[첨단 헬로티] ‘지속 가능성’은 단순한 유행어가 아니며, 제조업체가 포장재에 인쇄하는 방식을 비롯하여 생산의 전면에서 중요한 요소이다. 지속 가능성, 프리미엄 및 편의성과 관련해 소비자의 요구가 더욱 다양해짐에 따라 제조업체들은 소비자의 수요에 발 맞춰 생산성을 극대화하기 위해 자체 프로세스를 검토해야 한다. 이를 달성하기 위해 더욱 효율적인 자본 설비에 대한 투자가 증가하고 있다. 북미 포장기계류제조협회(PMMI)의 포장기계 시장 영향 요인에 대한 2018년 세계 동향 보고서에 따르면, 포장기계 시장이 2016년 368억 달러에서 2021년에는 422억 달러로 급증할 것으로 예상된다. 라벨링, 장식 및 코딩 기계, 수직형/충진/밀폐 기계 및 수평형/충진/밀봉 기계 시장은 2016년부터 2021년까지 가장 높은 성장률을 보일 것으로 기대된다. 복합 연평균 성장률은 각각 3.0%, 3.1%, 3.2%에 달한다. 포장 인쇄 기술은 그중에서도 가장 중요한 목록이다. 그 이유는 비용을 절감하고 친환경적인 새로운 방법을 끊임없이 추구하는 제조업체에게 혜택을 제공하기 때문이다. 포장재 변화 포장재는 지속 가능한 인쇄 작업에 있어 고유한 문제를 가
[첨단 헬로티] 메모리칩은 반도체 부속품 중 주요 구성 성분으로 반도체 제품 구성 점유율이 20%에 달한다. 2017년 이래 전세계 반도체 수요는 지속적으로 증가하고 있는 추세이며 가격도 상승세를 유지하고 있다. 통계에 따르면 메모리칩의 가격 상승은 2018년 전 세계 메모리칩 시장규모가 기록을 경신한 853억 달러를 달성하는데 일조했다. 가격과 수요의 동시 상승에 따른 추진력으로 전 세계 메모리칩 시장규모는 2020년 1000억 달러를 돌파할 전망이다. 집적회로 제품 중 중국에서 가장 시장규모가 큰 분야는 메모리칩(30%), 전용 집적회로(28%), 아날로그 집적회로(17%) 순으로 차지하고 있다. 중국은 세계 전자제품의 제조기지로서 메모리 장치 제품 시장의 가장 큰 수요 시장이다. 그 외에도 빅데이터, 사물인터넷, 5G 산업 등의 발전과 새로운 유망산업의 끊임없는 출현에 따라 중국 메모리칩 수요는 더욱 확대되고 있는 추세다. 첸잔산업연구원(前瞻???究院)의 ‘2017-2022년 중국 메모리칩 시장수요 및 투자계획 분석 보고’에 따르면, 2016년 중국 메모리칩 시장규모는 2802억 위안(약 406억 달러)이며, 메모리칩 수요의 90%
[첨단 헬로티] Stack 메모리 펌웨어, RTOS 사용 등의 MCU 제어를 위한 소프트웨어 동작 중 데이터 영역의 메모리를 쓰고 지우면서 많은 활용을 한다. 이때 중요한 메모리 영역 중 하나로 스택(Stack)영역이 있다. 일반적으로 스택은 후입 선출(LIFO - Last In, First Out) 특성을 가지며 함수의 로컬 변수, 함수 파라미터, 함수 호출을 위한 리턴값, 브랜치 주소 등 동작에 중요한 데이터들이 쓰이고 지워지는 영역이다. 즉, 소프트웨어 동작에 반드시 필요한 메모리 영역이다. 스택 메모리는 중요한 만큼 철저한 관리 또한 필요하다. 사이즈를 너무 작게 설정하면, 동작 중 스택 메모리 영역을 넘어 사용하게 되는(스택 오버플로우) 동작에 문제가 생긴다. 반대로 사이즈를 너무 크게 잡은 경우, 스택 오버플로우 현상은 없지만 다른 데이터가 쓰여질 영역이 줄어들어 메모리 관리에 비효율적이다. 스택 영역의 정적, 동적인 방법으로 검사를 하고 모니터링을 한 후, 적합한 메모리 크기 설정 등 효과적이고 효율적으로 스택을 사용하길 바란다. Stack 사용량 정적 분석 작성된 소프트웨어 빌드 과정 중 링킹 과정에서 정적 분석 방법으로 스택의 최대 사용량을
[첨단 헬로티] 출력 전압을 빼내기 위해서는 트랜지스터의 베이스에 신호 전압 vi를 가해주면 베이스 전류 ib가 흘러 큰 신호로 증폭된 컬렉터 전류 ic (= hfeib)를 얻을 수 있다. 여기서 이 증폭된 신호를 밖으로 빼내려면 부하 저항 RL을 컬렉터에 직렬로 넣어, 이 저항에 생기는 전압 vo을 취하면 된다. 즉 전류를 전압으로 바꿔내는 것이다. [그림 1]의 회로는 기본 증폭 회로라로 말할 수 있는데, 동작 원리에서 알 수 있듯이 트랜지스터 각 부의 파형은 직류분의 합으로 되어 있다. [그림 2]는 그 모양을 나타낸 것이다. 여기서 주의할 점은 컬렉터 전류 IC와 컬렉터 전압(출력 전압) vo의 파형은 위상이 반전된다는 점이다. 이런 것에 대해 생각해 보자. ▲ 그림 1. 신호 전압 vi와 출력 전압 vo 베이스 전류(입력 전압) ▲ 그림 2. 각부의 전압·전류 파형 IC와 vo는 왜 반전 되는가 우선, [그림 1]의 회로에서 직류분만을 주목한다면, 베이스측의 바이어스 전압 VB에 의해 컬렉터 측에 흐르는 전류 IC는 항상 일정한 크기의 전류가 흐르게 된다. 이 때 컬렉터 전압 vo는 직류 전류 IC에 의한 전압 강하 RL IC 에 따라
[첨단 헬로티] 독일 울름 응용과학 대학의 서비스 로봇 연구소는 로봇 프로그래밍을 쉽게하기 위한 모듈화 방식의 소프트웨어 프레임워크를 개발하고 있다. 이 개발의 목적은 업체에 상관없이 사용할 수 있는 소프트웨어 컴포넌트를 제공하는 것이다. 예를 들어, 각기 다른 업체에서 내놓은 로봇 그립퍼를 갈아끼워서 플러그-앤-플레이로 새로운 로봇 솔루션을 빠르게 개발할 수 있다. 따라서 울름 대학의 연구팀은 고도로 확장성이 뛰어나고 표준화된 임베디드 컴퓨팅 하드웨어를 필요로 했기 때문에 콩가텍(Congatec) 제품을 선택했다. 오늘날 첨단 로봇은 매우 복잡한 구조로 되어 있으며 다수의 서브시스템으로 이뤄진다. 다수의 축과 구동 장치로 이루어진 머니퓰레이터(Manipulator)라고 하는 것을 사용하며, 그 끝에 Gtipper 시스템이나 측정 장치 같은 것을 장착할 수 있다. 움직임을 제어하고 물체 인식이나 위치 인식을 위해서 센서 시스템을 필요로 한다. 또 사람과 같은 공간에서 작업할 수 있는 자율적인 협업 로봇들이 등장함으로써 더 많은 기능과 빌딩 블록들이 추가되고 있다. 산업용 환경에서 안전한 인간-기계 상호작용이 가능한 이동형 로봇을 예로 들 수 있다. 또한 &l
날붙이를 교환할 때마나 밸런스를 잡는 것이 필요 밸런스 좋은 머시닝센터(MC)용 툴링은 많은 메리트를 낳는다. 특히 절삭공구 및 스핀들 수명 개선과 동시에 생산성 향상으로도 이어지는 것은 크게 주목해야 할 점이다. 원래 절삭 조건은 툴링(여기에서는 MC용으로 세트된 절삭공구와 툴홀더 조합의 호칭으로 한다)의 진동 정도와 밸런스가 정확하게 잡혀 있을 때에만 향상되는 것이다. 또한 밸런스에 관해서 말하면, 조정 부족보다는 과잉에 좋은 쪽이 아무런 불이익도 없는 것은 상상하기 어렵지 않다. 언밸런스는 불균일한 무게의 분배에 의해 회전 중에 발생한다. 이 때 회전 속도의 2승에 비례해 원심력이 발생한다. 즉 언밸런스량이 동일하면, 주축 회전이 2,000min-1일 때와 10,000min-1일 때에 25배의 원심력 차이가 발생한다. 그렇기 때문에 툴링의 언밸런스는 고속 가공에서 공구 중량이 크고 날붙이가 복잡한 형상을 하고 있는 경우에는 특히 마이너스 영향이 두드러지게 된다. 언밸런스에 기인하는 악영향의 하나로서 기계 주축에 대한 부하가 있다. 언밸런스에 의해 생기는 원심력은 주축 베어링을 상처 입히고, 지금까지의 동사 경험으로부터 보면 주축 수명을 반감시킨다. 이
카본 나노 튜브의 특징 카본 나노 튜브(CNT)는 1991년에 飯島澄男 박사에 의해 발견된 비교적 새로운 재료이다. CNT는 탄소 원자만으로 구성되는 섬유 상태 물질로, 그 직경은 대략 0.8~150nm이다. 탄소 원자만으로 구성되고, 또한 섬유 모양 물질인 탄소섬유(CF)의 직경은 수 μm 정도이기 때문에 CNT의 직경은 CF에 비해 상당히 작다. 그렇기 때문에 CNT는 매우 큰 비표면적을 가지는 재료이며, 그 범위는 대략 200·1,200m2/g이다(개구 CNT에서는 2,000m2/g을 넘는 값도 보고되어 있다). 탄소섬유와 CNT의 차이는 CF 중의 탄소 상태가 확실하게 정해져 있지 않은 것에 대해, CNT는 그라파이트를 통 모양으로 둥글게 한 구조이기 때문에 그 화학 구조가 명확하게 결정되어 있는 점이다. 그렇기 때문에 CNT는 CF와 달리 이상 상태에서는 (말단 부분을 제외) 모든 탄소 원자가 sp2 혼성궤도를 가지고 있다. 이것으로부터 CNT는 기계강도나 내열성(잘 산화되지 않고 공기가 없는 환경이라면 3,000℃ 정도에서도 견딜 수 있다), 열전도성(캐리어는 주로 포논)이 우수한 재료라고 생각된다. 또한 기본 구조가 그라파이트이
플라스틱 부재의 제조 분야에서 셀룰로오스 나노파이버(CNF)는 그 경량성이나 높은 기계적 강도로부터 플라스틱의 새로운 강도 보강재용 첨가제로서 기대되고 있다. 플라스틱은 원래 경량인데, 탄성률이 낮고 구조용 부재로서 사용하려고 하면 보강이 필요해진다. 기존 강도 보강재로서 유리파이버(GF), 탄소섬유 등의 섬유 상태 보강재가 사용되고 있는데, 100% 만족하고 있는 것은 아니다. 예를 들면 GF를 첨가한 수지를 성형하면, 성형기의 스크류나 금형의 마모를 촉진할 우려와 플라스틱 성형 부재의 표면성이 악화되는 등의 문제가 있다. 또한 탄소섬유는 열경화성 수지의 보강재로서 사용되기 시작하고 있지만, 열가소성 수지의 보강재로서는 코스트나 성형 수법에 문제가 있어 아직 보급에는 이르지 못하고 있다. CNF는 사이즈(직경 4~100nm, 길이 5μm 이상)가 작고 부드럽기 때문에 스크류나 금형의 마모도 적으며, 금형의 미세한 요철에 대한 전사성에도 영향을 미치지 않고 표면성 악화가 적은 것이 경량성이나 강도 보강성에 더해 기대되고 있다. 이러한 움직임 속에 CNF의 열가소성 수지에 대한 첨가 용도로서 특히 주목을 받고 있는 것이 플라스틱 발포체에 대한 응용이다.
최근 알루미늄이나 아연, 마그네슘 등의 다이캐스트 제품은 자동차 부품 이외에도 산업기기나 OA 기기 등에 널리 사용되고 있다. 또한 앞으로 경량화 요구가 더욱 높아질 것은 분명하며, 다이캐스트 제품의 박육화·복잡형상화와 고품질·저코스트의 양립이 필수라고 생각된다. 박육화나 고품질 확보를 위해서는 우수한 용탕 충전성의 확보와 가스 권입이나 블로홀의 저감이 문제가 된다. 그 수단으로서는 일반적으로는 고진공화나 초고속 사출화 등 주조기의 하이스펙화가 생각되는데, 반대로 주조기의 가격 상승이나 유지 관리비의 증대, 금형 수명의 저하 등에 의한 고코스트가 과제가 된다. 이 글에서는 앞에서 말한 과제를 해결할 수 있는 금형 기술로서 주목받고 있는, 토요다자동차(주) 등과 공동 개발한 획기적인 탕흐름성을 가지는 나노카본 재료를 이용한 다이캐스트 금형용 표면처리(이하 카본 코팅이라고 부른다) 기술에 대해 소개한다. 카본 코팅의 개요 카본 코팅(이하 CC라고 한다)은 카본 나노파이버와 풀러렌을 조합시킨 치밀한 카본 피막이다. 그림 1에 나노카본 재료의 사진과 모식도를 나타냈다. 카본 나노파이버는 가스 침류질화 처리의 과정에서 아세틸렌 가스를 넣음으로
인서트 성형은 플라스틱과는 이재질의 금속 부품 등(인서트 부품)을 금형 내에 세팅 후, 플라스틱을 충전해 성형품을 제작하기 때문에 특히 ①플라스틱의 성형 수축률(유동 방향, 유동 방향과 직각 방향), ②플라스틱과 이재질 부품의 선팽창계수 차이에 의한 인서트 성형 제품의 치수 정도에 대한 영향에 대해 유의해야 한다. 이번에는 인서트 성형의 종류·제품 적용 예, 인서트 성형 제품 개발 시의 유의점에 대해 해설한다. 인서트 성형의 종류·제품 적용 인서트 부품의 종류 등에 따라, 주로 다음과 같이 분류할 수 있다. 1. 금속(나사, 핀) 인서트 나사 인서트를 그림 1에, 핀 인서트를 그림 2, 그림 3에 예시한다. ▲ 그림 1. 나사 인서트 (모터 고정용) [출처 : ㈜아이전자공업] ▲ 그림 2. 핀 인서트 (광학 부품) [출처 : 일본전기(주)] ▲ 그림 3. 핀 인서트 단면 2. 후프 인서트 프레스 가공 완료의 박판 후프재를 사출성형기에 세팅한 금형 내에 끼우고 플라스틱을 충전해 성형하는 공법으로, 주로 커넥터 제품에서 사용된다. 세로형 성형기를 사용한 후프 인서트 성형 프로세스를 그림 4에, 성형품을 그림 5에 나
[첨단 헬로티] 과거에는 한가지의 기술이 잉태되고 마켓에서 성숙하게 되기까지는 많은 시간이 필요로 했다. 아마도 그러한 이유는 기술의 진보와 활용 측면에서 바라본다면 그 중간에 많은 진입 장벽들이 존재했고, 이 진입 장벽을 허무는 역할을 기업이 했으며, 기업이 소비자를 리드했기 때문이라고 생각된다. 하지만 지금의 기업 환경은 하나의 작은 실수도 용납되지 않는 완벽한 제품이 요구되고 있고, 기술의 발전이 더욱 빨라지면서 소비자의 눈높이는 더욱 높아져 가고 있다. 이러한 현실 속에서 IT 기술 중심에는 빅데이터와, 사물인터넷, 그리고 클라우드가 빠지지 않고 등장하고 있다. 위에 나열한 3가지의 기술은 어느 한 부분도 종속되는 부분이 아닌 독자적인 영역에서 더욱 발전할 것이라고 생각한다. 이 3가지 핵심 기술 요소의 미래에는 양자컴퓨터(Quantum Computer)가 있지 않을까 생각해 본다. ▲ IBM의 양자 컴퓨터 지난 1, 2회 기고에서는 클라우드로 양자컴퓨터를 활용해 사용할 수 있는 환경에 대해서 설명했다. 양자컴퓨팅에는 여러가지 방식들이 존재하는데, 그 중에서도 손쉽게 알고리즘 모델 프로그래밍이 가능한 해당 회사에서 제공하는 API(Application
[첨단 헬로티] 전기 화재 경보기, 열 감지기 등 최초의 연기 감지 장치는 1890년대에 발명됐다. 이 발명품들은 다년간에 걸쳐 향상돼 이온화식 및 광전식 연기 감지기와 같은 보다 정교한 설계로 발전했다. 현대에 들어 전자장치 덕분에 이러한 유형의 연기 감지기 설계는 간단하고 견고하며 비용 효율적으로 구현할 수 있게 됐다. 연기 감지기를 AC 전원으로 구동하는 경우, 일반적으로 9V의 백업 배터리가 들어간다. 따라서 이러한 감지기는 AC/DC 전원 크기를 줄이고 백업하는 동안 배터리 수명을 증가시키기 위해 절대적인 최저 전력소모를 갖도록 설계해야 한다. 이온화식 연기 감지기는 방사성 물질(주로 아메리슘-241)을 사용하여 공기를 이온화하는 방식으로 작동한다. 공기가 연기 감지기로 유입되면, 방사성 물질은 공기 분자를 양이온과 음이온으로 분리시킨다. 연기 감지기의 이온화 챔버는 양전극과 음전극을 포함하며, 그림 1에 챔버와 소스로 표시되어 있다. 양이온은 음의 전하를 띄는 소스에 끌리고, 음이온은 양의 전하를 띄는 챔버에 끌린다. 그림 1에서 보듯 이러한 끌어당김은 집전판에 전압을 발생시킨다. 연기 감지기에 유입되는 연기 입자는 이온화를 방해하여 집전판에 전압
[첨단 헬로티] 테스트 비용 90% 절감, 마쯔다 자동차 전기화 가속 "NI 테스트 플랫폼 및 에코 시스템을 활용해 HILS뿐만 아니라 로봇, 이미지 처리 시스템, 음성 합성 시스템, 노이즈 시뮬레이터, GPS 시뮬레이터를 성공적으로 개발했고, 이를 바탕으로 전자 부품용 통합 자동 테스트 시스템을 구축했다. 수반되는 수동 작업 및 결과 판단 등의 업무에 소요되는 시간이 모두 90% 가까이 단축되어 연간 수억 엔이 절감됐다" - 도모히코 아다치(Tomohiko Adachi) 마쯔다 모토(Mazda Motor Corporation) 수석 엔지니어 복잡해지는 테스트 환경에서 로직 및 견고성 평가 누구나 알고 있듯 차량에 내장되는 전자 장치의 수는 나날이 증가하고 있다. 전자 장치는 자동 앞 유리 와이퍼와 도어록뿐 아니라 이제 조명, 에어컨, 파워트레인, 인포테인먼트 및 심지어 다양한 종류의 안전 시스템을 포함한 많은 차량 구성 요소의 일부가 됐다. 초기 자동차에는 소량의 CPU만 장착돼 있었지만 요즘은 자동차 한 대에 탑재되는 CPU의 수만 100개에 이른다. 마쯔다(Mazda)의 '전자장치 테스트 및 연구 그룹(Electronics Testing and Rese
목차를 보고 “이 페이지는 건너뛰어야지”하는 독자도 있을 것이다. 하지만 옴의 법칙은 전기회로에서 기본 중의 기본이다. 옴의 법칙은 교과서에 「꼬마전구 등의 전기기구에 흐르는 전류는 그 양 끝에 가해진 전압에 비례한다. 이것을 옴의 법칙이라고 한다」고 적혀있다. 그러면 옴의 법칙으로 들어가서 전류를 I, 전압을 E, 비례정수를 K라고 하면 다음과 같이 표시된다. I = K × E 여기서 비례정수 K는 전류가 흐르기 어려움을 나타낸다. 따라서 위의 식을 변형해서 이라고 하면 다음의 식과 같다. E = RI R은 전류가 흐르기 어려움을 나타낸다는 점에서 R을 전기저항이라고 부르고 그 단위를 Ω(옴)으로 표시한다. 전류와 저항의 관계는 조건에 따라 다음과 같은 표현법을 사용할 수 있으므로 회로를 계산하는 목적에 맞게 구분해서 사용하면 편리하다. ① 전류계산 : 전압이 일정하면 전류는 저항에 반비례한다. ② 전압계산 : 전류가 일정하면 전압은 저항에 비례한다. 여기서 ①은 전지를 연결했을 때의 전류값 계산이다. ②는 전류를 흘렸을 때 저항의 양 끝에 나타나는 전압을 계산하는 내용인
문어발식 배선은 화재의 원인 전기 배선에서 어느 방에나 쓰이며 전기 기구를 사용하는데 필요한 것이 콘센트이다. 콘센트는 전기의 출입구로, 일의 능률과 쾌적한 전기 생활에 필수적인 수단이다. 콘센트가 부족하다고 해서 [그림 1]과 같이 테이블탭에서 많은 전기 기구를 동시에 쓰지 않도록 하자. 이것을 문어발식 배선이라 하며, 이와 같은 무리한 사용 방법은 화재의 원인이 된다. ▲ 그림 1. 테이블탭의 문어발식 배선(예) 코드에 흐르는 전류 계산 방법 테이블탭에 연결된 각각의 전기 기구에 흐르는 전류를 계산한 것이 [표 1]이다. 소비 전력이란 사용한 전압과 전류의 곱이므로, 사용 전압 100볼트로 소비 전력을 나누면 각각의 전기 기구에 흐르는 전류를 구할 수 있다. 따라서 코드에는 이들의 합계 전류인 26암페어가 흐른 것이 된다. ▲ 표 1. 코드에는 통과시킬 수 있는 전류가 정해져 있는데, 이것을 허용 전류라 한다. [표 2]를 보면 일반적으로 사용되는 비닐 코드의 공칭 단면적 0.75mm²에서 허용 전류는 7암페어, 1.25mm²에서 12암페어다. ▲ 표 2. 비닐 코드의 허용 전류 (예) 그러므로 2~3개의 콘센트를 가진 1개의 테이블탭에
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