답변 내역

3D 프린터는 쉽게 말해서 잉크를 찍는 대신 플라스틱이나 금속을 한 층씩 쌓아서 물체를 만드는 방식으로 작동합니다. 가장 많이 쓰이는 방식이 FDM 방식은 녹인 필라멘트를 한 겹씩 쌓는 방식이고, SLA는 액체 수지를 빛으로 굳히는 방식, SLS는 분말을 레이저로 녹여 원하는 형상을 만드는 겁니다.이처럼 재료를 한 층씩 쌓는 적층식 제조 방식이라 일반 가공으로 만들기 어려운 복잡한 내부 구조도 제작할 수 있습니다. 그래서 시제품 제작은 물론이고 의료, 항공우주, 자동차, 치과 분야에서도 다양하게 활용되고 있습니다.

금속은 한 번에 원하는 모양과 성질을 모두 만들 수가 없습니다. 그래서 절단, 성형, 열처리 같은 여러 공정을 차례대로 거치는 것이에요.하나하나 살펴보면 먼저 절단을 하는데, 절단은 재료를 원하는 크기로 자르는 것이고, 성형은 모양을 만들며, 열처리는 강도와 경도, 그리고 인성을 높여주는 작업입니다. 연삭이나 연마는 표면을 갈아내면서 치수와 표면의 조도를 맞춰 정밀하게 마무리하는 공정입니다. 각 공정은 앞선 작업의 결과들을 보고 다음 단계의 품질을 개선하면서 최종 제품들의 성능과 내구성을 확보하기 위한 공정입니다.개인적으로 좋은 금속 제품은 좋은 재료도 중요하지만, 각 공정을 얼마나 정밀하게 수행하느냐도 품질에 큰 영향을 미친다고 생각합니다.

구체화 기술은 알긴산나트륨이라는 용액을 염화칼슘 용액에 떨어뜨리면서 칼슘이온이 알긴산 분자들을 서로 연결해 젤 막을 만드는 원리를 이용하는 요리기술입니다.이 반응은 방울의 표면부터 일어나기 때문에 겉은 말랑한 막이 생기는데, 안쪽은 액체 상태로 남아서 캐비어 같은 식감을 만들 수 있습니다. 이 막 자체는 식용으로도 안전하고, 분자요리에서 소스나 과일즙을 캡슐의 형태로 만드는 데 널리 활용되고 있는 방법이라고 알려져 있습니다.실제로 식품뿐 아니라 이 기술은 약물 전달과 바이오 소재 연구에도 활용이 되고 있다고 합니다.

자동차 서스펜션은 스프링과 쇼크 업소버가 함께 작동하게 됩니다. 그래서 노면 충격은줄이면서 차체의 흔들림은 억제하는 역할을 하죠.스프링을 너무 부드럽게 하다보면 승차감은 좋아질 수 있지만, 코너링이 안좋아지고, 너무 단단하면 안정성은 좋아질지 몰라도 충격이 그대로 전달되게 됩니다. 그래서 제조사들은 차량의 무게와 무게중심, 타이어 특성, 용도 등 다양한 것들을 고려해서 두 성능의 균형점을 찾도록 노력합니다.보통은 스포츠카는 안정성을, 가족용 세단 같은 것들은 승차감을 조금 더 중요하게 설계하는 경우들이 많습니다.

강화유리는 유리를 높은 온도까지 가열한 뒤, 표면을 빠르게 냉각시키는 과정을 거쳐서 만들어 집니다.이 과정에서 표면에는 강한 압축응력이 생기고 내부에는 인장응력이 생겨 외부 충격을 더 잘 견디게 만듭니다. 그래서 작은 충격으로는 쉽게 금이 가지 않고, 일반 유리보다도 3~5배 이상 높은 강도를 가지는 경우가 많습니다. 그리고 깨질때도 보면 날카로운 조각들이 아닌 작은알갱이처럼 부서져 다칠 위험을 줄여주기도 합니다.강화유리는 재료를 바꾼 것이 아닌, 물리적인 강화는 열처리만으로도 성능을 크게 높일 수 있는 대표적인 공학 기술이 들어갔다고 생각됩니다.

냉장고는 냉기를 만드는 것이 아닌, 내부의 열을 밖으로 빼내는 방식으로 차갑게 만드는 방식입니다.컴프레서라는 장치는 냉매를 높은 압력으로 압축하고, 뜨거워진 냉매는 뒤쪽에서 열을 내보낸 뒤 다시 액체가 되게 하는 장치입니다. 이 액체 냉매가 냉장고 안으로 들어오면서 갑자기 기체로 변화하게 되는데, 이러한 상변화 과정에서 주변의 열을 빼앗아 내부가 차가워지는 원리입니다. 그래서 냉장고 뒤쪽을 만져보셨을지 모르겠는데, 뒤쪽이 따뜻한 이유도 내부의 열을 밖으로 내보내고 있기 때문입니다.차가운 공기를 만드는게 아니고 열을 밖으로 옮기는 장치인 것이죠. 냉장고의 핵심은 컴프레서보다도 냉매가 압축과 팽창을 반복하면서 열을 이동시키는 원리에 있다고 생각하면 됩니다.

고어텍스는 눈에 보이지 않을 만큼 작은 구멍이 수없이 뚫려 있는 얇은 막을 이용해 방수와 투습을 동시에 구현하는 기능성 원단입니다.이 구멍은 빗방울보다 훨씬 작아서 액체 상태의 물은 통과를 못합니다만, 훨씬 작은 수증기 분자는 밖으로 빠져나갈 수 있도록 만들어져 있어요. 그래서 비는 막으면서도 몸에서 나온 땀은 수증기 형태로 배출되서 옷 안이 덜 답답하게 느껴지도록 만들어집니다. 소재 자체가 물을 잘 흡수하지도 않기 때문에 비를 오래 맞아도 방수 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 이 비유가 적절할 것 같은데, 모기는 못들어오지만 바람은 통하는 촘촘한 방충망 느낌이랄까요... 개인적으로 고어텍스가 오랫동안 아웃도어의 대표 소재로 인정받는 이유는 방수와 쾌적함이라는 두 가지를 동시에 만족시키는 기술 덕분이라고 생각합니다.

스테인리스가 녹에 강한 가장 큰 이유는 바로 크롬이라는 원소 때문입니다.크롬이라는 원소는 공기 중에서 산소와 반응해 표면에 아주 얇고 단단한 산화막을 만들어 냅니다. 이 막이 생성되면서 물과 산소가 내부 철까지 닿는 것 자체를 막아주는 것이에요. 만약 표면에 작은 흠집이 생겨도 크롬이 다시 산화막을 만들어서 보호하는 특성이 있어서 계속해서 막아줍니다. 여기에 니켈이나 몰리브덴 같은 원소를 추가하면 내식성이랑 강도도 향상되어서 바닷물이나 화학 공정에서도 사용이 가능합니다.스테인리스는 단순하게 녹이 안 스는 금속이라기 보다, 합금설계를 통해 스스로 표면을 보호하는 매우 스마트한 소재라고 생각합니다.

최근에는 반도체, AI, 배터리, 로봇, 방위 산업 같은 첨단 산업이 성장하면서 공학계열에 대한 관심도가 예전보다 높아진 것으로 생각됩니다.기업들이 관련 분야 인재들을 적극적으로 채용하면서 공대의 취업 전망이 좋아졌다는 인식들도 영향을 주고 있죠. 특히 최근 삼전닉스 같은 반도체의 초호황으로 인해 수많은 성과금이 예상되면서 더욱 그러한 것 같습니다. 그렇다고 해서 의사나 법조인 같은 전문직들의 선호도가 크게 낮아진 것은 아닙니다. 여전히 안정성과 높은 전문성 때문에 인기는 많습니다.개인적으로는 공학도로써 앞으로는 특정 직업 하나가 절대적으로 유리하기보다는, 변하는 기술을 배우고 꾸준히 성장할 수 있는 사람이 더 경쟁력을 갖게 될 것이라고 생각합니다.

만져보면 비슷하지만 고무와 실리콘은 재료 자체가 다릅니다. 고무는 보통 높은 열을 오래 받으면 쉽게 변형이 일어나거나 타는 반면에 실리콘은 열에는 고무보다 강해서 전자레인지나 오븐용 조리 도구로도 많이 사용되곤 합니다. 그리고 실리콘은 화학적으로도 안정적이기 때문에 냄새가 잘 배지도 않고 물이나 습기에도 강하기 때문에 주방이나 의료용 제품에도 많이 활용됩니다.고무도 장점이 있는데 탄성하고 마찰력이 좋아서 자동차 타이어나 벨트, 패킹처럼 충격을 흡수하거나 밀봉하는 용도로 많이 활용되곤 합니다.겉보기에는 비슷해도 쓰임새가 크게 다른 이유는 바로 열에 대한 내구성과 화학적 안정성의 차이라고 생각합니다.