안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 안녕하세요 제가 궁금한게 있는데요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자동차 튜닝 중에서도 랩핑만을 목적으로 하시는 지는 모르겠습니다랩핑 외에 다른 튜닝도 목적으로 하신다면여러 과가 있긴 합니다.일단 그중에서도 래핑 기술까지 있는 곳을 본다면오산대 자동차 튜닝과 정도가 있는데요자동차래핑, PPF 및 캠핑카 튜닝 까지도 기술을 비울 수 있는실습위주 교육을 통해 기술자를 양성하고 있습니다.그 외 전체적인 튜닝에 관련된 학과라면두원공대 자동차튜닝과 에서 튜닝 기본기 학습을 할 수 있습니다.교통안전공단이랑 산학협력으 하여 인력양성을 하고 야간/ 주말 수업이 있어 일과 함께 병행도 가능합니다.아주 자동차 대학교 는 미래자동차공학부에서 튜닝 전공을 개설하고있는데요국내 유일의 자동차 특성화 대학압니다.그외 대원 대학교 자동차튜닝과 에서는자동차 전체 구조/원리 , 정비 및 튜닝 기술을 심도있게 교육하며실무중심으로 교육하여 기술인력을 양성하고 있습니다.
기계공학
Q. 도로에서 도로작업하시는분 급여는?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.도로 관련 공사 하시는 분들 많지요.이게 도로가 고속도로냐 도시 일반 도로냐 에 따라서 달라지겠습니다만일반적으로 고속도로 부분은한국도로공사에서 관할하는 곳이 대부분이고민간자본으로 된 곳은 또 관할이 민간단체 일 수 있습니다.한국 도로공사 경우라면도로관련 부분은 토목에서 하다보니한국도로공사 토목 관련 기술직은대략 연봉 6천 이상으로 보시면 되겠습니다만민간기업 경우는 그 이하라 생각하시면 되겠구요일반적으로 시내 도로 관련은각 지자체의 시설관리 공단에서 맡아하는 경우가 대부분인데요.지자체 마다 차이는 있겠으나시설관리 공단 직원 평균 연봉이 약 5천 1백만 수준이고직렬 직군에 따라 차이가 있다보니 차이가 나며신입 직원 경우는 그 정도는 안되고 3천이상 되는 것으로 압니다.지자체 따라 많이 다릅니다.또한간단하고 급한 경우에업자를 불러서 공단 예산으로 집행하든시청에서 집행하든 경우가 다를 수 있기에업자들와서 일당쟁이로 작업하는 경우도 많습니다.
기계공학
Q. 용접기로 용접이 되는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.용접은두개 이상의 금속 및 열가소성 부품을녹는점까지 가열하고 함께 융합해서 결합하는 공정을 말합니다.말씀대로 용접봉이 추가로 녹으면서 서로 붙게 되는 건 맞습니다.철판을 예로 든다면기존 철판과 철판을 그냥 열을 줘서 붙여버린다기 보다는철판과 철판 사이 간격을 두고그 사이에서 철판과 유사한 금속재질로 된 용접봉을 통해열을 생성시켜 녹여서 두 금속을 붙이는 방식이라 보시면 됩니다.가장 보편적으로 볼 수 있는 방식이 아크 용접인데소위 말하는 전기 용접으로 전기 스파크 지지지직~ 하면서 하는 용접을 생각하시면 되구요.용접할 철판에 전극한 쪽을 연결하고용접 봉에 다른 전극이 연결되서용접봉과 철판이 일정 간격으로 되면그 사이에서 스파크가 일어나며서 높은 전류가 흐르게되고그 과정에서 스파크에 따른 열을 발생시키면서접합시키려는 부위에서 용접봉이 녹게 됩니다.이 과정에서 용접기의 전류치 설정을 엉뚱하게 한다던지용접철판과 용접봉 사이 간격 조절을 잘 못한다던지 하면철판과 용접봉이 녹다가 붙어버리거나아니면 철판 자체에 손상이 가면서 더 벌어져버리거나 구멍이 나버리게 됩니다.이건 온전히 용접공의 기술경력 및 능력에 따라 달라지는 부분으로올바른 교육과 경험을 갖춘 용접기술자에 의해서만완벽한 용접이 가능하겠습니다.
기계공학
Q. 현미경에서 대물렌즈와 접안렌즈의 역할은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인광학 현미경을 말씀하시는 듯 합니다.일단 대물렌즈는 말 그대로확대 관찰하고자 하는 시료와 가장 접하게 되는 렌즈로시료를 최초 확대하는 렌즈입니다.따라서 초점거리가 상당히 짧은 렌즈로 구성되며여러가지 배율로 제공되어 관찰자가 대물렌즈 배율을 이리저리 선택하여 돌려가면서 사용하게 됩니다.접안 렌즈는관찰자가 눈을 데고 보게되는 렌즈로대물렌즈를 통해 1차적으로 확대된 이미지를또다시 확대해서 보게되는 렌즈입니다.관찰자가 더 명확하게 볼 수 있도록 해주는 렌즈로실질적인 배율과 해상도를 조절하게 되는 렌즈입니다.결과적인 현미경의 배율은대물렌즈와 접안렌즈 배율의 곱으로 부르게 됩니다.대물이 10배이고접안이 4배라면40배율 현미경으로 부르게 됩니다.
기계공학
Q. 로봇이 나중에 우리 일을 모두 대체할까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로향후 정확히 어떻게 될 것이다 라는 예측은 아직은 무의미한 단계로 보여집니다.하지만 일단 단순작업이나 반복적인 작업에 있어서는인간에 비해 쉬는 시간도 덜하고, 속도면에서도 빠른 휴머노이드 들이일자리를 대체하게 되리란 부분은 부정할 수 없습니다.아직은 미흡한 휴머노이드 사용에 관련된 법적/ 윤리적 문제들이확립이 되지 않았고인간의 일자리 대체에 따른 사회적 문제를 생각한다면유발될 수 있는 문제들에 대한 해결책은 각 국 정부에서 미리 고뇌하고 준비해야될 부분으로 생각됩니다.반드시 사람을 대체한다 개념과 다르게인간 일자리를 보완하여 생산성/효율성을 높이는 것이 로봇의 역할이다라는 쪽으로 의식을 가지는 추세이긴합니다.또한 AI탑재 로봇의 증가로 인해관련 엔지니어, 연구자, 데이터 과학자 같은 새로운 직종들이 더욱 증가할 것입니다.그럼에도 불구하고로봇이 인간으 대체할 가능성이 높지만모든 것을 로봇이 한다기 보다는인간과 같이 협업을 하게되는 협동로봇으로의 방향으로 발전시킴으로서서로가 보완하게 되는 형태로 진화하는 것이 가장 바람직 할 것으로 판단됩니다.
기계공학
Q. AI 가 공학분야에 미치는 영향에 대해 알려주세요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.인공지능이 공학분야에 미치는 영향을간단히 나열한다면첫째무엇보다도 자동화 분야입니다.인공지능을 통한 제조업 관련 공학에서, 생산분야 효율성을 증대시키는 것인데인간의 반복적 작업을 대채함으로서 효율성을높이고인간은 그 외 더 창의적 작업에 집중가능하게 하며또한 AI 중에서도 인공지능시각 기술은 제품결함 실시간 감지통한 품질관리도 향상시켜줍니다.둘째장비파손/ 고장 예방 분야로각 장비 및 공정에 설치된 센서들을통해 들어오는 데이터를 분석하는 AI를 통해실시간 모니터링 및 데이터 분석으로장비 고장 / 파손 전에 예측 하여 유지보수가 가능하고예측 보수를 통해 장비수명을연장 가능합니다.셋째설계 부분에서의 최적화 및 정확도 상승으로복잡한 공학적인 설계를 더욱 최적화 가능하고대규모 데이터 분석을 통한 최적의 정확도를 가진 결론을 내리고구조물의 안전/내구성에 대한 신뢰성을 가질 수 있도록 설계를 뒷받침 가능합니다.이런 전체적인 부분에서의AI 에 의한 효율성, 정확성, 최적화, 데이터 통한 예측 등을 더욱 강력하게 발전시키는 방향으로 나갈것이며이런 부분들의 최종적인 목표 중의 하나를 본다면스마트 팩토리 를 볼 수 있겠습니다스마트 팩토리는 결국 공장 내 모든 장비와 설비가 실시간 데이터 수집/분석/ 제어 가 되는 공장으로실시간 모니터링 통한 즉각적 이상감지모든 기계/설비의 자동 작동, 생산과정 최적화AI 와 머신러닝 통한 데이터 분석과 예측 유지보수각종 로봇 및 3D프린팅을 통한 생산 프로세스의 혁신 이 융합된 공학의 결정체라 할 수 있겠습니다.
기계공학
Q. 현미경의 초점 조절은 어떻게 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.현미경의 종류에 따라 달라지겠습니다만말씀하시는 현미경은 일반 광학 현미경으로 생각되고광학 현미경의 초점은시료를 올려 놓고시료에 바로 접해지는 대물렌즈 사이의 거리를 조절해야하는데크게 조절해야하는 경우는 조동나사로의 거리조절대충 잡아둔 다음에 미세하게 조절하는 경우 미동나사를통해 초점을 맞추게 됩니다.다만 광학 현미경 외전자 현미경의 경우는전자빔을 통해 샘플을 들여다보므로, 자동 초점 조절 기능이 탑제 되어 있으며공초점 현미경의 경우는레이져를 사용해서 샘플에 초점을 맞추는 방식이므로핀홀을 통해 초점이 맞지않는 빛은 차단하게 되므로 초점에 맞지않는 외부 빛을 걸래낼 수 있기에 더 높은 해상도와 대비를 얻을 수 있으며이 또한 자동으로 초점 조절이 되기에 선명한 이미지를 제공하고 복잡한 조작이 필요없습니다.
기계공학
Q. 로봇의 배터리는 어떤 소재로 만들어지나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인 산업체 로봇의 경우는 어차피 동일지역에서 작동을 하면 그만이다보니유선 동력에 의존하겠으나요즘 뜨는 협동로봇이나 각종 안드로이드 및 배달용 로봇등 은배터리에 의존해야 하는 게 맞습니다.이들 로봇용 배터리는 자율주행 차나 전기차에 탑제되는 리튬이온 배터리가 가장 일반적이지만그 외 니켈수소 배터리나 납산화물 배터리도 적용되고 있습니다.원재료 부터 살펴보면가장 일반적인 리튬이온 배터리 경우는양극제로 LiCoO2(리튬코발트 산화물) 같은 물질이 대표적이고음극제로는 주로 흑연이 사용됩니다. 그 외 실리콘 재질을 통한 혁신을 이루려는 노력도 큽니다.전해질로는 전해액이 사용되고, 리튬염 등이 포함된 유기용매가 현재로선 일반적입니다.니켈수소 전지는 수소화물과 니켈산화물이 주재료이고납산화물은 황산과 납이 주로 이용되죠로봇용 배터리 특성 상과방전 및 과충전에 대한 보호기능이 내장되야하고극한에서도 작동하며 수명이 길어야 하기에 주로 리튬철 같은 소재가 각광받으며로봇 특성에 맞게 용량,방전 전류등도 조정할 수 잇어야합니다.배터리 제작 방식은 간단히 보면도전체 / 바인더/ 활물질 을 배합하여 슬러지형태로 만든 후알미늄이나 구리등 에 코팅하여 전극을 만들고롤투롤 과정으로 두께를 얇게합니다그 후 전극 조립 및 전해액 주입 후 밀봉과정을 거치는데여기서 원형이냐 각형이냐에 따라 케이싱 제질이 달라집니다.최종 공정에서 성능과 안전성 확보가 가장 중요한데요보통 Formation, Agiing, Grading 공정을 통해 성능/ 안전성 테스트가 진행되는데간단히 설명을 붙이면Formation 공정은배터리에 전기적특성을 부여하고 안전성을 확보하기위해첫 중천 후 방전상태로 활성화 시키는 단계로전해액과 리튬이온 반응으로 음극표면에 고체막을 형성시킴으로써전해액 분해방지 및 배터리 수명 및 성능을 향상시키는 과정이빈다.Grading 공정은배터리 셀을 품질에 따라 분류하여 최종제품의 일관성 유지 및 성능기준 충족을 목표로 하는 과정으로배터리의 용량/ 전압/ 저항 등을 평가하여 품질에 따라 등급을 부여함으로써동일한 성능의 셀로 모듈 및 팩을 구성하기 위함입니다. Aging 공정은배터리 내부 전해액을 균일하게 분산시켜이온이동의 최적화/ 자연방전 특성 측정통한 불량 선별 을 목적으로 하는 공정으로배터리를 일정온도/ 습도에서 보관해서전해액이 양극/ 음극에 골고로 분산되게 하는 공정으로이를 통해 이온이동 최적화 및 Formation 공정에서 생성된 막의 안정화를 이루게 됩니다.
기계공학
Q. 비행기는 왜 리벳으로 전체 조립하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.항공기 제작에 있어서조립 공정에서 용접을 하지 않는 이유는 여러가지입니다관련 이유를 나열해보자면첫째열변형 문제를 피하기 위함인데용접은 결국 금속을 녹여 접합하는 과정으로, 이 때의 고온이 금속의 구조적 변형을 초래하고녹고 다시 굳을 때 수축/팽창 현상에 따른 기하학적 정확성을 손상 가능합니다.이런 변형은 전체적 구조안정성에 큰 영향이 되기에 용접을 지양합니다둘째재료 특성변화를 피하기 위함으로용접에 따른 금속의 미세구조 변화에 따른 기계적 성절 변화가 생길 수 있습니다.그에따른 비행기구조의 피로강도 감소, 장기적으로 균열/파소 초래하게 되어극한의 기후상태에서 위험을 초래할 수 있습니다.셋째내구성 및 피로저항성 감소 문제입니다.항공기는 결국 반복적하중과 높은 진동을 견뎌야하는데용접은 이런 반복적하중에 따른 피로 균열이 발생가능한데요.이 상황에서 용접은 미세 균열 발생 가능성이 높기때문에최악의 경우 구조가 파손 가능합니다.반면 리벳접합 경우 피로 하중 분산에 따른 균열 가능성을 감쇠합니다.넷째비용적 측면인데요용접은 숙련기술자에 따른 작업과 엄격한 품질검사 과정이 필요하여 제작 비용이 증가합니다다섯째경량화 문제입니다.항공기는 결국 경량화를 이뤄야 소요 연료의 양이 줄어들어, 경제성이 좋아지는 구조입니다.용접은 결국 용접봉의 추가적 금속 필요에 따른 전체 중량 증가로 이어지므로결국 연료비 상승을 초래하게 됩니다.여섯째유지 보수 및 수리의 용이성 부분입니다.비행기는 운항 시 마다 항상 유지보수 수리가 일어나는데용접은 문제발생 시 수리에 대한 난이도가 높아집니다.반면 리벳은 쉽게 분해가능하여 유지보수가 용이하므로그에따른 신속수리로 안정성을 높임과 동시에 경제적으로도 비용이 덜합니다.일곱재구저적 재료의 다양성 문제인데요현대 항공기 들은 필요에 따라 알루미늄합금, 티타늄, 탄소 복합재료 들이 혼합되어 제작됩니다.따라서 물성이 서로 다른 재질들을 접합하기에 용접은 불가한 부분이 많으므로리벳을 통한 접합은 강력하고 일관된 접합을 가능하게 해줍니다.마지막으로안전성 부분인데요비행기에 있어서 가장 최고의 중요성은 안정성 입니다.용접에 의한 제작은 잠재적으로 늘 결함을 가질 가능성이 높으나리벳방식은 오랜기간 사용된 노하우에 따른 안전성과 신뢰성이 누적되어 있습니다그에 따라 항공기 제작에 있서 중요한 표준으로 자리잡은 상태입니다.시각적 검사도 용이하고 비파괴검사를 통해 조기에 결함 발견이 되므로사고예방을 조기에 가능하다는 것이 장점 중에 장점입니다.
기계공학
Q. 철강의 열처리 과정에서 기계적 특성은 어떻게 변하죠?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.철강제의 열처리는 결국재료의 내부적 조직을 변화시키는 방식입니다.열처리 과정에서의 변화를 구분해보면담금질 후 뜨임을 통해 강도와 경도를 상승시킬 수 있고그에따라 내충격성과 내마모성을 가지게 됩니다.또한 연화열처리 등의 방법응로 재료의 단면수축률과 연신율 개선이 가능ㅎ가ㅗ재료 내부의 응력을 제거하여 가공성을 향상시키고재료 내부의 조직의 균일성을 향상시켜재료의 물성을 안정적으로 유지하게 만들어 줍니다.