안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 기계 설계에서 3D 프린팅 기술이 주는 이점?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.3D 프린팅은 여러분야에서 적용되며 수많은 이점이 있는데요기계설계 분야에 있어서 이점을 나열해보면첫째신속한 프로토타입 제작 가능프로토타입을 프린팅을 통해 빨리 제작가능하다보니제품의 기능 및 성능을 빨리 테스트하고 개선가능합니다.둘째복잡한 구조/ 형상의 제작 가능전통적으로 기계공학 분야에서 밀링 / 선반 으로 아무리 한다해도 5축 까지 간다해도 힘든 복잡한 기하학적 구조의 목표물이 있다해도적층 방식의 3D프린팅으로는 쉽게 제작이 가능합니다.도면만 있으면 가능합니다.셋째시간 단축 및 비용절검기존 절삭방식 제조에 비해 시간을 크게 절약가능하기에 비용이 절감됩니다.넷째설계 자유도 향상기존 가공방식으로 불가한 형상이 제작가능하다보니제품의 형상을 더욱 자유롭게 설계 가능하여 더 혁신적 기능을 가진 기계를 제작 가능합니다.다섯째재료절감필요에 따른 형태로 만들 수 있다보니 내부구조를 비우든지 하여 재료를 절감하고그에 따른 경량화 까지 이룰 수 있습니다일단 도면만 작성만 된다면 거의 모든 형상에 대해 제작이 가능한데일반적인 CAD 같은 도면으로는 사람이 작성할 수 없는완전 굴곡적이고 복잡한 구조의 경우는 3차원 스캐너를 통해 스캔을 하면서 바로 3D 도면을 작성하게 되는데이는 접촉식과 비접촉식으로 나뉩니다.접촉식은 물체에 탐지부분을 직접 닿게해서 측정하는 방식으로 정확도가 우수하나물체의 변형 / 손상이 생길수 있고 , 스캐닝 속도가 좀 느린 단점이 있습니다비 접촉식은레이져를 물체에 쏴서 돌아오는 시간 측정에 따른 거리를 구함으로 물체를 판별하는 방식입니다.그 안에서도 여러 방식이 있는데광삼각법 3D 레이저스캐너, 핸드핼드 스케너, 변조광방식 3D 스캐너 방식들이 있습니다.
기계공학
Q. 헌대적이 개념의 보병이 개인휴대하는 박격포는 어디서 처음 개발했나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.박격포는 대형 박격포와 개인휴대용으로 나눠볼 수 있는데정확하게 최초라는 개념은 잡기힘들겟으나개인 휴대 박격포 개념에서 본다면네덜란드에서 1673년에 메노 판쿠호른이 개발한 유탄 방식의 박격포가 최초라 할 수는 있습니다.19세기 미국 남북전쟁에서도 이 유탄을 사용한 것으로 나옵니다만실질적으로 현대전에서 쓰는 박격포 방식의 휴대용 박격포로 본다면영국의 토목기술자 월프레드 스토크스 가 개발한 박격포 인데요영국 군수부에서 근무하면서 설계했으며1차 세계대전 때 서부전선에서 처음으로 실전 투입되었습니다.간단한 구조지만 공기역학적으로 안정되지 않아 정밀도도 낮고 사거리도 좋지않았지만휴대용이다보니 효과적으로 사용되었고이후에 여러나라에서 이 형태를 기반으로 다양하게 개발되었습니다.81미리 구경에 반당 25발 까지 발사 가능했는데 추후에 포탄을 공기역학화 해서사거리와 정밀도를 더 개량했습니다.
기계공학
Q. 아파트 세대에 설치된 스프링클러 헤드에서 물이 새고 있습니다. 헤드 교체방법을 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.습식으로 되어있는 경우라면소방작동 밸브 방식이 알람밸브로 되어 있을 듯합니다.일단 습식 스프링클러 교체 과정은헤드 파손으로 물이너무 새면 경보발생 가능하니 비상 경종, 경보들 다 잡아놓고주펌프, 보조펌프, 충압 을 수동을 놓아서 펌프 동작상황을방지 하고 압력을 낮춥니다.알람밸브 측에서도 경보정지밸브 폐쇄로 경보발생을 차단해두고1차측 밸브를 잠궈서 2차로 더이상 물이 못가도록하고2차측에서는 배수밸브 열어 물을 모두 빼줍니다.이제 조건이 다 되었으니문제부분의 스프링클러 헤드를 교체하시면 되고작업 후는 역으로 진행합니다.배부밸브를 다시 잘 잠그고알람밸브 1차측 밸브를 열어 2차측으로 물이 갈수 있게 하고충압펌프를 자동으로 놔서 배관 내 압을 올려 물을 천천히 채워줍니다.그 후 모든 비상관련은 해제하여 정상으로 두시면 됩니다.동작시험 과정에 대해서 보면일단 시험상황이므로 비성경보 부분 , 비상경종 등 을 다 잡아놓고 비상이 못울리게 한 후스프링클러 배관 말단에 설치된 시험밸브를 개방해 줍니다.(즉, 스프링클러가 개방된 상황을 연출하는 겁니다.)그럼 그 상황에 소방펌프가 작동되어야 하는 것이니2차측 압력이 배출로 인해 떨어지면 알람밸브 내 클래퍼가 개방되고클래퍼 개방에 따른 화재감시반의 밸브개방/ 화재 표시가 점등되면서소방펌프는 압력저하에 따라 자동으로 기동됩니다.확인이 되었으니 일단 펌프는 수동으로 전환합니다.이 과정이 모두 이뤄진다면 정상작동이라 판단할 수 있기에시험 후 말단 의 시험밸브를 잠그고, 펌프는 자동으로 다시 전환한 후잡아놨던 경보 까지 활성화 해주면 됩니다.
기계공학
Q. 운동기구 폐기처분하고 싶은데 어떻게 해야 할까요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단은 폐기물로 처리하셔야 하고승마기구면 좀 클듯한데대형 폐기물로 처리하셔야 하니해당 주민센터로 나 구청 홈페이지 등에서 신청하시고 폐기물 등록증을 출력해서 붙여 바깥에 두시면 됩니다만금정구에서는 정확히 서비스를 지원하는 지 모르겠으나재활용 가능한 제품이다보니무상수거 서비스를 받을 수도 있는 지 확인해 보시는 것이 좋겠습니다.그게 아니면 첫 방법으로 폐기하셔야하며비용이 들겠습니다.
기계공학
Q. 차량간 통신(V2V)의 대한 질문 드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.V2V 기술의 데이터 전송방식은Vehicle Ad Hoc Network 를 통해 이뤄지는데이는 고정된 기반의 망을 두는게 아니라차량간 자율적 네트워크를 형성하는 기술입니다.V2V 기술에서의 통신 프로토콜로는DSRC 와 셀룰러 네트워크 로 크게 나뉘며DSRC는 주로 5.9 기가헤르쯔 대역에서 사용하며차량위치,속도 등 정보를 실시간 공유하는것으로WAVE 프로토콜이 대표적입니다.셀룰러 네트워크는기존 DSRC 에 비해 빠른 속도와 낮은 지연시간을 획득가능한5G 네트워크를 활용한 C V2X 기술을 들수 있겠습니다.V2V 기술을 위한 인프라 및 장비를 보면차량내부 운전정보등을 수집 전송을 위한 차량에 장착되는 On Board UnitWAVE 같은 프로토콜이 지원되는 통신 안테나 장비V2V통신을 통해 수집되는 데이터의 실시간 처리를 위한 컴퓨팅 시스템이 있어야만차량의 상태정보를 분석하고 , 안전한 주행을 보장받을 수 있겠습니다.이런 기술이 구현이 되고인프라들이 완성되었을 때마지막 단계의 자유주행도 완성이 될 것으로 판단됩니다.
기계공학
Q. ChatGPT와 같은 AI는 어떻게 학습되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 챗지피티 같은 거대언어 AI 모델들은기본적으로 머신러닝의 방식을 취합니다만그 안에서 머신러닝의 여러가지 방식이 조합됩니다.머신러닝은 기계가 알아서 학습한다는 것으로지도학습 방식은 사람이 뭐가 옳고 좋다는 정답을 주고나서 그 정답을 토대로 확률상 컴퓨터가 학습을 하는 방식이고강화학습 방식은 컴퓨터가 알아서 행동을 하도록 두지만, 그 행동들에 대해서 좋고 나쁘다는 점수를 메기는 방식으로그것을 보상이라하고 그에 따른 데이터베이스가 축적되면서 디테일해 지는 방식입니다.비지도 학습방식은사람은 대량의 데이터만 주고 컴퓨터가 알아서 탐색하고 정리/분류하는 학습방식입니다.딥러닝 방식은말그대로 깊게 배우는 것으로, 대량의 데이터 연산이 가능한 시스템으로 구성된 인공신경망을 통해계~속 반복학습을 시켜서 옳고 그름을 판단하게 하는 방식입니다.결국 챗지피티 같은 AI 모델은주로 대규모 언어모델과 인간의 피드백형 강화학습이 결합되어 학습을 하게 되는데요.방대한 양의 텍스트 데이터에 노출시켜 전체적으로 언어의 패턴과 문맥상 의미를 학습시키는데이는 비지도 학습방식으로 진행되면서, 문장 상에서 다음 단어를 예측하는 능력을 키우게 합니다.강화학습도 병행되는데인간이 피드백을 주는 강화학습을 사용하며AI 모델이 생성한 응답 중 사람이 가장 선호하는 응답을 평가해주고그에 따른 데이터를 통해 다시 추가 학습을 반복시킵니다.이 추가적인 강화학습 알고리즘을 통해인간의 평가에 따른 , 차후에 도출되는 응답들은 더욱 발전한 응답을 도출하게 하고그에 따라 인간과 유사한 대화를 생성할 수 있고다양한 자연어 처리까지 가능하게 학습시킵니다.무엇보다 자연어 처리가 되느냐 안되느냐가 진정한 인공지능으로 평가 받는데이는 인간의 언어를 이해하고, 생성하며, 조작할 수 있는 기술로 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 무역 실무에서 AI 자동화 시스템, 진짜 도움 될까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.AI 기술의 접목은결국 효율성을 위한 선택 사항입니다.계약관리에 있어서는 계약서 내용 자동추출따른 계약 프로세스 간소화계약서 양식자동 분석 및 계약주체, 기간 등의 추출 정리가 가능하고물류추적 관리는실시간 물류정보 분석 및 배송상태 실시간 모니터링을 통한 효율적 물류관리가 가능하며서류적인 처리 부분은서류작성 및 관리과정을 인공지능 자동화를 하여 처리속도를 높이고 인적 오류를 감소시킬 수 있습니다.세관신고 절차나 수출입 통관 서류 작성 등을 AI를 통해 자동하 가능합니다.실지 현장에서AI 기술 활용통한 계약서, 회사소개서 등 자동 작성 및구매과정 효율화, 자재원가 관리 등을 AI기반 공급망 관리 소프트웨어를 통해 물류 및 공급망 관리를 활용하는 곳도 있습니다.
기계공학
Q. 우리나라는 만약 미국에서 미군이 철수를
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로현재 미국은 대통령이 바뀌었고미군 철수 카드를 자주 만지작 거리다보니이미 핵을 보유한 북한에 대응하는 관점에서핵 보유 관련 이슈가 자주 나옵니다.일단 핵개발 능력에 있어서는민간 원자력 발전 시설이 많고 관련된 기술의 바탕이 많기에핵연료 재처리 및 우라늄 농축기술을 단시간에 확보가능한 것으로 알려져 있습니다이게 핵무기 개발에서 가장 필수적이기도 하고과거 핵개발 시도가 있었고 그때 기술자들이 여전히 남아있으므로타 국가의 개입만 없다면 얼마든지 핵개발은 가능하다는 것이 일반론 입니다.다만정치적 문제로 인해 핵개발을 못하는 입장으로가장 큰 부분은 미국과의 관계로미국이 핵우산을 빌미로 우리를 컨트롤 하려 하기에 자체적 핵보유를 상당히 반대하는 입장이며또한우리나라가 이미 핵확산금지조약에 가입된 상태이기에핵무기 개발 및 보유에 관련해서 국제적인 규제를 피할 수 없는 상황도 고려해야합니다.우리가 핵을 가지면그만큼 소위 말하는 입김이 쌔지는 형국이 되기에기술이 부족해서라기보다는대외적인 정치적 힘의 균형때문에 능동적으로 움직이지 못하는 상태라 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 기계공학적으로 압력 용기에 대한 설계시
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.압력용기에 있어 무엇보다 중요한 것은 안전성 여부입니다.따라서 제조를 위한 설계 시 고려되여할 부분은 여러가지 이며가장 기본적인 부분을 나열해 보겠습니다.첫째설계기준 및 규제 관련 부합작업조건, 용기내부 매체 특성 확인, 구조적 밀봉/강도 성능을 고려하면서일반적으로 적용하는 미국 기계공학회 표준 및 유럽압력장비 지침 등을 적용시킵니다.둘째 구조적 안정성을 위한 설계압력용기는 사용처에따라 다양한 온도부하 및 기계적부하에 따라 압력을 받게되므로용기 내외부에서 발생하는 응력을 정확히 계산하여, 적절한 강도와 두께를 산정합니다.셋째재료 선정위의 설계의 목적에 부합하도록 , 변형이나 파손없이 견딜 수 있는 재료를 선정해야하는데일반적으로 강철소재를 쓰지만, 특별히 요구되는 사항이 추가된다면특수 합금이나 유리섬유 등의 재료도 고려대상이 됩니다.넷째안전성 고려결국 안전을 위해서는 , 구조적으로 완벽해야 겠으나 만에하나 있을 위험을 위해, 설계상 임계압력을 넘어설 시 배출을 시킬 수 있는안전변 및 비상토출 배관 등이 고려되야 합니다.현장에서 유지관리 보수를 하는 입장에서압력용기 상 가장 믾이 손보게 되는 부분이설정 압력 센서 및 비상토출 안전변 등이고실제 문제 발생 시 안전변이 터지면서 압력용기의 폭발을 방지하게 되는 경우를많이 접하게 됩니다.
기계공학
Q. 엘리베이터가 바닥으로 추락할 가능성은 몇% 정도 되는건가요??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.실제로 요즘의 엘리베이터는엘리베이터 카 자체가 추락할 가능성은 거의 없습니다.실제 사람이 탑승하게 되는 엘리베이터 카가 추락하기 위해서는반대쪽 무게추와도 같이 연결된오르내리도록 동력전달을 하는 와이어 로프가 끊어져야 하는 상황입니다정기적인 검사가 이뤄지는 부분이므로 와이어가 끊어지는 경우는 거의 있을 수가 없습니다.엘리베이터 시스템 자체가 그냥 상부에서 무조건 끌어올렸다 내렸다하는것이아니라적재하중 만큼의 무게추가 탑승 카 반대에 연결되어 있기에서로 무게 비율의 균형을 잡고 있는 상태에서모터를 구동시켜 아래위로 움직이는 시스템 으로 되어있습니다.실질적으로 추락사고의 대부분은 엘리베이터 카가 추락하는 것이 아니라탑승자의 부주의로 발생하는 경우인데요.엘리베이터 바깥에서 의 출입문은 딱히 받혀주는 힘이 없는 문이고카가 도착해서 열림 후크가 걸려야 바깥 문도 열리게 되는 시스템인데그게 엄청 강하다 생각해서 기대거나 충격을 주어 밑으로 추락하는 경우그리고 내부에서 엘리베이터 이상이 있을 때지시에 따르지 않고 자력으로 탈출하려는 상황에서내부 카와 외부 사이 틈새 부분으로 추락하는 경우가 대부분 경우 입니다.추락에 대한 방지 안전장치는조속기가 결착된 비상 정지장치와전자식 제동장치과부하 방지장치 1,2차 정지장치 등으로 구성되어 있으며각 장치를 간단히 보면비상정지 장치는 엘베가 정상속도 이상으로 움직일 경우 모터를 정지시켜버리는 조속기에 의해 엘리베이터를 정지시키는 장치고전자식 제동장치는카를 움직이는 모터가 정지한 상태에서는 더이상 움직이지 못하도록스프링힘으로 브레이크 드럼을 잡아버려 엘베를 정지시켜두는 장치 입니다.과부하 방지 장치는소위말하는 만원~ 이라는 메시지가 뜨면서 경보를 발생시키면서 동작이 안되도록 하는 장치이고1,2차 정지장치는혹시라도 엘베 카가 최상층이나 최하층에서는 멈춰야 안전한데 그게 넘어서 버릴 경우 운행을 정지하도록 하는 비상정지장치로1차가 있고 2차가 있는데 2차는 혹시모를 1차의 고장을 대비해서 있는 안전장치입니다.이런 안전장치들의 복합적인 시스템에 의해 엘베 카가 고장이 나서 멈추는 경우는 있어도카 자체가 추락하는 사고는 거의 있을 수 없다 보시면 되겠습니다.