일반기술
정보 > 응용소프트웨어
최근 생산성 향상을 위해 생산 시스템의 자동화 및 무인화에 대한 필요성이 증대됨으로써 절삭 상태의 실시간 감시 및 이상 현상 자동 제어 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 CNC 공작기계에서 많이 이루어지고 있는 드릴 절삭 공정시 이송 모터 전류의 측정을 통해 공구에 걸리는 절삭 추력을 실시간으로 감지하고 이송속도의 제어를 통하여 절삭 추력을 일정하게 유지함으로써 공구의 과부하 및 파손을 사전에 방지하여 생산성을 높일 수 있는 시스템의 개발을 목적으로 한다. 이송모터 전류는 절삭 환경에 아무런 영향을 주지 않고 상용 주축 회전수에 관계없이 절삭력을 간접적으로 측정할 수 있는 장점이 있다. 이송모터 전류의 최대 자승평균값(rms value)과 절삭 추력사이에는 선형적인 관계가 있음을 규명하였고 이러한 선형성을 이용하여 절삭 추력을 실시간으로 간접 측정할 수 있는 가능성을 확인하였다. 현재 이송축의 마찰특성에 대한 해석을 수행하여 이송모터와 절삭추력의 선형식의 계수값들을 명확히 구해내는 연구가 진행되고 있다. 또한 간접적으로 측정한 절삭 추력이 상.하 한계치를 벗어날 경우 이송속도를 제어하여 일정한 절삭 추력이 유지될 수 있도록 하는 제어 알고리즘의 개발 및 이 알고리즘과 공작기계 사이의 인터페이스를 가능하게 하는 시스템의 구현을 위한 연구를 수행하고 있으며 이러한 연구를 통해 생산성의 효율적 제고를 거둘 수 있도록 한다.
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- 특허법인충정
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- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
신소재의 개박과 구조물의 경량화, 고기능화, 고신회성을 목적으로 재료의 성질이 서로 다른 비용접서 이종재료의 접착, 세라믹 / 금속 또는 수지/금 속의 접합, 복합재료의 접착, 납땜, 브레이징, IC패키지의 몰딩, 코팅 및 이종재료의 용접 등에 의한 사용이 각종 산업분야에 활동되고 있다. 이종재료의 접착, 접합시 두 재료가 만나는 계면이 존재하고 그 계면단은 재료의 성질 및 형상의 불연속으로 응력특이점이 되어 현저한 강도저하를 일으키거나 균열이 발생하고 진전하는 파괴의 기점이 예기치 않은 파국적인 파괴를 초래하는 경우가 많다. 이종재료의 접착, 접합구조재를 강도상 안전하게 사용하기 위해서는 이들 구조재에 대한 잔류응력의 해석 및 응력 특이성을 충분히 고려한 신뢰성이 높은 강도 평가 기술의 확립이 절실히 요망된다. 그러나 이종재료의 접합부에 대한 계면응력의 해석이 복잡, 난해하고, 실험해석이 용이하지 않으므로 효과적인 강도 평가가 이루어지지 못하고, 안전상 많은 문제점을 야기시키고 있다. 이러한 요망에 따라 본 연구실에서는 접착, 접합구조재에 대한 잔류응력 및 응력 특이성과 계면 파괴 역학 인자를 경계요소법의 응력해석용 프로세서를 사용하여 고정밀도로 해석하고, 실험해석 수법을 통한 파괴 기준의 설정과 정량적인 정적 및 피로 강도 평가 기술을 확립하여, 이들 구조재를 강도상 안전하게 사용하는 방법과 설계기준의 설정을 목표로 지속적인 연구를 수행하고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
물리학 > 기타 광학
레이저를 이용한 광간섭 계측기로부터 나오는 영상이미지는 종종 복잡한 간섭 띠무늬패턴(fringe pattern)으로 구성되어 있을뿐만 아니라 심한 잡음이 중첩되어 있어 단순한 이미지프로세싱 프로그램으로는 해석이 용이치 않으며 많은 수작업이 필요하다. 이러한 이유로 이제까지 실시간 해석이 요구되는 자동화 측정 및 검사에 널리 응용되지 못하고 있다. 현재 사용되고있는 해석 방법 중에는 간섭 띠무늬 추적, 위상 전이, 퓨리에 변환, 회기분석등이 있는데 이들 모두가 국부적인 영상 정보에만 의존하는 알고리즘적인 프로그램이기 때문에 잡음의 크기가 크거나 심하여서 간섭 띠무늬패턴이 왜곡될 경우 이를 처리 못하고 있다. 이러한 경우는 사실상 이미지프로세싱의 문제가 아니라 전체적인 간섭 띠무늬패턴을 다루어야 하는 이미지이해(image understanding)의 문제이다. 이를 위해서는 인공지능(artificial intelligence)과의 접목이 필요하며 인공지능 중에서도 전문가시스템이나 신경망회로가 적합하다. 잡음이 많은 광간섭 이미지 해석의 최적의 방법은 이미지 프로세싱으로 필터링, 영상분할 및 형상추출등으로 이미지를 향상시켜 인공지능 시스템의 입력데이타를 만들고 전문가시스템이나 신경망회로에서는 이미지프로세싱 단계에서 처리못한 잡음들을 제거하여 최종의 위상데이타 즉 실제적인 변위, 온도, 압력등의 값으로 얻어내는 것이다. 즉 알고리즘적인 이미지 프로세싱과 인공지능 시스템이 동시에 구현되는 고속 전이처리 (hybrid processing) 시스템의 개발이 필요하다. 본 광학 실험실에서는 이를 위한 패키지 프로그램을 개발해 놓고 있으며, 실제 상황에 따라 수정 및 친숙화(customization) 작업을 수행하고 있다.
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- 2000-04-29
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기계 > 가공기계 (L54)
미세드릴에 의한 구멍가공은 PCB기판, 미세노즐, 정밀 유공압부품, 광학 기기, 광통신부품등의 제조에 널리 쓰이고 있으며, 최근 기계부품의 소형화, 초정밀화 추세에 따라 그 적용범위와 중요성이 점점 커지고 있다. 일반적으로 직경이 1mm이하 를 미세드릴이라고 하는데, 이들 미세 드릴은 강성이 약하고 또 작업중 칩배출이 원활하지 못하기 때문에 가공중 파손이 쉽게 일어나며 그 결과 생산성이 크게 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 미세드릴 가공에서는 계단이송(step-feed)절삭방식을 이용하여 칩배출을 원활하게 하고 있으나 공작물의 재질에 따라 스텝량을 얼마로 할 것인지 정하기가 매우 어렵고, 더욱이 실제 가공에서 순간순간 변하는 절삭저항의 변화 등을 고려하지 않고 스텝량을 정하였을 때 드릴파손을 어느 정도 막을 수 있느냐 하는 의문이 제기 된다. 따라서 드릴파손을 최소화하면서 동시에 생산성이 높은 미세드릴 가공을 위해서는 절삭력을 측정하고 그 데이터에 근거해서 절삭이송과 스텝량을 제어하는 감시제어 기능이 필요하다. 본 연구에서는 고속회전(20,000∼100,000rpm)하는 주축의 회전속도 변동을 실시간에 측정해서 절삭력을 간접적으로 추정하고, 절삭력의 과다에 따라 이송량을 적절히 제어함으로써 드릴파손을 막고 생산성을 높일 수 있는 미세 구멍가공용 감시제어 시스템을 개발하였다. 주축의 회전속도 변동은 반사형 포토센서(reflective photo sensor)를 이용하여 검출하였다. 감시제어 시스템은 과부하나 드릴파손과 같은 이상상태를 검출하는 드릴링 상태 감시부(drilling state monitoring unit)와 이송 스텝량을 제어하는 적응 스텝이송 제어부(adaptive step-feed control unit)로 구성되어 있다. 감시제어를 행하지 않는 전통적인 미세드릴 가공과의 비교 평가실험 결과 개발된 시스템이 미세드릴의 파손을 방지하는데 아주 효과적이며 스텝이송 제어를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 알았다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
최근 자동차 업계를 중심으로 단섬유 보강 금속복합재료를 이용하여 자동차 부품을 대체하려는 연구가 진행중이다. 복합재료를 이용한 부품은 경량화에 따른 엔진출력 및 연비향상은 물론 피스톤 헤드부의 top ring을 crown부위에 가깝게 위치시킴으로써 배기가스를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이로 인해 구미 일본 등의 선진국에서는 이미 실용화되어 사용 중이며, 국내 자동차 업계에서도 엔진의 구동부품인 피스톤헤드 및 실린더 라이너 등에 적용시키려는 노력이 활발하게 진행되고 있다. 다양한 형상을 가진 자동차 부품을 금속복합재료로 대체하기 위해서는 다양한 형상을 가진 예비성형체의 제조가 필수적이며, 또한 양호한 예비성형체의 제조는 양호한 복합재료의 제조에 직접적으로 영향을 준다. 예비성형체는 SiC, 알루미나, 탄소 등의 보강재를 이용하여 제조하며 각각의 보강재를 이용한 예비성형체는 각각 다른 제조조건을 가진다. 양호한 예비성형체는 복합재료 제조시 변형이 없어야하며, 기지재와의 결합이 양호 해야하는 등의 몇 가지 조건이 있다. 본 연구실에서는 이러한 조건을 만족하는 예비성형체를 제조하여 양호한 금속복합재료의 제조에 성공하였으며, 나아가 예비성형체의 국산화와 저가 예비성형체의 개발에 노력을 기울이고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
본 연구에서는 기본적인 형상을 파라미터화하여 엔진 마운트의 형상을 최적화 하는 절차를 제안하였다. 현재 승용차에 널리 사용되고 있는 부시형(Bush type)엔진 마운트를 적용하고 설계 사양으로 주어지는 강성값과 각 파라미터의 조합으로 구성되는 형상이 갖는 강성값의 차이가 최소가 되도록 파라미터 값들을 최적화 하였다. 최적화된 파라미터 값들로 구성되는 형상을 내구 성능, 성형성 등을 고려하여 최종형상으로 결정한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
자동차 외판의 스탬핑 제작을 위한 금형의 형상을 설계함에 있어 지금까지는 거의 대부분의 경우에 범용 곡면 모델러을 사용해 왔는데 이로 인해 다음과 같은 한계성을 가질 수 밖에 없었다. 첫째, 일반적이고 제한적인 모델링기능 밖에는 제공하지 못함으로써 금형의 형상을 표현하는데 필요한 다양한 설계 조건을 충족시킬 수 없었으며 동시에 생성된 다수의 곡면 패치간에 만족되어야 할 부드러운 연속을 보장할 수 없었다. 둘째, 설계된 금형의 형상을 정량적으로 평가할 수 있는 기능이 존재하지 않아 결국 성형 결함을 실제 시험 성형 단계에서 제거 할 수 밖에 없었으므로 전체적으로 금형의 설계 및 제작 시간이 길어지는 결과를 가져왔다. 본 연구에서는 위와 같은 기존의 범용 시스템을 사용함으로써 발생하는 문제점들을 극복하기 위한 목적으로 자동차 외판의 스탬핑 제작용 금형의 최적 형상 설계를 위한 전용 CAD 시스템을 개발하였다. 본 금형 설계 시스템을 통해 금형의 구성 형상 요소인 제품면, 블랭크호울더면, 스템드로면, 드로비드면 등을 전용으로 모델링할 수 있는 기능을 개발하였다. 이 전용 모델링 기능을 통해 설계자의 최소 입력으로 곡면을 완전 자동으로 생성할 수 있게 되었으며 또한 생성된 곡면 패치 간에 연속성이 보장됨으로써 기존의 설계 과정에서 불가피했던 방대한 양의 수작업을 상당한 정도 제거할 수 있게 되었다. 또한 본 설계 시스템에서는 모델링 된 금형 형상을 정량적으로 평가 할 수 있는 평가 기능도 개발하였다. 이 평가 기능을 설계 단계에 적용하여 시험 성형 단계에서의 결함을 사전에 예측, 제거할 수 있게 됨으로써 설계의 신뢰성을 대폭 확보할 수 있게 되었으며, 결과적으로 기존의 시험 성형의 횟수를 줄여 전체 금형 설계 시간을 단축할 수 있게 되었다. 특히 본 연구에서는 설계자가 설정한 제품과 초기 변형 소재와의 상대적 위치를 결정하기 위해, 선정된 성형 조건들을 고려하여 최적화함으로써 블랭크 호울더에 대한 제품의 최적 성형방향을 자동으로 결정할 수 있게 되었다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
최근 들어 자동차의 외형설계나 이를 제작하기 위한 금형 등과 같이 복잡한 곡면 형상을 갖는 제품의 효율적인 가공 및 생산을 위하여, 설계 단계에서 상용 곡면 모델러를 도입하여 사용하는 것이 보편화 되어 있다. 이러한 상용 곡면 모델러에서는 곡선 및 곡면의 생성과 수정 기능을 제공하고 있는데, 그 결과로 생성된 곡선 및 곡면의 형상이 그 사용 목적에 적절히 부합될 수도 있지만, 대부분의 경우에는 생성된 곡선 및 곡면에 설계자가 원하지 않는 형상 결함이 나타날 수도 있다. 이러한 형상 결함의 발견을 위하여 곡면의 질을 평가하는 기능이 필요하게 되는데, 본 시스템에서는 반사매핑을 이용하여 곡면 평가 방법으로 유용하게 사용되는 반사선을 효율적으로 구현함과 동시에 곡면의 질을 향상시키는데 응용하였다. 본 시스템에서 사용하는 새로운 반사선 생성 방법은 주어진 곡면과 시선 위치에 대하여 곡면상에 투영되는 광원을 역으로 추적하여 계산상의 효율을 향상시켰으며, 반사맵을 참조하는 과정에서 실제 물리적인 반사 현상을 그대로 적용 함으로서 설계자가 반사선으로부터 곡면의 상태를 유추하기가 용이하도록 하였다. 또한 그 결과를 곡면의 질을 향상시키는 데에도 적용하여 곡면의 질의 개선 방향을 설계자가 원하는 방향으로 유도할 수 있도록 하였다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
현재 전세계적으로 생산되고 있는 승용차의 80%가 배출물 저감을 위하여 촉매변환기를 장착하고 있으며 점차 강화되는 배기규제와 전세계적으로 일어나고 있는 환경보호 의지를 만족시키기 위하여 현재 대부분의 자동차회사에서 촉매변환기의 최적설계를 위하여 노력하고 있다. 국내 자동차회사들은 그동안 고출력 고안전 차량에는 많은 연구와 노력을 해왔지만 배출물 저감에 대한 연구는 많지 않았다. 그러나 최근 들어 북미 및 유럽의 배출물 규제강화에 대응하기 위하여 촉매변환기의 최적화,희박연소 엔진 개발 등 많은 연구를 시도하고 있는 실정이다. 그러나 현재 거의 모든 배출물 정화는 촉매변환기에 의하여 이루어지고 있으므로 동일 엔진의 경우 배출물 정화능력은 바로 이 촉매변환기에 좌우된다고 할 수 있다. 이러한 추세에 발맞추어 본 연구는 전산 유체역학기법(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 촉매변환기 내의 3차원 유동특성을 분석하여 변환기 입구 확대부에 의해서 형성되는 유동현상을 예측하여 담체 내의 가스 유동분포와 균일도를 계산함으로써 저온활성화("light-off")시 문제가 되고 있는 국부적인 속도집중 현상을 방지함으로써 촉매변환기의 정화능력을 향상 시키고 국부적으로 발생하는 열응력을 완화시켜 수명을 연장시킬 수 있다. 또한 입구배기관의 형상에 따른 촉매변환기 내의 유동특성을 분석하여 배기관의 곡률 및 이음부의 비효율적 설계에 의한 유속의 편중현상이나 간섭 등이 담체 내를 흐르는 가스의 유속분포에 미치는 영향을 예측하여 촉매변환기를 포함한 배기계의 초기설계 시 많은 기초자료를 제공 할 수 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
자동차용 웨더스트립은 바람·비 등의 침입 방지와 글래스나 도어를 지지하는 역할과 함께 진동·소음을 절연하는 역할을 한다. 그러나, 웨더스트립의 복잡한 형상과 물질의 비선형 등이 웨더스트립의 설계와 해석을 어렵게 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석 프로그램을 사용하였고, 세가지 형식의 웨더스트립에 대한 해석을 수행하여 웨드스트립의 성능을 개선하고자 하였다. 변형 양상, 변위-반력 곡선, 응력 분포, 접촉 면적과 그 지점의 압력 등이 해석을 통해 얻어졌으며, 이러한 결과들을 바탕으로 수정 모델이 제안되었다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
최근 자동차엔진의 성능에 대한 연비경쟁과 배기공해가스의 규제 때문에 엔진사이클의 해석기술에 대한 중요도가 증가하고 있다. 엔진의 성능 및 배기가스는 흡기의 원활한 흡입으로부터, 연료공급 및 공기의 혼합에 인한 연소를 거쳐 배기에 이르는 과정에서 결정되기 때문에 엔진의 성능 및 배기공해가스를 향상시키기 위하여는, 이 과정들의 기본적 원리와 각 과정들의 상관관계에 관한 정확한 이해가 필수적이다. 본 연구과제에서는 엔진흡기관내의 유동장 해석에 의한 최적설계를 통하여 최대공기량이 균일하게 엔진에 흡입되는 과정과 엔진연소실내에서의 공기유동 및 연료분무를 고려한 연소현상을 모델링하고, 배기과정에 대한 해석을 통하여 엔진사이클을 완성함으로써, 주어진 엔진에 대한 작동상태 및 설계변경에 따르는 엔진의 성능 및 배기가스생성을 미리 예측함으로써, 설계시의 시간과 비용을 절약하고 새로이 개발되고있는 장치들의 실용적 효과를 검증하고 더 나아가 엔진기술발전에 기여하고자한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
노킹은 엔진의 효율을 저하시킬 뿐 아니라 피스톤과 같은 부품들을 손상시켜 엔진 수명을 저하시킨다. 노킹 현상은 엔진의 성능 및 수명에 직접적인 영향을 주는 중요한 요인이므로 이를 제어하기 위해서는 노킹을 정확히 측정 및 판단할 수 있는 기술 확보가 필요하다. 본 연구실에서는 설치가 간편한 가속도 센서와 마이크로폰 센서를 사용하여 노킹을 측정하고 노킹신호의 특성을 파악하여 적절한 해석방법을 연구하였다. 개발한 해석방법은 센서의 부착 위치에 의한 감도의 변화와 엔진운전조건에 따른 노킹판단 기준값 수정없이 노킹발생 유무 및 강도를 판단할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 압력센서로 측정한 값과 비슷한 신뢰성을 가지고 있다.
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- 특허법인충정
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
본 연구에서는 엔진 열시스템의 각 구성 요소들에 대한 열유동과 열전달 해석을 종합하여 해석프로그램을 작성하는 것이다. 그래서, 새로운 엔진개발을 하는 경우에 있어서 반복적인 시행착오를 줄여 개발기간과 경비를 단축하고 손쉽게 기본적인 냉각시스템의 성능을 예측할 수 있도록 하기 위하여, 기초 실험과 유동해석 결과를 기초로 하여 총괄적인 실제 실험을 하지 않고도 임의의 운전조건에 대한 새로운 엔진의 냉각시스템에 대하여 각 구성요소들의 열유동 특성을 예측, 해석할 수 있도록 하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구를 통하여 해석프로그램개발에 필요한 데이터베이스를 확보하고 이를 검증하기 위한 실험, 계측 방법을 취득하여 그 활용에 공헌하고자 한다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
자동차는 고속으로 도로를 주행한다는 점 때문에 자동차의 안전도는 운전자의 생명과 직결되어 있다. 따라서 긴급 주행상황에서의 자동차의 주행특성을 보다 정확하게 예측하기 위한 해석기술과 안정된 주행상태를 확보하기 위한 제어기술은 매우 중요하다고 말할 수 있다. 특히 최근에는 IVHS(Intelligent Vehicle/Highway System) 기술이 많은 주목을 받으면서 자동차의 고기능화가 추구되고 있기 때문에 그 필요성은 더욱 더 부각되고 있다. 따라서 본 연구과제에서는 자동차의 조향특성을 개선하기 위한 4륜조향(Four Wheel Steering) 제어기술, 자동차의 주행 용이성 및 안정성을 확보하기 위한 자동차의 횡방향 및 종방향 운동 제어기술, 그리고 자동차의 주행실험을 정확하고 안전하게 수행할 수 있는 평벨트형 차량동력계(Flat Belt Chassis Dynamometer) 기술과 관련된 내용을 다루었다. 지금까지 많은 4륜조향 시스템들이 고속주행시의 안정성과 저속주행시의 조종성을 향상시키기 위해서 개발되었고, 그 성과도 괄목할 만한 것이었다. 그러나 후륜조향각만을 능동제어하는 4륜조향 시스템들은 자동차의 주행속도가 빨라질수록 언더조향특성이 극심하게 나타나는 단점을 보여주었다. 본 연구과제에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 핸들조향속도를 고려한 4륜조향 제어기술, 좌 우측 타이어의 구동토크를 능동제어하는 DYC(Direct Yaw Moment Control) 시스템과 후륜조향각을 능동제어하는 4륜조향 시스템을 통합제어하는 방법, 그리고 모델추종제어(Model Following Control) 기법에 토대로 둔 요우속도의 피드백제어를 이용해서 전륜조향각과 후륜조향각을 모두 능동제어하는 완전능동형 4륜조향 제어방법 등을 개발하였다. 자동차의 횡방향 운동 제어기술과 관련해서는 슬라이딩 모드제어(Sliding Mode Control) 기법에 토대를 둔 위치추종제어(Point Following Control) 및 차량추종제어(Vehicle Following Control) 기술을 개발하였고, 종방향 운동 제어기술과 관련해서는 자동차의 추돌회피성능을 확보하기 위한 안전접근방식의 차량추종제어(Safe-Approach Vehicle Following Control) 기술을 개발하였다. 또한 본 연구과제에서는 차세대 차량동력계로서 많은 주목을 받고 있는 평벨트형 차량동력계의 구조설계 및 실시간 동적 시뮬레이션 기술, 차량동역학 해석기술, 그리고 강인제어 기술 등과 관련된 기반기술들을 개발하는 내용을 다루고 있다. 특히 평벨트형 차량동력계상에서의 J턴, 차선변경, 이중차선변경, 슬래럼, 정원주행 등과 같은 여러 가지 주행실험들과 함께 자동차의 제동 가속성능 평가가 가능하도록 하기 위한 평벨트형 차량동력계의 구동 알고리즘들을 개발하고 있다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
보건·의료 > 재활·복지기기
최근 경제발전에 따른 생활수준이 향상되면서 건강과 복지에 관심을 가지면서 재활의료용기구의 다양성 및 실용성이 요구되고 있다. 본 연구는 이에 부합하여 선천성 지체부자유 뿐만 아니라 후천적으로 발생한 뇌졸증 또는 교통사고등으로 인한 신체이상에 따른 재활이 급속도로 필요로 하고있으나 현재까지는 주의사람 또는 병원의 물리치료사에 의존하는 어려움이 있으며 비과학적이라 할 수 있는 이러한 여러문제를 해결하기 위하여 환자의 보행을 도울 수 있는 Mobile Robot을 개발하여 각각의 환자상태에 감성공학에 의한 인공지능기법을 적용하여 보행에 필요한 힘을 각 관절에 제공함으로서 다른 사람의 도움없이 재활할 수 있는 능력을 배양하는데 있다. 현재까지는 세계적으로 상품화된 것이 없으며 선진국에서도 개발중인 것으로 알고있으나 한 장소에 고정이 되어 있으며 또한 환자의 특성에 의존하지 않는 시스템이 개발되는 것으로 파악되고 있으므로 서둘러 개발하면 고부가가치의 재활기구로 평가되리라본다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
저온용 히트파이프는 적용되는 작동 온도의 범위가 -70℃에서 300℃의 범위에 속하는 것으로 일반 공조 및 냉난방, 전자기기의 냉각, 중온 범위의 폐열 회수, 태양열의 집열 등에서 효율적 열전달 요소로 사용될 수 있다. 무엇보다도 별도의 동력원이나 회전 부품이 없이 최고 구리의 수백 배에 달하는 열전도 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이는 기본 설계가 적합하게 이루어 져야 하고, 제작과정의 각종 경험적 인자가 잘 고려되어야 보장할 수 있다. 적용될 용도의 열부하와 작동온도를 고려하고 적절한 재료의 선택과 내부웍 구조의 설계와 선정을 체계적으로 진행하는 방법이 기본적으로 정립되어 있으며, 이는 특수한 목적에 따라 적절히 변경되어질 수 있다. 기본 설계와 성능 모사 예측은 제작에 선행되는 단계이다. 히트파이프의 제작은 가공, 세척, 진공 및 충전 그리고 밀봉 등의 각 단계에서 많은 경험적 요소를 가지고 있다. 이미 알려진 방법들을 바탕으로 제작비를 낮추면서 신뢰성은 향상시킬 수 있는 새로운 방법들이 절실하며 이러한 방법의 개발은 히트파이프의 실용화에 직결된다. 히트파이프 제작기술은 국내의 경우 상당부분 개선의 소지가 있으며, 아직 미개척 상태인 많은 응용 분야에 적용될 수 있다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
중합체 복합재료는 적층순서를 조절하여 비강도(Specific strength), 비강성(Specific modulus) 등의 기계적 성질을 기존의 듀랄루민 등의 소재보다 향상시킬 수 있어 스포츠용품, 우주·항공분야 뿐만 아니라 산업 전 분야에서 사용될 전망에 있으며, 또한 2000년대에는 민항기 동체에 사용될 가능성도 있다. 산업 전반의 부품으로 사용하기에는 최종제품으로의 가공이 필요하며, 특수가공방식인 Abrasive waterjet가공에 1차가공 후, 마무리 가공으로 다이아몬드(Plycrystalline diamond)공구에 의한 마무리 다듬질 가공방법이 필요하며, 공구의 형상 및 마멸특성에 관한 연구에 이어서, 최종적으로 가공성 평가에 관한 연구를 진행하였다. 다이아몬드공구에 의한 중합체 복합재료의 가공성 평가로 칩의 형성과정을 온라인으로 관찰할 수 있는 광학시스템과, 공구동력계로 절삭력을 측정 PC에 저장하는 절삭력시스템을 제작하였고, 표면형상을 전자현미경으로 관찰하고, 표면거칠기 측정장치에서 얻은 데이터를 디지털 신호로 전환하여 신호를 해석하여 가공성을 평가하였다. 다방향 복합재료는 135o 플라이에서 손상영역이 발생하므로 최소자승법보다 최빈도방법에 의한 거칠기곡선의 교정후 해석을 하였다. 칩 형성의 기구는 섬유강화 방향에 따라 차이가 있으며, 특히 0o양의 각도(45o), 90o, 음의 각도(135o)에 따라칩 형성과정이 뚜렷이 다르다. 관련된 연구로 온라인 광학계측 시스템의 구성, 공구동력계에 의한 절삭력 측정과 음향방출 측정장치에 의한 AE신호 측정 등 계측에 의한 상태감시, 및 표면거칠기 데이터의 A/D 변환 후 해석 및 평가가 가능하다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
싸이클론은 원심력을 이용하여 유체내의 입자를 분리하는 장치로서 구조가 단순하고 고온, 고압에 견딜 수 있는 장점 때문에 오래 전부터 산업현장에서 집진 장치로 널리 사용되어져 왔으나 일반적으로 원심력은 유동속도가 빠를수록 그리고 입자의 크기가 클수록 커지므로, 유동속도가 느리거나 작은 입자에 대해서는 집진 효율이 떨어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 전기집진기에서와 같이 내부에서 코로나 방전을 유도하고 동시에 강한 전기장을 형성시켜 원심력 이외에 전기력에 의한 집진 성능의 향상을 기대하는 전기싸이클론이 개발되었다. 전기장에 의한 집진 성능의 향상은 작은 입자에 대해 그 효과가 크며, 내부의 유동속도가 작아 입자의 잔류시간이 길어질수록 집진 효율이 커져, 일반적인 싸이클론의 단점을 보완하는 효과가 있다. 싸이클론의 내부 유동은 매우 복잡하고 강한 난류특성을 가지므로 해석에 많은 어려움이 있기 때문에 지금까지의 싸이클론 최적형상 설계는 대부분 실험에 의해 이루어졌으며, 기존의 효율 계산식들은 내부 유동과 입자의 운동을 단순화하여 집진 효율을 예측하였기 때문에 설계 도구로서는 부적합한 실정이다. 싸이클론의 정확한 집진 성능 예측을 위해서는 내부 유동은 물론, 입자의 관성효과를 고려한 입자의 운동 모사가 필요하며, 전기싸이클론의 경우에 입자의 하전 과정까지를 고려해야 한다. 이를 위해서는 라그랑지안 법을 이용한 입자궤적계산이 필수적이다. 본 연구에서는 전기싸이클론의 집진 성능을 예측하기 위해 내부유동장을 해석하고 코로나 방전에 의해 형성된 공간전하를 고려하여 내부의 전기장을 예측한 후 전기싸이클론내로 유입된 입자에 대해 하전과정을 고려하여 라그랑지안 방법으로 입자의 궤적을 계산하였고 이러한 결과들로부터 집진효율을 계산하였다. 직경 0.305 m 인 Stairmand의 고효율 싸이클론에 대해 집진 성능을 계산한 결과, 작은 크기의 입자에 대해 전기장에 의한 집진성능향상은 매우 크며, 인가된 전압이 커질수록 내부의 유동속도가 낮을 때 집진 효율이 더 커지는 것을 볼 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
물리학 > 기타 광학
어떤 물체에 외부 환경적으로 압력이나 열을 가감하게 되면, 그 물체는 구조적인 변형을 가진다.흔히 그러한 물체를 구성하는 물질의 탄성이나 점성을 측정하여 그 물질의 특성을 알아야 그 물체에 어떤 힘이나 열을 주며 형성되는 역학적 관계를 분석할 수 있는 것은 잘 알려진 사실이다. 주로 실용화되어 사용하는 측정 방법이 스트레인 게이지 방법이나 내열 격자를 이용하는 모아레법 정도이다. 그런데 새로운 재질들이 우주항공산업이나 원자력 압력용기 등의 매우 열악한 초고운 상태에서 사용되고자 하면서, 근래까지의 변위 측정 방법으로는 초고온 상태에서의 계측이 불가능해 졌다. 따라서 초고온 상태에서의 변위 또는 진동 측정 기술의 개발이 새로운 차원에서 재검토 되었고, 광학적인 빛의 간섭 현상을 과학적으로 응용하게 되었다. 최근에 그 새로운 광학기술들이 소개되고 있는 것이 주로 두 가지가 있는데 그 중 하나가 ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry, 전자반점 형상간섭법)으로서 레이저 광선이 광학적으로 거친 표면으로부터 반사될 때에 형성되는 매우 불규칙한 빛의 세기의 분포인 스패클을 분석함으로서 물체의 변형 또는 진동상태를 측정하는 간섭계이다. 변형과 진동의 측정은 그 자체로도 물성 측정의 기본이 되는 측정일 뿐만 아니라 회로기판, 타이어, 스피커 등과 같은 다양한 공산품의 품질 검사와 터빈 날개, 복합 판재 등과 같은 구조물의 결함검출과 같이 다양한 분야에 응용될 수 있는 측정이다. 레이저를 광원으로 하는 반점 간섭법과 사진법에서 얻어지는 정보는 Young 줄무늬같은 화상 자료로 나타난다. 측정하고자 하는 물체의 표면에서 반사 내지 산란되며 형성되는 반점들은 매우 불규칙한 분포를 가지면서도 어떤 일정한 형상의 분포를 표출시킨다. 이 연구의 주요 핵심은 이 화상화된 반점 형상을 어떤 방법으로 처리하여야 가장 분명한 화상 정보를 추출할 수 있는 가를 알아내는 것이다. 이와 같은 목표를 위해 위상 이동법이나 최적 화상 계측 기법 등이 연구 개발되고자 한다. 따라서 광학 응용 기술의 연구 발전으로 외국에 대한 기술적 우위를 확보하고, 나아가 산업 현장으로의 실용화를 위해 국가 정책적으로도 매우 시급한 연구 분야라 할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
최근에 전자, 반도체 재료 광학 재료 및 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 소재에 대한 표면 거칠기, 치수, 및 형상의 고정도화(High Precision and High Accuracy)와 더불어 가공 면의 고품위화(High Surface Integrety)의 요구가 급격히 높아지고 있다. 현재 상기의 용도로 사용되고 있는 각종 경취성 재료의 고능률, 고정도 가공과 관련하여 가장 효과적인 연삭법으로 평가되고 있는 연삭기술로는 금속결합재 다이아몬드 숫돌(Metal Bond Diamond Wheels)을 사용하는 전해드레싱(Electrolytic In-process Dressing: ELID)경면 연삭법을 들 수 있다. 본 연삭법에 의하면 실리콘, 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 재료는 물론 철강재료, 고분자 재료 등의 경면 연삭이 가능하며 또한 높은 제거 효율을 얻을 수 있다. 이때 도달가능한 표면 거칠기는 #4000 숫돌을 사용할 경우에 Rmax 40nm 전후이며 더욱 평활한 면을 얻고자 할 경우에는 #8000 숫돌이 적용된다. 이 기술은 현재 국내의 수 업체에서 실제 생산에 적용되어 긍정적인 평가를 받고 있으며, 다수의 현장에서 적용이 검토되고 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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