유압프레스의 단점을 극복하기 위해서 서보모트를 장착하여 성형속도를 높인 서보 유압프레스를 개발하게 되었으며, 특히나 서보모터를 국내산으로 적용하여 듀얼형으로 유압시스템의 효율성을 높여 최종적으로 개발함으로써 서보 유압프레스를 완전 국산화하였다. 또한 하사점 위치 제어의 용이성을 확보하기 위해 프레스 램용 메인 실린더에 톱니나사부를 만들어 임의의 위치에 정지할 수 있는 정지정도 및 하사점 위치 제어정밀도를 향상시켰으며, 유량의 미세 제어를 통해 프레스 램의 동작성을 개선코자 하였다. 다이쿠션은 메인 실린더와의 연계 제어를 통해 제품의 손상 방지 및 제품 추출의 용이성을 확보하였으며, 소재의 종류나 제품의 형상 특성에 따라 프리모션 제어가 가능한 지식기반형 자율제어 시스템을 적용하였다. 듀얼 서보시스템과 유압펌프가 연계구동함에 따라 기존 유압프레스 보다 약 40%이상의 에너지절감을 달성할 수 있을 것으로 예측되며, 현재 에코머신 인증제도에 대한 논의가 활발한 시점에서 매우 적합하고 필요한 하이브리드형 서보 유압프레스의 국산화 개발 사례라고 하겠다.

현재 전세계적으로 에너지 절감과 지구환경 보호를 위한 이산화탄소 가스 배출의 저감하는 피할 수 없는 생산제조산업 분야의 높은 장벽으로 다가서고 있다. 공작 기계류의 진보는 날이 갈수록 거듭되어 다양한 기술의 융복화 등 궁극적인 첨단 고도화에 이르고 있으나, 이와 같은 문제점들을 기본적으로 안고 있는 것은 사실이다. 그 대응 방안으로는 소성 성형 방식으로의 가능한 한 대체화가 될 수 있으며, 또한 기존에는 스프링 백 등의 고연성 등으로 인하여 성형이 곤란하여 기피하던 난성형재도 보다 경량화 등의 추세에 대응하기 위하여 불가피하게 사용되기 위해서도 획기적인 소성 성형 시스템을 필요로 한다. 이와 같은 차원에서 최근에 에코 융합화를 모색하는 새로운 서보모터 구동형 프레스 시스템의 도입이 적극적으로 이뤄지고 있으나 국내의 경우에는 국산화 개발이 늦어져 고부가가치 제품에 대한 기술종속성이 우려되고 있다. 최근 한국기계연구원을 중심으로 산학연 컨소시엄 형태로 산업원천기술개발사업의 일환인 지식기반 자율제어형 초정밀 디지털 서보프레스 시스템 개발에 관한 연구가 진행중이며, 기술선도국의 보유 기술 수위를 넘은 에코/정보/지식 융합화 모델을 궁국적으로 개발하고자 한다. 본문에서는 이에 대한 현재까지의 개발 진행 내용을 정리하여 간단히 요약하여 나타내었다.

국내는 수년전부터 저탄소 녹색성장 산업화에 부응하기 위하여 기존의 자동차, 가전 전자관련 산업뿐만 아니라 IT부품 및 반도체, 의료, 항공, 조선 등 첨단 및 주력산업의 고부가가치 부품생산에 있어서 에너지 절약과 효율향상을 위한 경량화 요구가 증대되면서 보다 진보된 기구방식의 초정밀 소성가공 성형 시스템인 서보모터 구동형 프레스 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 서보모터 구동형 프레스 관련 에코 인증 규격 설정을 위하여 일본, 독일 등 선도국들의 에코인증제도 운용 현황 및 국제 표준화 동향 등을 살펴보고 소개하고자 한다.

본 고에서는 산업용 제어장치로 그 응용범위가 확장되고 있는 서보시스템의 기술발전과정과 전동력 출력용량을 기준으로 적용가능 한 산업분야를 도시했고 시장으로부터 서보시스템에 요구되는 내용과 이에 대응하는 기술개발방향을 설명하였다. 관련기술 발전추이 코너를 통해 단위 자동화시스템을 구성하는 요소 주제인 서보드라이브, 영구자석모터 및 정밀센서분야의 기술발전 동향을 설명하였으며, 특히 대용량형 영구자석모터 개발과정에서 요구되는 기술상의 특징을 정리했고, 세부 설계기술인 전자기해석, 구조설계, 발열억제 및 시험평가분야에 대해 설명과 적용 사례를 나타냈다. 사출성형기를 대상으로 대형 서보모터의 실증사례를 보였고 유압하이브리드 방식과의 차별성을 소개했다. 향후 서보모터와 드라이브에 있어서의 기술 발전 방향에 대해 간략히 기술하였다.

지구 온난화와 더불어 화석에너지 고갈에 대한 우려로 에코바람이 불고 있다. 일본이나 독일 등 공작기계 선도국에서는 푸른 지구를 위해 에너지 절감형 기계 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 프레스기계에 대한 에너지 절감 노력은 서보프레스를 통해 이루어지고 있다. 수년 전부터 프레스 관련 공작기계 전시회에서의 신기술은 거의 대부분 서보프레스에 관한 것들이다. 일본에서는 2009년부터 성형기계 저문 전시회인 MF-Tokyo가 격년으로 열리고 있으며, 유럽에서는 EuroBLECH를 통해 서보프레스에 대한 신기술 경쟁이 이루어지고 있다. 본 고에서는 이들 전시회를 통해 보여지는 기계식 서보프레스의 기술개발 동향을 분석하고자 한다.

나노제품의 안전성은, 나노제품에 사용된 나노물질의 독성과 나노물질의 노출가능성을 동시에 고려함으로써 평가할 수 있다. 본 문서는 나노물질의 독성 데이터는 이미 확보된 것으로 가정하고, 나노제품의 안전성을 향상시키는 설계 절차에 대하여 기술한다. 나노제품에서 나노물질이 노출되는 정도를 기계적인 손상의 관점에서 평가함으로써 노출 가능성을 추정하고, 이 추정치를 나노물질의 독성값 및 노출 한계와 비교함으로써 나노제품의 안전성을 평가하거나 예측한다. 나노제품의 설계 단계에서 이러한 안전성 평가 및 예측 방안을 적용하는 방법을 설명한다.

최근 식품, 정밀화학, 바이오와 같은 다양한 산업분야에서 건조 기술에 대한 관심이 늘고 있다. 이에 다양한 피건조물의 건조를 위하여 다양한 건조기술이 사용되고 있으며, 그 중에서 동결건조 기술은 물리적/화학적 안전성, 생화학적 보존성 및 복원성 등의 특성을 갖기 때문에 각광받고 있다. 이러한 동결건조 기술을 기반으로 미세 입자 형태의 분말 제조를 가능하게 하기 위하여, 한국기계연구원에서는 고효율의 분무동결건조를 위한 장치의 개발을 진행하고 있다.

전 세계는 지구온난화와 고유가시대를 맞이하여 배출가스 규제에서 온실가스와 연비 규제로 확대되면서 그린카라는 새로운 용어가 등장하였다. 원유 고갈과 원전 불안으로 수송연료에도 신재생 에너지와 세일가스 등장에 큰 기대를 걸고 있으며, 새로운 에너지원을 사용하는 전기자동차와 수소연료전지 자동차의 개발도 활발이 진행되고 있으나 자동차시장의 형성은 각종 규제의 만족은 물론이고 경제성, 안전성, 편리성 등이 수반되어야 한다. 향후 세계 자동차시장은 에너지의 수급 사정과 시대의 요구 조건에 따라 크게 좌우되므로 각 국가별 여건을 고려하여 단계를 구분해서 그 시대에 가장 적합한 그린카 차종이 무엇인지를 신중하게 분석하여 산업화 정책을 추진해야 할 것이다. 이러한 관점에서 최근 기계연구원이 주축이 되어 개발하여 운행 중인 디젤하이브리드 자동차를 중심으로 세계 그린카 개발동향을 소개하고자 한다.

초전도 전력기기는 초전도체를 극저온으로 냉각, 전기저항이 없는 초전도 고유의 현상을 이용하여 중전 전력기기의 열손실 저감, 소형화 및 신뢰성 향상을 가능케 하며, 최근에는 고온 초전도 재료의 기술 수준이 향상되어 초전도 응용 영역이 확대되고 있다. 초전도 케이블을 포함한 초전도 전력기기는 운전 조건인 극저온 환경($-150^{\circ}C$이하)를 조성하기 위해 극저온 냉동기 기술이 핵심적인 기술이다. 극저온 냉동기는 냉각 용량에 따라 소용량(수~수십 W), 중용량(수백 W~수 kW), 대용량(수십 kW 이상)으로 구분할 수 있으며, 초전도 전력기기용 냉각시스템은 주로 중용량 극저온 냉동기의 활용도가 매우 높다. 현재 상용화된 극저온 냉동기를 분석하면, 중용량 극저온 냉동기로는 스터링 극저온 냉동기가 가장 적합하다. 따라서 본 고에서는 중용량 스터링 극저온 냉동기 기술에 대한 개발 현황을 살펴보도록 한다.

전통적인 산업용 로봇은 사전에 정해진 데로 단순반복 작업을 하기 위한 용도로서 대량생산라인의 현장에 많이 사용되어 왔고 자동화 생산라인의 핵심역할을 담당해 왔다. 하지만 최근에는 다품종 변량생산의 요구가 증대됨에 따라서 생산 환경 변화에 유연하게 대처할 수 있는 로봇의 수요가 증가하고 있고, 이에 인간작업자와 유사한 형태의 작업을 수행할 수 있는 양팔을 가지는 로봇의 개발이 진행되어 오고 있다. 본 논문에서는 이러한 양팔로봇, 특히 생산현장 적용을 목적으로 하는 산업용 양팔로봇의 개발 동향에 관한 기술한다.

철도차량용 제동장치 성능시험기는 제륜자의 마찰계수, 마모량, 열반점 등의 물리적 성질을 실차와 유사한 환경조건에서 시험을 수행함으로써 제륜자의 연구개발 및 성능평가의 목적으로 활용한다. 제륜자는 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환한다. 성능시험기는 철도차량의 주행 운동에너지에 해당하는 관성질량으로부터 회전 운동에너지에 해당하는 관성모멘트를 조성하여야 한다. 공용 시험기에서 각종 철도차량에 대한 관성모멘트를 기계적 관성모멘트인 플라이휠로 모의하기에는 용량도 크고 구조가 복합하여 현실적으로 한계가 있다. 본 연구에서는 기계적 관성모멘트의 한계를 극복하고자 전기적 관성모멘트를 부가적으로 활용하는 기법을 제시하고 이를 적용한 시험기를 소개하고자 한다. 이러한 연구는 시험기의 외형적인 크기를 줄이고 또한 각종 철도차량에서 요구하는 정량적인 관성질량의 모의가 가능하리라고 사료된다.