안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 기계 설계에서 기능성과 경제성을 동시에 고려하는 방법론에 대해..
기계 설계에서 기능성과 경제성을 동시에 고려하는 방법은 최적화 할 수 있는 기법을 활용하는 것입니다. 설계 초기 단계에서부터 성능 요구사항과 비용 제약을 동시에 고려하여 여러 대안을 평가하게 되고 이를 위해 설계 Tool과 시뮬레이션 도구를 사용해 디자인의 효율성을 검토하고 소재 선택과 제조 공정을 최적화하게 됩니다.예를 들면 자동차 산업에서 경량화를 위해 복합재료를 사용하면서도 강도를 유지하는 설계가 있고 이 경우에는 연비 향상과 제조 비용 절감을 동시에 달성할 수 있습니다. 또 다른 사례로는 3D 프린팅 기술을 활용한 부품 제작이 있습니다. 이 기술은 복잡한 형상을 쉽게 구현하면서 재료 낭비를 줄여 경제성을 높이게 되겠습니다.
Q. 스마트 재료가 기계 설계에서 중요한 역할을 하는 이유는 무엇인가요?
스마트 재료는 기계 설계에서 중요한 역할을 합니다. 이는 환경 변화에 적응하거나 특정 자극에 반응할 수 있는 특성을 가지고 있기 때문인데요. 이러한 재료는 성능 향상, 에너지 효율성 증대, 경량화 등을 가능하게 하여 설계의 유연성을 높입니다. 또한 센서 기술에서는 변형을 감지하는 압전 재료가 사용되어 실시간 모니터링이 가능하게 됩니다. 자동화 시스템에서는 온도에 따라 형태가 변하는 열가소성 재료가 활용되어 다양한 환경에서 최적의 성능을 발휘합니다. 의료 기기 분야에서는 체온에 반응하여 약물을 방출하는 시스템이 개발되어 환자의 상태에 맞춘 맞춤형 치료가 가능해집니다.
Q. 모든 기계에는 펌프가 들어가 있는 건가요?
모든 기계에 펌프가 들어있는 것은 아닙니다. 그래도 적용되는 건 유체를 이동시키거나 압력을 가할 필요가 있는 기계에는 주로 사용됩니다. 예를 들면 자동차에서는 연료 펌프가 연료를 엔진으로 공급하고, 오일 펌프는 엔진 오일을 순환시킵니다. 냉각 시스템에는 냉각수 펌프가 있어 열을 분산하고 공장에서 사용하는 기계에는 유압 펌프나 공기 펌프가 작동을 위한 압력을 제공합니다. 펌프는 기계 내 유체 흐름을 조절하고 작업 효율성을 높이기 위해 필수적입니다.
Q. 기계를 유지보수 하는 이유는 무엇이며, 어떤 부분이 중요할까요?
기계 유지보수는 기계의 성능과 수명을 연장하고 안전한 작업 환경을 보장하기 위해 가장 기본적이면서 필수적입니다. 정기적인 유지보수는 부품의 마모나 손상을 조기에 발견하여 큰 고장을 방지하고 비용 절감과 운영 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 유지보수에서 중요한 점은 마모 상태 점검, 윤활유 교체, 부품 청소 등이며 특히 안전 검사는 사고 예방을 위해 필수적입니다.
Q. 기계에 쓰는 윤활유의 역할은 무엇인가요?
윤활유는 기계 부품 사이의 마찰을 줄이고 마모를 방지하며 열을 분산시키는 역할을 합니다. 주요 특징으로는 점도가 적당하여 부드럽게 흐르고 열과 압력에 강한 내구성이 있어 부품 보호와 기계 효율 향상에 기여합니다. 윤활유를 사용하면 마찰로 인한 에너지 손실이 줄어들어 기계가 부드럽고 안정적으로 작동하며 부품 수명도 연장됩니다.