안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 커피 기계는 어떤 원리로 커피를 만드는건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인 캡슐 커피 머신 에 관련해서 질문하신 것으로 이해하고 설명 드립니다.커피 머신의 장치, 작동 원리, 커피 양조 과정은 매우 복잡하지만,일반적으로, 모든 모델에 동일 거의 비슷한 원리로 동작합니다.1, 장치 뒷면의 탱크에 물을 붓습니다.2, 머신에 캡슐을 넣고 투입구를 닫으면 캡슐에 물이 통과할 크기의 구멍이 뚫리며 캡슐이 머신에 고정됩니다.3, 머신을 작동 시켜면 외부의 물탱크와 연결된 내부 펌프가 물을 머신으로 끌어 들입니다4, 여기서 물은 서머블록 이라는 보일러를 이동하여 순식간에 고온으로 끓여 집니다. 고압의 뜨거운 물이 커피 추출부에 도달하여 머신에 결착된 캡슐에 도착합니다5, 캡슐 안에 고압으로 뭉쳐있는 원두가루를 적시고 지나가는 과정에서 압력이 발생하고 이과정에서 에스프레소 처럼 진한 커피가 추춥됩니다.이 과정은1970년대 ' 네슬레 ' 직원이 이탈리아 여행 도중, 피스톤 방식 에스프레소 머신기 커피에공기를 주입하는 것을 보고, 압력/ 공기가 커피 풍미를 극대화하는 관계가 있다 생각하고,캡슐안에 원두가루를 넣고 압력을 증가시켜 커피를 추출하는커피머신기를 개발했었습니다.그런 과정으로 거의 모든 메이커의 머신기가 작동한다 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 로봇공학과를 나오게 되면 연구소나 이런곳으로 취업을 하는건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.로봇공학과는기계공학, 전기전자공학, 컴퓨터공학, 인공지능학 등이 통합된 학문으로로봇공학을 전공하지않아도 위의 열거된 학과에서 로봇공학과 관련된 과목을 접할 수 있긴 합니다만그래도 로봇이 추구방향이라면로봇에 중점을 둔 로봇공학과과 가장 적합하다 하겠습니다.로봇공학과 졸업 후 진출 경로를 열거해보면1, 산업용 로봇 제작 회사- 자동차, 전자, 제조 등 다양한 산업 현장에서 사용되는 로봇을 설계하고 제작하는 회사에서 근무가능2, 서비스 로봇 개발 회사- 가정용 청소 로봇, 감시 및 보안 로봇, 의료 보조 로봇 등 생활 밀착형 서비스 로봇을 개발하는 기업에서 근무 가능3, 로봇 시스템 통합(SI) 기업- 여러 산업 현장에 맞춤형 로봇 솔루션을 제공하는, 시스템 통합 관련 업체에서 근무가능4. 연구소 및 대학- 로봇 관련 연구소나 대학에서 연구원 또는 교수로서, 로봇관련 기술 연구 및 강의통해 로봇기술 발전에 기여가능.5. 스타트업- 혁신적 아이디어 근간으로한, 새로운 로봇 기술을 개발하고 사업화하는 스타트업 창업 및 참여 가능6. 공공기관 및 국방- 정부 기관이나 국방 분야에 있어서, 로봇 활용 여러가지 프로젝트 및 계획에 연구/ 참여 가능정도로 간단히 정리 가능하겠습니다만4차 산업혁명이 진행됨에 따라 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT) 등과 결합된 로봇 기술의 수요가 증가하고 있기 때문에, 로봇공학과의 미래는 밝다고 예상됩니다.더군다나로봇 시스템의 설계, 제작, 운용, 유지보수 등의 토탈적인 과정에 걸쳐서전문성을 갖춘 인력이 아직은 부족하여, 많은 수요가 요구되므로 다양한 기회가 열려있습니다.
기계공학
Q. 차량용 점프하는 배터리가 있는데 이런 배터리관련도 기계쪽이라고 봐야 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.배터리는 4차혁명으로 대표되는 초연결시대를 견인하는 전원 기술로서 전 세계적인 관심과 함께 대한민국 12대 국가전략기술 중 하나로 그 중요성이 더욱 증가하고 있습니다. 특히, 전기자동차를 중심으로 배터리 관련 뉴스들이 거의 매일 보도되며, 배터리 산업이 새로운 혁명을 맞이하고 있습니다.전지 소재, 전지 설계, 전지 운용 분야에 대해 학문적 지식이 있어야하고기본적으로 전기관련 지식이 있어야 하며소재/재료 관련 지식이 있어야 하기에꼭 기계 쪽으로 본다기 보다는기계와 전기, 화학, 재료공학적 지식이 모두 융합된 분야라 하겠습니다.그래서 따로 관련학과로배터리 공학과가 많이 개설되고 있는 추세로 보입니다.
기계공학
Q. 3D 프린팅 기술 사용 범위에 대해서 궁금합니다
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.3D 프린팅 기술은다양한 재료를 사용하여 제품을 제작 가능합니다.이 다양성은 금속/ 플라스틱/ 세라믹/ 유기성 물질 등 다양한 재료 활용으로 제품제작이 가능함을 시사하는데요.다양한 산업 분야에서 응용가능하다는 가능성을 제시합니다.응용분야를 열거해 본다면1, 의료 맞춤형 의안, 치과용 임플란트 외에도 조직공학 및 생체 관련 재료 개발 등에도 활용됩니다. 더 나아가 인공 장기 및 조직을 3D 프린팅 기술로 만들어, 이식수술활용 분야에서 연구중입니다.2, 항공우주 분야부품 3D 프린팅 기술통한 엔진부품, 고압 산소밸브, 열도성 부품, 주조물 등 다양한 부품 제작에 응용되는데 기존 공정에선 불가능한 복잡한 형태까지 3D 프린팅 기술을 통해 상대적으로 빠르고 쉽게 제작가능합니다. 또한 금형제작과 달리 틀리면 바로 도면수정을 통한 재수정 생산이 가능합니다.3, 경량화 비행기 및 항공우주 분야에선 경량화가 매우 중요한 요소인데 경량호 구조물 통한 연비 향상 및 비행성능 향상효과를 얻습니다. 3D 프린팅 기술을 통한 복잡한 내구구조물을 더 용이하게 제작함으로써, 경량화가 가능합니다.4, 디자인 복잡하고도 새로운 형태의 부품/ 구조물 제작가능성으로 인해 혁신적 아이디어의 디자인 구현이 가능하게되어 효율적인 우주비행을 가능하게 합니다5, 시제품 및 실험 여러산업도 그러하나 특히 항공우주분야에선 많은 실험과 프로토타입 제작과정이 필요한데요. 3D 프린팅 기술을 통한 신속한 시제품 제작/ 실험 가능으로 , 연구개발 과정에서의 시간/비용 을 절약합니다.6, 유지보수/ 수리 여러 산업분야에서의 부품 고장발생 시 3D 프린팅 기술 통한 필요부품의 즉시 생산이 가능하기에 , 유지보수/수리 과정의 효율성을 증대시킵니다.7, 자동차 산업 자동차 엔진 부품에 있어서 기존기술로는 불가한 구조를 3D 프린팅 기술을 통해 경량화 및 디자인 개선부분에 기여하게 합니다.8, 건설분야 건축물 모형제작 부터 각종 건축 자재까지 다양하게 제작과정에 활용됩니다. 복잡한 건축 디자인 구현과 내부구조물 제작에 효율성을 배가 시킵니다. 연결부속이 필요없는 구조물도 제작하고, 외국에서는 이미 전용 대형 3D 프린터를 통한 건축물 제작도 이뤄지고 있는 실정입니다. 기존 건축시공 소요시간과 비교할 수 없는 속도와, 소요인력이 필요없는 효과를 보여줍니다.9, 패션 각종 악세사리 및 의 상 디자인과 제작에도 3D 프린팅 기술이 도입되는 실정인데 특히 맞춤형 의류/ 주얼리 제작에 활영되면서 디자이너 들의 창의성/ 혁신적/ 파격적 디자인 구현에 일조합니다.빠르고 효율적으로 적용 가능한 강점으로 인해이처럼 많은 분야에서 적용이 되고 있으며앞으로도 성능향상, 디자인혁신, 실험/유지보수 효율화 등 다양한 측면에서혁신적이고도 비약적인 발전을 보여줄 것으로 예상됩니다.간단히 3D 프린팅 기술 관련하여 열거하여 보았습니다
기계공학
Q. 프린터기 같은 경우는 오랫동안 사용 못하는 이유가 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.가격이 쌀 수록관련된 모든 부속들이 내구성이 상당히 좋지 않습니다.기본적으로 조잡한 제품일 수록관련 드라이버 충돌(프로그램) 문제도 많고가장 문제가 많은 게 잉크와 토너 문제인데요.장시간 사용을 안하고가끔씩 사용하는 경우가 많은 가정용 경우잉크나 토너가 굳어버리거나 소진된 경우가 많은데모르고 그냥 계속 가동을 해버리면고장 증세가 나타납니다.특히 노즐이 막혀버리는 경우가 많은데요그건 주기적으로 출력을 해주고 잉크나 토너 상태를 항상 체크해야하는 부분이기에사용자 관리 부분입니다.또한 용지 공급 부위의 롤러 고무 부분인데요고무흡착력으로 롤러를 돌려서 공급하는게마모에 의해 종이가 여러장씩 막 들어가면서 고장나는 경우입니다이건 할 수 없이 상태체크하면서 주기적으로 교환해야합니다.그리고 내부적으로 모든 동작이 일어나는 동작연결부위의기어 문제입니다이게 조잡하게 강성이 좋지않은 플라스틱으로 된 경우가 허다합니다.비싼것들은합금으로 제조되어 마모나 부식에 강하기에 정말 오래 쓸 수 있는데요..가정용으로 저가형들 경우 대부분 기어가 플라스틱입니다...오래 못가더라구요특히 장비 가동시 어차피 열 발생이 엄청난데그 열에대한 내성도 좋지않아 변형이 조금씩 발생하고그에 따른 기어맞물림이 좋지않음으로 인해누적되는 엊갈림에 따른 마모진행 가속으로결국 고장이 잘 납니다.정리하면주기적으로 관리를 안해줘서 고장나는 부분도 있겠으나가격에 따라 말씀대로 어느정도 기간이 지나면 결국 고장나는 정도의 내구성을 지녔다고 볼 수 있겠습니다.집에서 쓰는 프린터들 정말 고장 잘나죠..고장이외의 문제로 인한 부분은제조사에서 그만큼 내구도를 위한 소재적용에 힘써야할 부분으로 생각됩니다.