 온도센서의 기능과 올바른 설치 위치를 확인한다.- 밴드 히터의 올바른 설치와 고정상태 등을 확인한다.- 난리턴밸브(스크류 팁)의 기능을 점검한다.- 가소화 실린더(바렐)의 마모상태를 점검한다.- 기계의 누유 상태를 점검한다.- 최대 형체력이 충분한 지 확인한다.4) 주변장치- 온도조절장치에 올바른 작동온도를 설정했나?- 처리량이 충분한가?- 사용된 온도조절장치의 용량은 충분한가?- 재료 운송을 점검했나?5) 공정 변이사이클 시간이나 품질 변화가 하기 항목에 의해서 원인이 될 수 있다. - 잔여 쿠션량에 변동이 있나? • 난리턴밸브(스크류 팁)와 가열 실린더의 마모 점검 • 정확한 석백 설정 • 계량 조건 확인 • 초기 사출 속도 증가(난리턴밸브(스크류 팁)의 닫힘 동작 특성을 증가시켜 주기 위함)- 정확한 배압을 설정해라.- 쿠션량이 최적의 범위 내에 너무 적거나 크지는 않나?- 계량 시간에 변동이 있나?- 계량 시간이 냉각 시간 이내에 들어오나?- 매우 짧은 계량 시간은 열적·기계적 재료의 이질성에 대한 결과를 초래할 수 있다. (기계의 계량용량 점검)- 사출량이 스크류 직경에 적합한가?- 사출 압력에 큰 변화가 있나?- 절환점이 초과하거나 미달하진 않는가?- 절환점에 도달하자마자 스크류가 뒤로 밀리나?- 수지 공급부의 온도를 점검하라.- 수지 공급부에서의 재료 공급이 원활한가?- 압력이 사출 압력 한계까지 도달하나?- 용융온도의 측정값이 추천하는 공정온도의 범위 내에 있는가?- 용융이 설정한 사출 프로파일대로 사출되어야 한다.- 니들 온도계로 온도를 측정하라.(기계의 프레임에서 사출된 재료를 제거시킨다.)- 생산 중 금형 온도에 변화가 있는가?6. 플라스틱 수지 데이터

편집부 2021-10-09