[첨단 헬로티] 니시 코헤이 (西 航平), 사와자키 타카시 (澤崎 隆) ㈜소딕 1. 서론 최근 고정도 금형의 수요 증가에 동반해 안정된 가공 정도나 제조 공정 단기화 등의 요구에 의해 와이어 방전가공기의 성능 향상이 요구되고 있다. 이와 같은 상황에 근거해, 이 글에서는 가공액을 인자로 하는 와이어 방전가공기의 최신 성능과 피치 가공 정도의 향상을 가져오는 여러 가지 최신 기술에 대해 소개한다. 2. 오일 와이어 방전가공기의 우위성 와이어 방전가공기에는 가공액의 종류로서 물과 오일이 존재한다. 각각의 가공액에는 다른 특징이 있으며, 원하는 정도나 가공 속도에 따라 적절하게 구분 사용하는 것이 품질과 생산 스피드 향상으로 이어진다. 여기에서는 가공액으로 오일을 사용한 경우의 메리트를 소개한다. 제품의 소형․경량․고기능화에 의해 금형에는 한층 더 미세․고정도화와 내구성 향상이 요구되고 있으며, 초경합금을 사용하는 금형이 증가하고 있다. 오일가공에서는 녹이나 전해 부식이 발생하지 않기 때문에 초경합금의 코발트 용출을 방지할 수 있고, 또한 방전 갭이 좁기 때문에 고정도화를 예상할 수 있다. 초경합금의 면조도가 조밀한 영역에서는 동사
[첨단 헬로티] 이즈미카와 타츠야(泉川 達哉), 마츠모토 유키노리(松本 幸札) 오키나와현 공업기술센터 킨죠 세이준(金城 盛順) 모노츠쿠리 네트워크 오키나와 나카무라 카츠아키(中村 克昭), 코레사와 히로시(是澤 宏之), 나라하라 히로유키(楢原 弘之) 큐슈공업대학 1. 서론 오키나와현 금형기술연구센터에서는 현 내의 공업계 교육기관에서 졸업하는 약 3,000명/연의 인재를 유효하게 활용하기 위해 2009년부터 인재육성사업을 계속하는 동시에, 우수한 이재를 구하는 기업의 유치를 추진하고 있다. 2012년에는 이러한 활동을 가속 및 발전시켜 가기 위해 오키나와현 공업기술센터가 찬조 회원으로 참여하는 (일반사단법인)모노츠쿠리 네트워크 오키나와(이하 mdn 오키나와)를 설립했다. 동 법인의 역할은 금형기술연구센터와 협조하면서 보다 자유도가 높은 활동, 실천적인 인재육성․연구 개발을 실시하는 것이다. 오키나와현은 혼슈와 아시아 주요 도시의 중간에 위치, 대규모 항공회사의 화물 허브 기지를 갖춘 공항이 있는 등 항공운수 액세스면에서 우위성이 있다. 현재 mnd 오키나와는 그 우위성을 활용해 다이캐스트 금형 등을 해외의 자동차 부품 메이커에 납품하게 되는 등 그 활
[첨단 헬로티] 야마자키 토모야 (山崎 友也), 세키 히로토모 (關 宏友) 도요타자동차(주) 1. 차량 경량화의 중요성과 알루미늄 다이캐스트 제품의 확대 지구 온난화를 배경으로 CO2 규제의 엄격화가 계속적으로 진행되어, 2030년에는 연료비로 38km/L까지 도달할 것으로 예상되고 있다. 따라서 계속된 자동차의 연비 향상 대응이 반드시 필요하다. 자동차의 연비 향상을 위해서는 동력의 고효율화와 차량의 경량화 양쪽이 필요하다. 특히 앞으로의 차량 동력의 전동화 시프트를 바라봤을 때에는 차량 경량화 대응이 중요하다. 다이캐스트는 복잡하고 경량의 제품을 저코스트로 제작할 수 있는 공법으로서, 기존 파워트레인을 중심으로 자동차 부품에 대한 적용이 추진되어 왔다. 또한 최근에는 그 특징을 살려 쇼타워 등 일부의 보디계 부품에도 채용 확대가 검토되고 있으며, 재료 대체(철강←알루미늄)에 의한 비강성 향상을 활용한 차량 경량화 실현에 대한 기대가 크다(그림 1). 단, 알루미늄 재료가 차량계 부품으로 확대되는 것에는 과제도 많고, 특히 다이캐스트 제품의 내부 결함에 의한 피로강도 저하는 장기간의 사용에 대한 신뢰성 확보가 요구되는 자동차 부품에서 치명적인 과제
[첨단 헬로티] 키노 하루키 (木野 晴喜) 三菱日立툴(주) 1. MOLDINO의 프라이드 동사는 새로운 브랜드 MOLDINO(몰디노)를 만들어, 보다 금형 제작에 공헌하는 공구 메이커로서 대응하고 있다. MOLDINO란 MOLD+DIE+INNOVATION을 결합시킨 동사 독자의 조어이다. 세상의 제조를 지원하고, 기술자의 지혜와 최신 기술이 융합됨으로써 창출되어 가는 새로운 금형들. 일본에서 제조를 하는 동사로서는 JAPAN 브랜드를 살리는 것이 제일의 사명이고, ‘금형의 미래를 바라보고 가공에 이노베이션을 하는 것’이 MOLDINO를 만든 동사의 프라이드이다. 2. 금형 제조의 과제 최근에는 고용 체계의 변화에 의해 금형 제조에도 새로운 대응이 요구되고 있다. 성수기에는 생산성을 향상시킬 필요가 있는데, 그 한편으로 가공기능자의 부족도 큰 문제가 되고 있다. 여기에서는 숙련기능자의 기술 계승뿐만 아니라, 동시에 인력절감화, 자동 가공 등을 구현화해 가야 한다는 과제도 발생한다. 금형의 크기나 종류에 따라서도 요구되는 항목은 여러 가지인데, 기존에는 없었던 새로운 기술과 대응력이 요구되고 있는 상황에 있다고 할 수 있다. 동사에서는 금형
[첨단 헬로티] 코이즈미 야스히로 (小泉 康浩), 츠치야 타카유키 (土屋 貴之), 스다 미츠아키(須田 充顯), 야마사키 유카리 (山﨑 友加里), 우에무라 켄스케 (植村 賢介) 新明和공업(주), 이토 요시로(伊藤 義郞) 아이택(주) 1. 서론 우리들은 플라스틱의 사출성형 금형이나 프레스 성형 금형의 성능 향상을 위해 하전 입자 빔(charged particle beam ; C-PB)을 조사, 주입함으로써 금형의 이형성 향상, 경도 상승, 표면 평활화 등이 가능한 것을 보여 왔다. 지금까지 스피노달 분해형 동합금에 대한 C(탄소) 원자 주입이나 STAVAX에 대한 N(질소) 원자 주입에 의한 표면 경도 향상, 이형성 향상을 보고했다. 또한 무전해 니켈도금 피복 정밀 금형의 Ar(아르곤) 이온 조사에 의한 나노오더의 표면 평활화에 대해서도 보고했다. 이번에는 그 후의 진전에 대해 보고한다. 2. 동합금에 대한 C 원자 주입 동합금계 금형은 광학계 수지와의 이형성이 우수하고, 높은 열전도성을 가지고 있기 때문에 플라스틱 제품의 제조에서 급격한 가열, 냉각에 의한 성형 사이클 단축을 기대할 수 있다. 그러나 표면 경도가 낮기 때문에 유리 섬유를 포함하는
[첨단 헬로티] 사토 신이치로 (佐藤 愼一郞), 아마노 토모코 (天野 友子) 淸水電設공업(주) 1. 서론 자동차의 경량화와 안전성을 높이기 위해 골격 부품의 고강도화가 추진되고 있다. 이 재료로서 고장력강(하이텐)이 적극적으로 이용되어 왔다. 이것에 동반해 가공하는 프레스 금형도 고내구성을 요구받고, PVD 피막(코팅)을 비롯한 표면처리는 보다 높은 막경도, 내열성, 밀착성을 요구받아 왔다. ZERO-Ⅰ(제로원) 코팅은 경도, 내열성을 높인 PVD 피막으로, 금형의 메인티넌스 빈도를 억제해 금형의 재료비 절감에 공헌해 왔다. 금형 수명을 향상시키는 인자로서 막경도와 내열성을 들 수 있는데, 기존의 막 종류로는 한계가 되고 있다. 최근 금형 장수명화를 위해 마찰마모 특성을 향상시킨 PVD 피막이 주목을 받고 있다. 이 글에서는 PVD 피막이 하이텐 재료에 대해 어떠한 마찰마모 특성을 미치는가 기초실험을 해 금형용 PVD 피막의 마찰마모 특성에 대해 검토했다. 2. 실험 개요 마찰마모 특성을 평가하기 위해 볼온디스크 시험기(CSM사제, TRIBO-X)를 이용했다. 마찰계수에 영향을 미치는 것은 접촉면의 재질, 기름 등의 윤활제 유무, 표면 조도를 들 수 있다.
[첨단 헬로티] 온간단조에서 금형 수명 N배화 쇼지 타츠야 (庄司 辰也), 코세키 슈호 (小關 秀峰) 日立금속(주) 하야시 나오키 (林 直樹), 스즈키 요시카즈 (鈴木 禎和), 오토모 토루 (大友 貫) 도요타자동차(주) 이케다 노부히로 (池田 修啓) 大同화학공업(주) 오기스 타카시 (荻巢 高志) 우메토쿠(주) 1. 서론 단조 금형의 과반을 점하는 온열간 단조용 금형비의 저감책으로서 금형재의 특성을 최대한으로 활용하기 위해 형타 시의 윤활 상태 최적화에 착안, 이를 위한 형타 조건, 표면처리, 윤활제를 찾아내 수명 향상 및 안정화를 도모하는 대응을 도요타자동차를 중심으로 관련 기업이 참여하는 ‘단조 금형 수명 N배 프로젝트’로서 발족시켰다(이하 N배 프로젝트). 이 글에서는 온간단조로 성형되는 등속 조인트의 튤립 펀치(이하 CVJ 펀치)에 대한 대응 내용과 성과를 소개한다. 2. 단조 금형 수명 N배 프로젝트에 대해서 N배 프로젝트는 압도적인 형수명을 달성하기 위해 손상 메커니즘의 해석을 통해 양품 조건을 확립․유지하는 목적 하에, 아래에 나타낸 3스텝으로 추진했다. STEP 1 : 성형하중의 저감 (쉬운 성형으로 금형에 대한
[첨단 헬로티] 이토 코이치 (伊藤 公一), 반쇼 히데유키 (番匠 秀行) 富士다이스(주) 1. 서론 냉간단조에 의해 자동차 부품을 비롯해 많은 제품이나 부품이 생산되고 있다. 최근에는 보다 복잡한 형상으로 고정도 부품에 대한 적용이 많아지고, 금형에 대한 부담도 커지는 경향에 있다. 이것에 동반해 금형의 장수명화가 과제가 되고 있다. 동사는 분석․해석, 금형 구조, 생산 기술, 재료 개발의 4가지로, 냉간단조용 금형의 장수명화에 대응하고 있다. 이 글에서는 CAE 해석을 활용한 불량 원인의 파악과 개선 효과의 확인 및 초경합금의 최적 선택에 의해 수명이 8배로 향상된 금형 수명 개선의 대응 사례를 소개한다. 2. 금형 장수명화 대응의 내용 금형 수명의 개선은 전방 압출에 의해 치형 형상을 성형하는 초경제의 냉간단조 금형으로 했다. 수명 형태는 그림 1에 나타낸 치형 도입부의 대경부 균열이며, 금형 수명은 30,000숏이었다. 닙 재종은 TAS 규격 VM-50 상당의 동사 초경의 D60재를 사용했다. D60재의 주된 물성값을 표 1에 나타냈다. 금형 수명의 개선 목표는 150,000숏으로 설정했다. 3. CAE 해석에 의한 최대 주응력 상태의 확인
[첨단 헬로티] 임베디드시스템의 소프트웨어를 개발할 때 함수 또는 변수를 특정 위치에 위치시켜야만 하는 경우가 많다. 기능 구현을 위해 함수가 특정 위치에 고정시키거나 저장된 코드의 유효성을 확인하기 위한 이유로 코드나 변수를 특정 위치에 고정시킨다. 이러한 경우 개발도구의 기능을 최대한 활용하면 좀 더 쉽고 효율적으로 메모리관리가 가능하다. IAR 임베디드 워크벤치(IAREmbedded Workbench)는 다양한 방법으로 함수 또는 데이터를 특정 메모리 위치에 위치시킬 수 있다. 본 글에서는 메모리를 가장 효율적으로 사용하는 방법을 설명하겠다. 변수를 특정 메모리 위치로 지정하기 변수를 특정 메모리에 위치시키기 위해 @ 키워드와 #pragma location 명령을 사용한다. 해당 키워드, 명령으로 전역변수, Static 변수를 절대 주소로 위치를 고정할 수 있다. 우선 @ 키워드를 사용하는 방법은 간단하다. 다음의 예처럼 변수 선언문에 @ (address or section) 형태로 키워드를 추가하면 된다. (@ 명령 다음 “메모리 섹션” 형태의 구문도 사용 가능하다) 빌드 후 Linker map 파일에서 변수가 배치된 위치를 확인
[첨단 헬로티] ▲자료: UM2 전원 어댑터의 사용은 휴대용 기기 분야에서 심각한 문제였다. 전원 어댑터의 크기와 효율성 수준, 출력 부족 문제는 지원하는 기기의 폼팩터 크기를 줄이는 데 방해가 돼 이동성을 저하시켰다. 현재 USB PD는 단일 케이블을 통해 데이터와 함께 최대 100W의 전력을 공급한다. 이러한 편리함 덕분에 USB PD는 중소형 휴대용 기기의 충전 방식으로 선호되고 있다. 그러나 최근 수요가 증가하는 급속 충전에 있어서는 비효율적이며 비용이 많이 들고 이동성이 떨어진다. 또한 보다 높은 전력에서 다양한 출력 전압을 제공해야 한다는 점은 USB PD 구현을 어렵게 한다. 질화갈륨(GaN) 전원 기기와 같은 와이드 밴드갭(WBG) 반도체를 사용하는 것은 어댑터 효율을 개선하고 크기를 줄일 수 있는 한 가지 잠재적 방법이지만, 이는 업계에서는 새로이 떠오르는 기술로 실제 적용하기에 비교적 비용이 많이 드는 편이다. 따라서 이에 대한 대안으로, 액티브 클램프 플라이백(Active Clamp Fly-back)과 같은 토폴로지 개선은 Super Junction MOSFET과 같은 검증된 기술을 그대로 활용하면서 어댑터 설계 기술을 계속해서 발전시킬
[첨단 헬로티] 왜 그렇게도 중소기업의 ERP와 MES가 성공하기 어려운가 중소기업에 있어 스마트공장 구축이 왜 어려운 지에 대해 알아보고, 성공 전략을 몇가지 추천한다. 1. 프롤로그 필자는 2015년부터 4년간 충청권 기업성장지원센터에서 중소기업을 대상으로 컨설팅을 수행하였는데, 그 중 스마트공장 컨설팅을 가장 많이 하였기 때문에 중소기업의 스마트공장 구축(구현)이 너무나도 힘들다는 것을 누구보다 더 잘 알고있다. 10곳 중 9곳 이상이 실패였다. 이렇게 말하면 거의 빠짐없이 오는 질문은 무엇이 실패이고 어디까지가 성공이냐고 묻는다. 이에 대한 대답은 이 글을 끝까지 읽으면 이해하게 될 것이다. 2. 스마트공장이란? 먼저 스마트공장이 무엇인지부터 잠시 살펴보면 얘기가 복잡해진다. 많이 스마트한 공장이 있고, 조금 스마트한 공장도 있다. 우리는 첨단을 의미할 때 ‘smart’라는 단어를 잘 붙인다. smart city, smart watch, smart farm 등. 외국에서는 smart city 보다는 digital city라는 단어를 더 자주 사용한다. 스마트공장이란 단어도 우리나라에서는 이 단어만 사용하지만 외국에서는 디지털 팩토
[첨단 헬로티] 머신비전산업에서 인공지능 기술(머신러닝, 딥러닝)이 빠르게 확산되고 있다. 인공지능 기술을 통해 기존의 컴퓨터비전 기술로는 어려웠던 검사가 가능해질 뿐만 아니라 ‘데이터의 자기 학습’으로 보다 빠르고 쉬우며 신뢰성과 유연성을 갖춘 머신비전 검사가 가능해졌다. 이에 따라 자연스럽게 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 대표적인 머신비전 전문업체인 라온피플은 ‘LAON PEOPLE’s 머신러닝 아카데미’를 통해 인공지능의 대표적인 기술인 머신러닝 기술에 대해 연재한다. CNN(Convolutional Neural Network) – "GoogLeNet (part1)" 2014년 ILSVRC는 구글의 GoogLeNet이 차지하였고, 아주 근소한 차이로 옥스퍼드 대학교의 VGGNet이 2위를 차지한다. 그런데 여기서 주목해야 할 것은 2014년부터 CNN의 구조에 큰 변화가 나타나기 시작한다는 점이다. AlexNet이나 ZFNet 그리고 원조격인 LeNet5는 2014년 구조에 비하면 아주 단순한 편이며, 전형적인 형태를 취하고 있고, 망의 깊이도 10 layer 미만이다.
[첨단 헬로티] 개인 맞춤화에 초점을 맞춘 AI 기반의 제어 비즈니스모델 해외 사례들 등장 1. 들어가면서 2019년에 들어서면서 필자는 에너지 데이터 수집과 공유, 활용에 더 초점을 두고 에너지산업 비즈니스모델의 확장 가능성들을 탐색하기 시작했으며, 에너지의 생산, 거래, 소비 영역 중에서 먼저 소비 효율 부문의 비즈니스모델 사례들을 발굴하고자 한다. 이의 기반이 되는 논거는 그림 1에서 보듯이, 하버드비즈니스리뷰 논문에서 제시된‘스마트 커넥티드 프로덕트(Smart, Connected Products; 이하 SCP)’의 4대 역량이다. 그림 1. SCP 역량 4단계: 모니터링-제어-최적화-자율<출처: Porter & Hippelmann (2014); 송민정(2017.7) 재인용> 지난 호에서는 첫 번째 역량인 모니터링(Monitoring) 단계의 서비스 가능성과 현황에 대해 논의하였는데, 이번 호에서는 두 번째 역량인 제어(Control) 단계에서의 서비스 가능성과 현황을 살펴보고자 한다. 제어 단계에서는 사물인터넷(Internet of Things; 이하 IoT) 제품이 탑재된 클라우드에서 소프트웨어가 IoT 제품
[첨단 헬로티] 네트워크 레귤레이터 이용한 보안기술, IoT 기반 접촉탐지 센서 이용한 보안기술 주목 Ⅰ. 서언 다양한 환경에서 지능형 스마트 디바이스들이 대중화되면서 장치 및 네트워크 관리에 여러 가지 문제점들이 나타나고 있다. 각 장치는 고유한(검증된) 인터페이스를 통해 네트워크 연결 설정이 이루어지고 있다. 그렇지만 많은 기기들이 malware(malicious software : 악성 소프트웨어)와 같은 보안위협 요인에 노출되어 있다. 특히 스마트폰에 종속된 제어구조를 갖는 웨어러블 기기의 경우 기기의 효율적인 관리를 보장할 수 있는 확실한 제어플랫폼이 요구되고 있다. 특히 최근 들어 IoT 네트워크를 통해 다양한 클라이언트들(스마트폰, 스마트워치, TV(IPTV/스마트TV), 멀티미디어 장치, 게임콘솔, 홈 어플라이언스, u-홈 센서 등)이 연결되면서 이들에 대한 보안 위협요인도 급증하고 있다. 이에 멀웨어의 침입(공격) 경로를 탐지하여 기기의 통신보호 기능을 강화시킬 수 있는 보안 플랫폼이 필요하다. 이에 VPN(Virtual Private Network : 가상 사설통신망)을 이용한 보안서버를 통해 각 디바이스의 보안기능을 유지할 수 있는 시스템
[첨단 헬로티] 머신비전산업에서 인공지능 기술(머신러닝, 딥러닝)이 빠르게 확산되고 있다. 인공지능 기술을 통해 기존의 컴퓨터비전 기술로는 어려웠던 검사가 가능해질 뿐만 아니라 ‘데이터의 자기 학습’으로 보다 빠르고 쉬우며 신뢰성과 유연성을 갖춘 머신비전 검사가 가능해졌다. 이에 따라 자연스럽게 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 대표적인 머신비전 전문업체인 라온피플은 ‘LAON PEOPLE’s 머신러닝 아카데미’를 통해 인공지능의 대표적인 기술인 머신러닝 기술에 대해 연재한다. AlexNet 대 ZFNet 앞서 살펴본 AlexNet의 구조는 그림과 같다. AlexNet은 2개의 GPU를 활용하는 구조를 취하고 있으며, 필요에 따라 inter-GPU/intra-GPU 통신 구조를 취하고 있다. Zeiler는 Visualization 기법을 활용하여, AlexNet의 구조의 문제점을 지적한다. AlexNet 설계자들은 2개의 GPU에 구현하면서 많은 고민을 했을 것이라 생각되지만, 결국 Zeiler에 의해서 그들의 구조가 최적이 아니었음이 증명이 된다. 위 그림2의 (b)와 (d)는 AlexN