Transcript Q. Manufacturing process 200721122 김건우

제1장 제작시스템
Q&A
제1편 제품생산을 위한 기초지식
Q. 선진국의 흥망은 제조업 (독일, 일본) 혹은 자본 (영국계)에 의존한다?
Q. CIRP란 ?
Q. i-Phone, i-Pad가 기계공학에 미치는 영향은?
Q. Google이 Motolora를 인수한 사실은?
Q. 기계공학의 미래는?
Q. 한국에서의 제조공학은 앞날이 어둡다?
Q. 기계공작법은 배울 필요가 없다?
제1장 제작시스템
Q&A
제1편 제품생산을 위한 기초지식
Culture가 공학(Engineering)이나 제조기술(Manufacturing)에 미친 사례
1.
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Women Power
Teenager’s curiosity
Expanding Silver ages
3D Vision
Precoated Steel
Ubiquitous …
Climate/ Culture가 Local industry에 미친 영향의 사례조사
1.
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Wind Mill
Mobile
Henckels 쌍둥이 칼
스위스 시계
De Beers
Swarovski Crystal…
제1장 제작시스템
Q&A
제1편 제품생산을 위한 기초지식
Climate/ Culture가 Local industry에 미친 영향의 사례조사
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Wind Mill…Enercon/ 태웅, 조선기자재>풍력부품
Mobile…삼성, 이동전화, Flash Memory
Baader…아이슬랜드, 세계시장 80%, 생선가공장비
Gallagher.. 뉴질랜드, 전기로 작동하는 울타리
Hamamatsu Photonics..일본, 광자는 우리의 사업이다, 빛을 기술적으로 의학적으로 활용
Petzl..프랑스, 동굴탐험과 안전장비, 수직세계의 선두적인 신기술 장비
De La Rue…영국, 세계에서 가장 큰 인쇄업자, 화폐 150개국 > 한국 풍산, 전세계 동전
Orica.. 오스트레일리아, 광산 및 돌산 폭파 전문업체
Klais.. 파이프 오르간, 직원 65명
Sappi…남아프리카의 제지회사, 펄프용해, 특수제지
Henckels.. 독일, 쌍둥이 칼
Nivarox…스위스 시계의 소형기어, 시계바늘
Amorim.. 포르투갈, 코르크 및 코르크 마개 생산
De Beers..남아프리카, 다이아몬드
Swarovski Crystal…오스트리아
한국에는?
Q&A
QQ. 문화가 공학이나 제조기술에 미치는 사례
200821362 정진욱
친환경을 중시하는 경향도 영향을 미친다고 생각합니다. 예를들면 설계, 제조시 좀 더 유해물질을 배출
하지 않도록 함
A. 독일의 친환경주의 > 태양광, 풍력발전, 스위스의 친화경주의 > 전기자동차
미국의 환경세 > Sustainable manufacturing
Q&A
GDP vs Energy Efficiency
Top 40 economies by GDP
Is this where
we want to be?
Korea
Source: G. Fleming, LBNL, 2007
Q&A
Sustainable manufacturing is …
Source: J. Allwood, “What is Sustainable Manufacturing?,”
Lecture, Cambridge University, February 2005
Q&A
Key transitions in manufacturing
Break complex tasks
into elements; control
Automation
“F. W. Taylor”
Move non-essential
elements outside
productive time
Computer Aided
Manufacturing (CAM)
“M. E. Merchant”
Minimize working capital
Lean Manufacturing
“Toyoda, et al”
Environmental Externalities
Include whole life cycle cost
of environmental impact
Positive Impact Manufacturing
Metrics
제1장 제작시스템
Q&A
제1편 제품생산을 위한 기초지식
Q&A
Q. boron nitride란?
200821141 김동영
'boron nitride은 BCl3과 암모니아의 혼합가스를 수소 분위기로 기상반응을 시키면 BN 분말이 만들어 진다.
이 BN 분말을 Hot press법으로 성형을 하여 사용한다.'입니다. 여기서 Hot press란 무엇인가요?
> CBN
Q. 절삭공구의 개발에 따른 절삭속도의 증가
200721172 김세훈
예전의 절삭공구는 왜 느린가요? (앞에 붙이는 물질과 별개로 속도는, 동력의 차이가 아닌가요 ?)
> 고온에서 열화, 테일러의 공구 수명식 (절삭속도와 공구수명은 반비례)
Q. 절삭공구의 개발에 따른 절삭속도의 증가
200721172 김세훈
우리가 잘 알고 있는 다이아몬드는 carbon절삭공구 인가요? > 천연과 인조, GE
그리고 물로 자르는 기술은 신기술에 해당하는 건가요? > 참고
QQ. 절삭공구의 개발에 따른 절삭속도의 증가
200721170 김청기
알루미나 코팅에 대해서 알아보던 중 네이버사전에 Al2O3 코팅의 장점은 TiC, TiN 등의 코팅이 산화하여 못
쓰게 되는 고속 절삭속도(180m/min이상) 영역에서도 안정되어 있는 점이며, 단점은 초경합금층에의 응착
(凝着)이 어렵고 충격에 약한 점이다.라고 나와있습니다. 초경합금층에 왜 응착이 어려운지를 모르겠습니다.
피복 2~10um/ CVD or PVD/ TiN, TiC, TiCN, Al2O3 / 화학적 안정성때문에 모재와의 결합강도가 약하다.
WC위에 다상피복 TiC/Al2O3/TiN…, 다이아몬드 피복
Q. 절삭공구의 개발에 따른 절삭속도의 증가
200721242 손제득
Al2O3 (산화알루미늄)이 두차례에 걸쳐 나오는데 기계공작에 있어 산화알루미늄이 어떤 영향을 미치는지
자세히 알고 싶습니다
> 세라믹 벌크와 알루미나 코팅
High Speed Cutting
Q&A
고속 가공용 공구
TiN 및 TiAlN 코팅의 고온경도
Coating layer
hot hardness [HV 0.05]
3500
l
TiAlN
3000
l
2500 n
n
2000
TiN
Material
aluminum
l
l
n
1500
n
l
l
n
1000
nitrogen
500
n
titanium
0
0
200
400
600
temperature [°C]
800
1000
1 µm
Q&A
Water jet
Cutting by pressurized water.
No heat affect during cutting.
Q&A
Q. 판매가와 제조원가
200821302 이관수
Engineering cost와 Manufacturing cost을 나눈 기준은? Concurrent Engineering에서는Manufacturing
이 Engineering 과정에 있는 듯하다
Q. 판매가와 제조원가
200721342 정재민
Engineering cost와 manufacturing cost를 구분하여 나타내었는데 공학적인 요소에 제조로 인한 요금이
포함되지 않는 것입니까? 기계공작법을 통하여 제조에 관해 배우는 게 아닌 겁니까?
> R&D and Design
Q&A
Q. Importance of Manufacturing 200821141 김동영
그래프에서 선진국이 GDP에 대한 제조업의 기여도가 점차 줄어들지만 GDP는 올라가는 것을 볼 수 있는데
제조업의 기여도 감소 대신 무엇이 각 나라의 GDP를 높이고 있는지 궁금합니다
Q. Importance of Manufacturing 200821302 이관수
중국과 태국을 제외한 나머지 국가들은 GDP(국내총생산)에 대한 제조기여와 1인당 GDP가 반비례한다. 의미
와 이런 그래프가 나오는 이유?
Q. Importance of Manufacturing 200721172 김세훈
GDP에 부여하는 제조는 줄어드는데 인당 GDP가 증가합니다 저는 이 그림이 이해가 잘 안되는데요, 이 그림
이 제시하는바에 따르면 제조가 GDP에 기여하는 부분이 줄어드는데, 이것과 제조의 중요성의 연관이 뭔지
궁금합니다.
Research, design, financial services, distribution, maintenance, field service of products, hospitality and
travel industry are well connected with manufacturing.
QQ. Importance of Manufacturing 200721342 정재민
세계 수출 순위가 1위가 독일 2위가 중국 이라고 하셨는데 제조업의 중요성을 나타내는 그래프를 보면 둘다
GDP가 상승을 하곤 있지만, 독일의 경우 제조업이 차지하는 비중이 줄어들면서 상승을 나타내고 있고 중국
의 경우 제조업의 비중이 증가하면서 상승을 하고 있습니다. 제조업의 중요성을 강조 하셨는데, 독일의 움직
임을 볼 때 제조업에서 다른쪽으로 중요도를 돌리고 있는게 아닌가? 그렇다면 한국이 따라가야할 길이 중국
의 방식입니까? 독일의 방식입니까?
독일
Wealth is generated most abundantly by producing tradable articles in which knowledge is embedded.
Producing truly world-class products
The goal is the education of engineers and technologists for the manufacturing industries
Q&A
Q. Importance of Manufacturing
200821332 이현석
첫 번째 파일의 14pg Introdution - Importance of Manufactruing 그래프에 보면 미국,일본,독일 같은 선진국의
특징을 보면 GDP는 늘어나지만 반대로 GDP에서 제조업이 차지하는 비율은 줄어들고 있습니다. 반면에 중
국과 타이완, 방글라데시 같은 나라들은 제조업이 차지하는 비율이 높아지지만, GDP의 성장률은 앞서 말한
선진국에 비해 그 증가 폭이 매우 작습니다.
교수님께서 설명하시기를 제조업 중심의 나라가 발전할 가능성이 높다고 설명하신 것 같은데 그래프에서는
선직국들은 제조업이 차지하는 비율을 줄이고 있는 것처럼 보입니다. 교수님의 말씀과 다른 것 같은데 궁금해
서 질문 드립니다.
Q. Importance of Manufacturing
200821130 김근우
세계 제1의 수출국가가 독일이라 하셨는데 그 이유가 제조업이 발달해서이다 라고 하셨습니다.
그런데 14페이지에 보니 독일의 제조업의 GDP기여가 37%에서 20%까지 줄어든 것을 알수 있습니다.
GDP기여가 줄어든 이유와 그럼에도 불구하고 독일이 제 1의 수출국가인 것은 무엇인가 입니다.
> 수원의 작은 공장마을
> 지앤피테크놀로지
Q. 제조업이 경제성장에 미치는 영향
200721122 김건우
자료를 찾다가 장하준 교수가 쓴글과 다른 분들이 쓰신 글들을 읽어보았습니다. 제조업이 교수님께서 말씀하
신 것처럼 국가의 기반인 되었을 때 매우 탄탄한 경제기반을 만들 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 하지만 저
희나라처럼 국토가 작고 자원량이 부족한 나라에서는 어떨지에 대해 궁금하여 자료를 더 찾아보니 저희나라
에서 제조업은 아직까지는 큰 각광을 받지 못하고 있고, 대기업 같은 경우는 인건비가 비교적 싼 중국에 공장
을 두어 나라의 실업률을 높이면서 경제적 침체를 야기 시키는 이유가 될수도 있다는 것을 알게 되었습니다.
수업 내용과 조금 떨어진 내용이지만 저희나라는 그럼 어떻게 해야되는지 교수님의 견해를 듣고 싶습니다.
고부가가치 산업은 국외 이전 금지 및 육성
연구 개발 인력 육성
Q&A
Q1. What is manufacturing?
200721122 김건우
manufacturing & production의 공학적 의미의 차이에 대해 알고 싶습니다.
> 같다. 미국은 mfg 일본은 production
Q2. What is manufacturing?
200821102 강동현
Most modern manufacturing operations are accomplished by mechanized and automated equipment that is
supervised by human workers
모든 인간이 supervisor 가 될수는 없다. 기계화로 인한 단순노무의 실종으로 나타나게 될 인력난의 대비책
이 필요하진 않을까?
> 지식 산업, 다품종 소량생산, 예술적 제품, 디자인…
Q&A
Q. TEXT 1-1-3 The Second Industrial Revolution
200821302 이관수
..... demand on natural resources is decreasing … 저자가 이 부분에서 말하고자 하는 의미가 뭔지 잘
모르겠습니다.
> 직역하면 천연자원에 대한 요구가 감소, 1차 산업 > 2차 산업 > 3차 산업화 됨에 따라 천연자원에 대한
의존도가 감소된다는 의미로 해석. 많은 인공자원의 탄생
Handout ‘History of Manufacturing’ 표
.... 재료가 계속 발달되고 다양, 새로운 재료를 만들게 되고 이를 위해서는 다양한 자원이 요구될 것이
며, 새로운 재료를 가공하기 위해서 공정기술이 발달할 것입니다. 그렇게 발달한 공정기술로 또 새로운
자원을 발견하고... 이렇게 계속적인 피드백 작용으로 필요한 자원은 점점 다양화되고 그 양도 늘어날 것
이라고 생각됩니다.
> 충분히 일리가 있는 말이다. 재료의 종류는 점차 늘어나고 있다. 솔직히 저자는 단순히 천연자원에 대
한 의존도가 산업고도화에 의해 감소한다는 의미를 부적합하게 사용한 것 같다.
Q&A
Q. Concurrent engineering
200821141 김동영
동시공학이 Sequential engineering에 비해 설계, 제작 시간이 상당히 적게 든다는 사실을 알았습니다. 이 외
의 다른 장점이 무엇인지, 그리고 Seq.Eng이 Conc.Eng보다 나은 점이 있다면 어떤 점인지 궁금합니다.
> 소규모 생산이나 예술적 가치가 있는 제품생산에서 유리
Q. Concurrent engineering
200821102 강동현
전통적인 설계에서 오는 비현실적인 설계에서 비롯할 수 있는 창의성을 무시하지는 않는가?
> 이해가 안간다.
Q. Concurrent engineering
200821362 정진욱
현대 설계과정에서 여러 부서를 통합하여 진행된다는데 마케팅 부서도 처음부터 참여하여 진행된다면 더 효
율적일것 같습니다.
> 당연한 말씀
Q. Concurrent engineering
200721122 김건우
LG는 HPC제품 제작시 디자인 개발 생산 마케팅 등 여러부서가 모여서 같이 합숙 생활을 하며 HPC 제품 생
산 시 다른 회사보다 좋은 제품을 좀 더 빨리 출시했다는 내용이었는데요. 제품을 제작하여 소비자에게 공급
할 때 까지 concurrent engineering 말고도 가치공학, 게스트 엔지니어링 등 고려할 사항이 많다는 것을 알게
되었습니다. 제품 설계 및 제작에서 고려하고 중요시 생각해야할 것들엔 무엇이 더 있는지 궁금합니다.
> 문화 (Culture), 역사(History), 예술(Art)…
Q. Concurrent engineering
200721342 정재민
설계와 제조가 동시에 이루어진다는 점을 볼 때, 과정이 줄고 예산도 줄고 좋은점도 많을 것입니다만, 앞으
로의 기계공학은 공학도 한사람 한사람이 한 기계의 모든 부분에 대해 알고 이해할 수 있는 전문가가 되어야
하는데 그렇게 되다보면 자동적으로 분업화가 되기보다는 기계공학도 소수 인원으로 모든 공장의 제어가 가
능해질 것입니다. 이 또한 아이폰, 아이패드 같은 여러기능을 가진 전자제품의 출현으로 기계공학에 대한 사
회의 수요가 줄어드는 것에 한 몫을 하지 않을까요?
> 모든 부분을 이해할 필요는 없다.
Q&A
12-1 동시공학 (concurrent engineering)
동시공학 (concurrent engineering)
1. 동시공학의 정의와 역사적 배경
► 동시공학(concurrent engineering)은
• 단기간 내에 시장에서 최고의 품질로 가장 경쟁력 있는 가격의 새로운 제품을 개발하는 과정을
운영하는 생산철학 임.
• 동시공학이란 제품 및 그에 관련된 제조 및 지원부문을 포함한 여러 과정을 동시적이며
병행적으로 설계하기 위한 시스템 관점의 접근방법임.
• 이 접근방법의 목적은 개념설정에서부터 폐기에 이르기까지 제품의 전체 수명주기에 포함된
모든 요소(품질, 비용, 계획 및 사용자의 요구조건)를 처음부터 고려하는 것임.
2. 동시공학과 전통적 방법과의 비교
[1] 전통적 생산방식
• 생산을 위한 각 기능들이 연속적으로
나름대로의 계획을 실행하고 그 결과를
다음 기능으로 전달하는 방식
• 문제점
생산을 위한 다양한 기능 사이에
상호작용이 전혀 없거나 거의 없으며,
각 기능이 서로 분리되어 있음.
설계공학
설계
검증
원형
검토
재설계
재검증
생산
시험
품질시험제도
그림 1. 전통적 방법에 의한 설계ㆍ생산 및 검사과정
Q&A
12-1 동시공학 (concurrent engineering)
[2] 동시공학에 의한 생산방식
• 각 기능간의 교류 및 협력을 증대시키고 제품의 개발과 설계의 처음 과정에서부터
동시에 그 일과 밀접하게 관련된 모든 분야들로부터의 평가 및 제안을 이용한다는 특징.
• 제품설계단계에서 제품설계팀과 분야별 전문가들이 병행하여 설계에 참여하고,
• 원형(prototype)시험과 모의제조실험(manufacturing simulation)을 통해 제조설계 이전에
• 철저한 준비를 하여 전통적 방법에 의했을 때 흔히 발생하는
• 설비계획시 제품설계가 변형되거나 재설계를 하게 되는 일이 없게 한다
동시공학접근방법
수행능력
시험성
제조성
검증
설계
검토
생산
서비스
원가
품질
그림 2. 동시공학적 접근방법
시험
제12장 동시공학과 생산공정사례
12-1 동시공학 (concurrent engineering)
3. 동시공학의 이점 및 방해요인
1) 동시공학의 이점
(1) 신기술 발전에 신속한 대응
(2) 품질의 향상
도입단계
성장단계
성숙단계
쇠퇴단계
(3) 개발 및 설계시간의 단축
(5) 다품종소량생산의 가능
(6) 생산비용의 절감
2) 동시공학을 방해하는 요인
(1) 권위주의적 사고방식
(2) 정보교환 인프라의 구축
(3) 장기적인 전략의 부재
판매량
(4) 신속한 제품출시
그림 12-5 제품생명주기
제12장 동시공학과 생산공정사례
4. 동시공학을 이루는 요소
1) 조 직(organization)
2) 정보교환기반(communication infrastructure)
3) 사 양(requirements)
4) 제품개발(product development)
(1) 생산을 위한 설계(design for manufacturing)
(2) 데이터베이스의 구축
(3) 최적화된 설계공정
5. 변화력
1) 기 술(technology)
(1) 최신 기술정보의 습득
(2) 최신기술의 개발에 적용
(3) 기술적 제휴 및 협력
2) 경 영(management)
(1) 팀의 구성
(2) 프로젝트 관리기법
12-1 동시공학 (concurrent engineering)
Q&A
Q. 재료 선정.
200821202 문병호
첨부파일과 같이 온도가 다 다른 상태에서 재료를 선정할 때는 각 부분마다 다 다른 재료를 써야 할것 같습니
다. 그런데 그 경계점이 애매하다고 생각됩니다. 온도가 부분부분 정확히 다른 것이 아니라 차츰차츰 변화된
다면 ~ 예를들어 1000도->500도 로 변하는게 아니라 1000->900->....->500으로 변하는 것이라면 재료를 선
정 할때 어떤 식의 방법이 적합한지 궁금합니다.
전자의 방식으로 선택하자면 그 경계점에서 하자가 발생할 수도 있을 것 같고 온도변화 구간에 맞춰 세세히
선정한다면 경제성이 많이 떨어질 것 같고 제 머리로는 어떻게 선정하는지 참 애매모호합니다.
> 최고 온도에 맞추면 된다. 온도만이 재료 선정의 기준이 되는 것이 아니라 부식, 마찰, 반사성 등에 따라
결정된다.
Q&A
Q. All-Aluminum Automobile
200821102 강동현
경량화에 따른 강도의 손실이 있지 않을까?
> 자동차 재료 중 1㎏의 강을 알루미늄으로 대체할 경우 22.9㎏의 CO2 배출을 줄일 수 있다. 또한 환경적인
면에서 보면 알루미늄의 경우 지구상에서 가장 재활용성이 뛰어난 재료로서 재활용을 하여 인고트를 만
들 경우 95%의 에너지를 절약할 수 있다. > 금속복합재료를 이용하면 된다. 유리/탄소섬유 복합
Q. All-Aluminum Automobile
200821362 정진욱
알루미늄으로 만든 오토바이와 차 골격이 있는데 알루미늄으로 만들면 비교적 강도가 약해 위험성이 있지
않은지 강화 시킨다면 어떤 금속과 합금을 하는게 좋은지 어느정도 섞는게 좋은지 궁금합니다.
> 합금원소로써 첨가되는 원소는 알루미늄에 고용될 수 있는 Mg, Cu, Zn과 Si등이 있으며, 조직을 제어하기
위해서는 Cr, Mn 그리고 Zr 등의 원소가 사용된다.
합금의 화학조성
종류
합금의 적용 예
Cu
Si
Mg
Zn
Fe
Mn
Ni
Ti
Pb
Sn
Cr
AC2B
2.04.0
5.07.0
0.05
1.0
1.0
0.50
0.35
0.20
0.20
0.10
0.20
벨브 몸체, 크랭크 케이스, 클러치
하우징
AC4B
2.04.0
7.010.0
0.50
1.0
1.0
0.50
0.35
0.20
0.20
0.10
0.20
크랭크 케이스, 실린더 헤드, 항공
기용 전장품
AC4C
0.25
6.57.5
0.250.45
0.35
0.55
0.35
0.10
0.20
0.10
0.05
0.20
유압부품, 항공기 핏팅류, 소형 선
박용, 엔진부품
AC4CH
0.20
6.57.5
0.200.45
0.10
0.20
0.10
0.05
0.20
0.05
0.05
0.15
자동차 wheel, 항공기 엔진 부품
및 유압 부품
AC4D
1.01.5
4.55.5
0.400.6
0.30
0.6
0.50
0.20
0.20
0.10
0.05
0.15
Cylinder head, 크랭크케이스, 실
린더 블록, 연료펌프 몸체
AC8A
0.81.3
11.013.0
0.71.3
0.15
0.8
0.15
0.81.5
0.20
0.05
0.05
0.10
Piston, 폴리, 베어링
ADC10
2.44.0
7.59.5
0.3
1.0
1.3
0.5
0.5
-
-
0.3
-
ADC12
1.53.5
9.612.0
0.3
1.0
1.3
0.5
0.5
-
-
0.3
-
Q&A
Q. Manufacturing process
200821146 김병건
Solidification Processes; 열을 가하여 liquid 또는 plastic state 로 만들어 가공
강에 열을 가하면 열에 의한 산화나 성질이 변화?
가공중 재료의 변형을 막기 위해 단순히 열만 가하지 않을 것 같은데 어떤 과정을 거치는지?
> 환원로, 진공로
Q. Manufacturing process
200821362 정진욱
제철소의 용광로에서 용융된 금속을 담는 용기는 녹는점이 높겠지만 다른 금속들의 녹는점을 높이려면 어떤
방법이 있는지 궁금합니다.
????
Q. Manufacturing process
200721122 김건우
주조법; 사형주조(모래)와 다이주조(압력) 인베스트먼트주조(석고)은 어떤 식의 주조방법인지 이해가 되나 소
모 거품 주조 같은 경우는 어떤식으로 주조를 하는지 궁금합니다.
> ???
Q. Manufacturing process
200721122 김건우
성형작업; 열간가공은 재결정 온도 이상에서 행하여지고 냉간가공은 재결정온도 이하에서 됩니다. 열간가공과
냉간가공작업이 정확히 어떻게 이루어지는 작업인지 궁금합니다.
> 맞다.
Q. Manufacturing process
200721172 김세훈
Metallurgy (야금술) 은 어떤것입니까? 금속을 녹여 틀에 붓는 주조와는 다른 것입니까?
> powder
Q&A
Q. Manufacturing process
200721242 손제득
property enhancing processing의 방법에 heat treatment 방법 한가지만 제시되어 있습니다
열처리 이외에 물질 구성요소를 강화시킬수 있는 다른 방법이 있는지 알고 싶습니다
> casting, forming… surface treatment
Q. Manufacturing process
200721122 김건우
금속 특수가공 중에서 전해가공. 전해가공은 전기도금의 방법을 역으로 적용시킨 것입니다. 의외로 방법도
크게 어렵지 않고 금속끼리 부딪히는 방법도 아닙니다. 전해가공의 특징은 아무리 강한 금속도 가공할 수 있
다는 것인데요. 어떠한 금속을 가공전에 이렇게 작은단위로 전기분해를 실시하면 표면처리가 잘되어 보일지
는 모르지만 실상 그 속을 보면 다른 절삭이나 비절삭 가공보다는 분자단위로 보면 더 거칠 것 같습니다???
가공 후 코팅이나 라이징을 한다고 해도 100% 될 수 는 없기 때문에 다른 금속가공 시보다 녹이 생기기가 쉬
울 것 같습니다. 전해가공에서 이러한 점이 없는지 그리고 다른 특수 가공중 지금 많이 쓰이는 특수가공법엔
무엇이 있는지 궁금합니다.
> 참고
Q. Manufacturing process
200821362 정진욱
제조과정에서 단조, 주조, 사출 등 여러 방식이 있는데 각각 어느경우에 사용하면 장점이 좋은지 궁금합니다.
> 설명
Q. Manufacturing process
200821250학번 서지훈
Handout에 나와 있는 Solidification Processes, Particulate Processing, Deformation Processing, Material
Removing Process 중에서 현재 우리나라에서는 어떤 processing이 많이 사용되고 있는지 궁금합니다.
> 대량생산 deformation process
Q&A
개요
특수가공의 분류
1. 물리적 가공
1-1. 전기가공 (전기에너지)
- 제거가공 (방전가공, 전자빔가공, 이온가공, 플라즈마가공)
- 부착가공 (방전소결, 전자빔용접, 점자빔증착, 플라즈마용접/용사, 이온플레이팅, 스퍼터 증착)
- 변형가공 (방전성형)
1-2. 자기가공 (자기에너지)
- 변형가공 (전자성형)
1-3. 광가공 (광에너지)
- 제거가공 (레이저가공)
- 부착가공 (레이저용접)
1-4. 음향가공 (음향에너지)
- 제거가공 (초음파가공)
- 부착가공 (초음파용접)
2. 화학적 가공
2-1. 화학가공 (화학에너지)
- 제거가공 (화학연마, 화학연삭, 포토에칭, 케미칼밀링)
- 부착가공 (화학기상증착, 무전해도금)
- 변형가공 (폭발성형)
2-2. 전기화학가공 (전기화학에너지)
- 제거가공 (전해연마, 전해연삭, 전해가공)
- 부착가공 (전기도금, 전기주조)
Q&A
전해가공(Electro-Chemical Machining)
전해가공(Electro-Chemical Machining)
전해가공(ECM:electrochemical machining) : 공작물을 양극(anode)으로 하고 공구를 음극(cathode)으로
하여 전해액(electroyte)이 전기화학적 작용으로 공작물을 전기분해시켜 제거하는 가공공정.
구성
Programmable
feed ram
platen
vdc

고전류 저전압 직류전원 사용
manifold
cathod
part
(anode)
final
gap
공작물은 전도체

전해액 : 전기분해와 냉각작용
final
filter
side gap
Fixture
Platen
Insulation
plate
from filteration
적용
임의단면의 관통구멍 가공
heat exchanger
막힌 구멍의 가공
복잡한 외형의 가공(터빈 블레이드)
cooling out
거대한 금속슬러그의 와이어 절삭
cooling in
성형 공동의 가공(단조금형)
electrolyte
tank
constant drain to filteration
전해가공기의 개략도
high-pressure
pump
Q&A
Q. Manufacturing 방식
200821302 이관수
5가지 중에서 Low/Medium/Mass/Quantity Production을 단어 뜻이나 내용만으로는 정확하게 구분하질
못하겠습니다. 그리고 생산가공 예제들이 각각 어디에 해당되는지 알고 싶습니다.
> 수공업, 소량/제거/성형
Q. Manufacturing 방식
200821332 이현석
Manufactruing - Medium Production 방식 설명에 보면 간헐생산과 단위생산의 구분 방법이 제품의 종류
로 구분이 된다고 되어 있는데 soft product, hard product 가 무엇을 말하는 것인지 잘 모르겠습니다.
> 유연성
Q. Manufacturing 방식
200821332 이현석
Manufacturing - Mass production 방식 설명에 보면 대량 생산 방식(Quantity production)과 일괄 작업 생
산(Flow line production) 방식으로 나누어 진다고 되어 있습니다. 여기서 대량 생산 방식이 나사나 볼트
이런 단순한 부품들을 만들어 내는 과정이고, 일괄 작업 생산이 이런 부품들을 조합하여 하나의 완성품
을 만들어내는 과정을 말하는 것입니까? 그렇다면 보통 일반적인 하청업체들이 대량 생산 방식을 택하
고, 대기업들이 거기서 만든 부품들을 사서 하나의 완성품을 만들어 내는 일괄 작업 생산 방식을 택해서
물건을 만들어 낸다 라고 해도 되나요? 예가 없어서 잘 이해가 되지 않아서 질문 드립니다.
> 맞습니다.
Q&A
QQ.
200821402 최지환
제품을 조립하는데 필요한 조립체들을 어떤걸 사고 만들지 결정해야하는지 정해야하며 보통 경제적인 방법이
부속 조립체를 사는것이라고 되어있습니다.
일반적으로 제품을 설계할때 부속을 기존에 시중에 있는 부품을 사서 쓰는 것과 설계할 제품에 따라 부품을
맞춤제작하는 방법이 있을것 같습니다. 전자로 하였을 때는 최초에 구상한 제품을 수급가능한 부품에 따라
여러가지 제한이 많이 걸릴 수도 있을것같고 후자의 방법으로 하여 비용이 좀 더 드는 것을 감안하더라도
자신이 구상한 제품의 설계에 맞춰서 부품을 맞춤제작하여 구하는 것도 좋은 방법인거 같습니다만
일반적으로는 처음에 구상한 제품을 그대로 제작하는 것이 불가능할 때 최초설계에 최대한 맞추어서 부속을
맞춤제작하는 것과 구하기 쉬운 부속/부품에 제품의 설계를 맞추는 것 중에서 보통 어떤 방법을 사용하며
어떤 점에서 유익한지 알고 싶습니다.
 수량과 경제성
그리고 제품 출시전 시제품으로 사전 시장 평가를 진행하는 경우가 많은데 예를들어 애플이나 삼성 같은 큰
대기업에서는 사전유출을 꺼려하여 유출시 소송을 진행하는 등 최대한 시장노출을 꺼리는 경우를 많이
보았습니다.
그래도 저는 사전 시장 평가가 중요하다고 생각되지만 만약에 제품을 출시하기 전에 굳이 시제품으로
시장평가를 하지 않아도 어느정도의 전망이 보인다면 과감히 생략하는 것은 좋은 방법인지 알고싶습니다.
> Challenge vs. Risk
Q&A
QQQ. 생산가공을 위한 설계
200714130 김성재
배경지식
1. 부품의 공차.
2. 부품 조립시 볼트 결합
문제의식
1. 고속스핀들 > 빠른 회전 >많은 열 발생 >부품의 열 팽창 유발 >
2. 정확도와 정밀도가 악화.
해결방안
어떤 대책을 강구해서 만들어지는가?
공차를 고려하여 만들 경우 나사가 확실하게 결합되는가?
Q&A
고속가공기의 주요부 요구 성능
 고속•고정도 주축부
두산인프라코어 비디오
 고속•고정도 이송계
LM Guide
Built-in Motor
Spindle
Ceramic Ball
Bearing
Magnetic Bearing
 고속•고정도
디지털 제어부
Air Spindle
고속 PMC
나노제어
Network 기능
Open CNC
원격진단
Q&A
장시간 연마 공정에서 신호 drift 현상 발생
- 장시간 모터 사용으로 발생한 열에 의한 열팽창이 원인
Q&A
단열재를 삽입하여 센서를 발열부에서 분리
구조 변경 후 연마 헤드의 형태
발열부를 분리하기 위한 구조 변경
Q&A
열화상 카메라를 통해서 연마 헤드 부분의 온도 변화를 관찰
- 모터에서 발생한 열이 감속기를 통해서 전달됨을 확인
모터와 감속기 사이에
단열재 삽입 후 마찰력
측정
 신호 drift 현상 해결
Q&A
-Accuracy & Precision
-Systematic and random
-Ultra-precision
-Processing energy density
-Atomic bonding energy
-Atom craft
Q&A
Q. 접합(Joinning)
200721152
김 완 희
>>> 18장
Q1. Mechanical fastening에서 Threaded fasteners 와 Permanent fastening methods가 있는데 자동차에 접합
에 사용하는 주요기술은 Self-piercing rivet와 Clinching 이라고 하는데 이 두 가지 기술은 무엇인지 책에 언급된
두 가지와 어떤 차이가 있는지 알고 싶습니다.
A. Joining - welding, brazing, soldering, and adhesive bonding >> form a permanent joint between parts
Assembly - mechanical methods (usually) of fastening parts together, Some of these methods allow for
easy disassembly, while others do not
2. 같은 재료가 아닌 다른 종류간의 접합(예를 들면 플라스틱과 스틸)은 어떤 방식으로 접합할 수 있는지 알고
싶습니다.
A. Adhesive bonding
Q&A
기계공작법_200821162_김주한
Q. 기계생산과정중 볼트와 너트를 조립하는 경우가 있습니다. 그 때 진동을 요하는 설비이거나 반복적인
힘을 받거나 주는 설비일 경우 볼트와 너트가 풀리게 되는데, 그러면 생산시에 허용토크를 생각하고 만
들어야 됩니다. 허용토크를 적용해서 어떻게 기계를 생산하는지 알고 싶습니다.
A. Assembly method to easy disassembly.
Q. 절삭가공시에 레이져로 자를때가 있고 글라인더날로 자를때가 있는데 정확히 어떤경우에 레이져로
자르고 글라인더로 자르는지 알고싶습니다. 또한 다른방법으로 절삭하는 방법도 알고싶습니다.
A. Sawing, band saw, wire saw, flame cutting, Energy beam (Laser, ion, electron, X-ray), Wire EDM,
water jet, water jet guided laser..
Q. 취성이 강한 물질을 생산가공하는 방법은 있는지도 알고싶습니다.
A. Ceramic > Powder metallurgy (Hot press + sintering), Coating (PVD, CVD)
Q. 철같은 물질을 자를때 전단응력때문에 끝쪽부분에 거칠게 모가 생깁니다. 나무는 사포로 부드럽게 하
면 되지만 철을 어떻게 해야하는지 알고싶습니다.
A. Deburring, chamfering, rounding by mechanical tool or grinding tool > Automatic machine tool
Q. 압연을 할때 연성과 전성이 큰 물질을 압력을 가해서 밀어넣는 것인데 반대로 생각해서 연성과 전성이
거의 없는 물질을 압력을 줘서 밀어넣어도 입구의 크기만 달라질 뿐 똑같이 압축되는 것이라고 생각되는
데 왜 굳이 연성과 전성이 큰 물질을 압축해서 밀어넣는지 알고싶습니다.
A. Easy to deform with low mechanical energy, life of die & mold
Q&A
2분반 김승주
Q. CUTTING
기계들중 사람들의 힘을 에너지 원으로 하는 것들 (톱, 가위, 커트칼 등)은 자르는 단면이 대부분 뾰족한 평면으
로 되어있거나 삼각형 혹은 사각형모양이 지그재그로 되어있습니다. 하지만 프린트물에 나와있는 전기를
이용하여 절삭하는 기계들(드릴, 글라인더, 밀러 등)은 대부분 자르는 단면이 곡선으로 되어있는데 이런
기계들이 더욱 단단한 강철이나 합금을 잘 자릅니다.
분명히 곡면의 단면이 절삭에 유리하기 때문에 더 큰 강도의 물질을 자르는데 이용하는 것인데 손을 이용해서
자르는 것들은 곡면의 단면을 가진 기계로 만들지 않는지 궁금합니다. 또 직선형보다 곡선형의 단면이 왜
절삭에 유리한지 궁금합니다.
A. 전단면에 압력 집중을 위해 SHARP EDGE필요, 그러나 EDGE CHIPPING이 문제, 둥글게 하여 해결하고
절삭면을 크게하여 비교적 긴 절삭칩이 발생토록 유도.
Q. COGGING
"구멍뚫기는 펀치를 대고 타격을 주어 구멍을 뚫거나, 지름이 큰 구멍일 때에는 엔빌의 혼(horn)부에 끼우고 확
대한다.“ 엔빌의 뜻은 "anvil 모루(대장간에서 뜨거운 금속을 올려놓고 두드릴 때 쓰는 쇠로 된 대) "이고
혼의 뜻은 "[공업] 구멍을 완성하는 데 쓰는 연마 공구"
입니다. 인터넷을 계속 찾아봤지만 매커니즘에 대한 설명은 안나와 있습니다. 큰 구멍을 뚫을때 구멍을 뚫은다
음 그부위는 늘려서 원하는 크기의 구멍을 만드는것 같은데 거기에 대한 메커니즘이 궁금합니다.
Q&A
풍력 발전용 주요 부품-3 (Pitch & Yaw Bearing)
Q&A
2분반 서준영
1. p35~p37
Low production (<= 200), Medium production (10000~20000), Mass production (>50000)
이라면, 200~10000 / 20000~50000 이 사이의 개수를 제조할 때는 어떤 Manufacturing 방식을 취합니까?
A. 어떻게 할까요?
2. p40
전통적인 설계방식의 단점(1)의 구체적인 사례를 알고 싶습니다.
A. 설계와 제조사이의 불일치로 인한 개발 및 양산 지연
3. p40
현대의 설계과정인 동시공학의 장단점은 어떤 것이 있습니까?
A. 추가 자료 참조
Q&A
Q. 포아송비
2분반 200621132 김도홍
포아송의 비는 예를 들면 인장력을 받을경우 재료의 길이의 신장에 따른 단면의 감소량의 비를 나타낸값으로
물체별로 고유의 특성을 나타내는 척도라고 볼수 있는데. 이 포아송의 비가. 연성재료와 취성재료에 각각 어
떻게 다르게 적용되는지 궁금합니다.
A. SiC 0.16 Si3N 0.28 Cermet 0.2
Zr02 0.3 Al2O3 0.23 금속이 0.2~0.4 > 0.3dlamfh 큰 차이가 없다.
Q. 공업재료
4장 세라믹에서, 우선 세라믹의 정의는 비금속원소(산소, 질소,수소등등)와 금속원소 합성물 또는 준금속원소
를 지칭하는것인데. 일부 생활에 많이 쓰이는 금속 대표적인 철, 알루미늄 등등은 초기 자연 상태에서 대다수
의 금속은 자연상태에서 큰 반응성으로 산소등 비금속원소와 결합되어있는 형태인걸로 아는데(예 산화철, 산
화 알루미늄 등등) 그러면 자연상태의 금속성물질은 세라믹의 일종이라고 볼수 있습니까?
A. 금속의 산화물, 탄화물, 질화물
제3장 재료의 가공특성
3-2 인장시험과 소재의 변형거동
표 3-1 각종 공업용 재료의 기계적 성질
금속재료(가공용)
알루미늄 및 합금
구리 및 합금
납 및 합금
마그네슘 및 합금
몰리브덴 및 합금
니켈 및 합금
강
티타늄 및 합금
텅스텐 및 합금
E[GPa]
Y[MPa]
UTS[MPa]
표점거리 50mm의
연신율[%]
69∼79
105∼150
14
41∼45
330∼360
180∼214
190∼200
80∼130
350∼400
35∼550
76∼1,100
14
130∼305
80∼2,070
105∼1,200
205∼1,725
344∼1,380
550∼690
30∼600
140∼1,310
20∼55
240∼380
90∼2,340
345∼1,450
415∼1,750
415∼1,450
620∼760
45∼4
65∼3
50∼9
21∼5
40∼30
60∼5
65∼2
25∼7
0
0.31∼0.34
0.33∼0.35
0.43
0.29∼0.35
0.32
0.31
0.28∼0.33
0.31∼0.34
0.27
70∼1,000
820∼1,050
70∼80
0.01∼0.1
1.4∼3.4
2∼50
3.5∼17
380
275∼415
73∼85
62∼117
-
140∼2,600
140
7∼80
20∼120
35∼170
3,500
2,000∼3,000
3,500∼4,600
2,800
0
0
1,000∼5
10∼1
0
0
0
0
0
0.2
0.24
0.5
0.32∼0.40
0.34
-
푸아송비
비금속재료
세라믹
다이아몬드
유리 및 도기
고무
열가소성 플라스틱
강화된 열가소성 플라스틱
열경화성 플라스틱
보론섬유
탄소섬유
유리섬유
케블라섬유
주 : E, Y, UTS의 범위 중 최저값과 연신율의 범위 중 최고값은 순금속에 해당함. 표준단위 MPa를 영미단위 psi로 환산할 때는
145를 곱함. 즉, 100MPa＝14,500psi.
Q&A
6분반 200721110 고봉수.
기계공작법 개요에 보면 '원재료에 외력을 가하거나 열을 가하여 원하는 모양으로 변형시켜 제품을 만드는 것
이다.‘ 라고 되어있는데, 그런 열처리법중 '열박음' 이라고 해서 접합부를 공차없이 열처리만으로 접합시키
는 기법이 있다 알고 있습니다. 그런데 열처리를 하게 되면 재료의 성질이 변할 가능성이 있는데, 그것은
재료를 조립하려는 목적 외의 결과라 볼 수 있다 생각합니다. 실제 처리과정에서는 어떤 원리로 그것을 극
복하는지 알고 싶습니다.
A. 열박음은 열처리 기술이 아니다. 이는 두 물체를 영구체결 (Joining)하는 방법의 하나로 보아야 한다.
열을 가하여 변형하기 쉽게 한 다음 억지끼워 자연 냉각시킨다 . 약간의 수축은 있지만 두 물체가 함께 냉
각되므로 계면에서 간격이 생기지는 않는다. 재료가 냉각되면 원래의 성질로 돌아가므로 변하지 않는다.
Q&A
Q. 생산공정
200821330 이한울
제가 수업내용을 살펴보며 궁금한 점은, Manufacturing Processes에서 많은 종류의 Processing 방법이 있
는데(Solidification, Particulate, 등) 각 방법의 장단점과 각 방법에 가장 적합한 재료는 무엇인가?
A.
1.
2.
3.
4.
Removal; 다품종소량
Adhesive; 조립, 대형
Transform; 대량 (주조- 주철, 경금속, 분말성형; 세라믹, 성형-철강,금속)
Trans-property; 품질 개선
Q. Manufacturing Processes 김동열
-Methods of Manufacturing 내용에 a,b,c,d,e 다섯가지의 간단한 제작방법이 나오는데 각각의 제작방법에
대한 장단점과 제작방법, 그리고 현재 어떤 방법이 잘 쓰이는지 또는 사용용도에 따라 어떤 방법들이
사용되는지에 대해 알고 싶습니다.
Q&A
Q. 2007 조희진
우리나라의 제조업을 바탕으로 급격히 산업화를 이루었고 그런 산업 인프라의 구축이 잘 되어 있기때문에
지금도 제조업이 잘 발달되있고 그 비중이 상당히 높다고 생각합니다.
최근에는 휴대폰을 예를 들었을때, 단순히 전화기에서 요즘은 스마트폰으로 즉 제조업에서도 패러다임의
전환이 일어나고 있다고 생각합니다. 이러한 관점에서 봤을때 향후의 제조업에 대한 방향이 어떻게 될지
그리고 그 전망이 굉장히 궁금합니다.
A. 고부가가치 제품의 제조업이 발달하면서 서비스업과 잘 연계 (스마트폰과 통신 그리고 APPL.)
Q&A
200821376 006분반 조재민
Q1.절삭 속도의 증가가 절삭 과정에 어떠한 영향을 미치는지 알고 싶습니다.
예를 들어 절삭 속도가 빨라져서 재료의 변형이나 생산품에 다른 영향을 줄 수도 있지 않은지 궁금합니다.
A. 대신 절입깊이 (Cutting depth)가 매우 낮아 절삭후에 공구를 만져도 차가울 경우가 많다. 따라서 생산
품에 열변형 등의 결함을 주지 않고 오히려 거울과 같은 면을 얻을 수 있다. 참조.
Q2.제조 원가를 줄이기 위해서 각 부분에서 하고 있는 실 사례에는 어떤 것들이 있습니까?
A. 정밀도를 요구하지 않는 부분은 거친 가공하거나 하지 않는다. / 인건비 감소를 위해 설비의 자동화 /
재료를 변경, 두 개 이상의 부품을 하나로 교체…
Q3. p18에 골프채 머리 부분을 생산 할 때 굳이 그러한 과정으로 하는 이유가 있는지 궁금합니다.
A. 그러면 어떻게 하는 것이 나을까요?
Q4. p28에All-Aluminum Automobile 차체 생산방법에 hand out 자료에 나온 방법 말고 다른 방법에는
어떠한 것들이 있고 차이점이 있는지 궁금합니다.
A.
Q5.solidification processing때 거푸집에 쇳물을 넣을 때 기포가 생겨서 생산품에 영향을 줄 수 있는데
이것을 해결하기 위한 방법은 어떻게 되는지 배우고 싶습니다.
A. 주조에서 공부합시다.
Q6. Particulate Processing때 금속 가루를 이용하여 압축을 하면서 열을 가해서 만드는데 이 방법과 금
속을 녹여서 쇳물을 만들어 생산하는 방법과 어떤 차이가 있는가 궁금합니다.
A. 소량에 유리, 조성을 자유롭게 조절할 수 있다. 취성재료에 유리
Q&A
개요
고속가공의 장점
품질향상
• 표면조도 양호
• 낮은 변형정도
• 진동 감소
• 낮은 절삭력
생산시간 감소
비용 감소
• 고속 절삭속도
• 이송속도 증가
• 소재 제거율 증가
• 유휴시간 단축
• 공작물당 가공시간 감소
• 공작기계의 운전시간 단축
• 건식가공
• 비납계 합금 가공
고정도 • 고능률 • 고품위 가공 실현 (납기단축) 가능