안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. bmw가 인 휠모터를 적용한다고 하는데 어떤 매커니즘인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기존 전기차의 구동모터는바퀴의 구동 축에 연결되는 방식 입니다만인휠모터는 말그대로 자동차의 바퀴 타이어 휠 안에모터가 들어있는 방식입니다.현재 자동차들은휠안에 제동에 필요한 브레이크 디스크 및 캘리퍼가 내장되어있으나인휠모터 구조는제동장치를 구동모터가 감싸는 형태로 됩니다.인휠모터 방식의 가장 큰 변화라면제자리에서 바로 차량을 회전시킬 수 있다는 점입니다.바퀴 4개에 모두 인훨모터가 장착되고4바퀴 조향까지 가능하게 설정된다면제자리 회전이 가능하고차가 그자리에서 바로 옆으로 이동하는 방법도 되기에수직 수평 주차가 이루어지는혁신적 시스템 이라 할 수 있겠습니다.
기계공학
Q. 인간의 골격을 기계로 대체할수 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 뼈같은 경우는 대체가 가능하구요그외 요즘은로봇기술의 발달로팔다리 기능 정도는 실제와 유사한 방법으로 보정기로 장착이 되는 수준입니다.뇌 신호를 읽어서 기계를 제어하는 기술도 발전하고 있기에마비환자가 로봇보조장치를 통해 움직임을 얻을 수 도 있습니다.그외 장기를 본다면일부 인공장기는 이미 사용되고 있으며(최근에는 더욱 성능좋은 인공심장도 나왔지요)그외 부분들도 아마 기술의 발전에 따라 모두 가능해 지는 시점이 오리라 봅니다.다만윤리적 측면 사회적 측면 문제가 발생하는데요신체 대부분이 기계로 대체되었을 경우인간이라는 정의에 대한 질문, 인간성의 본질에 대한 고민이 생깁ㄴ다.또한신체를 기계로 대체하는 과정에서 발생가능한 윤리적 문제개인의 자율성, 프라이버시,정체성 문제등을 고려해야 할겁니다.게다가 고급 로봇기술을 얼마든지 사용/ 교체가능한 사람과그렇지 못한 사람과의 격차발생이로인한 사회적 불평등 의 문제도 발생하게 되겠지요.
기계공학
Q. 기계치가 기계를 잘 이해 하기 좋은 방법있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계를 이해하기 위해서는아주 단순하게 부터 시작 하셔야 합니다.복잡하게 기계가 부품 수백개로 되어있는데그 부품하나하나를 이해하려 하지 마시고기본적으로어떤 목적의 기계인가그리고 그 목적달성을 위해서 어떻게 움직이는 기계인가부터 생각을 하시고 어떻게 움직여야겠지 라는 예상부터 하시고 기계를 다시 바라보시면그 기계에 대한 이해가 훨씬 쉬워집니다
기계공학
Q. 기계공학의 미래 발전 가능성에 대해 설명하고, 현재의 기술 트렌드와 연관지어 구체적인 응용 분야는?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학은 현대산업/ 기술발전에 핵심적인 부분을 담당합니다.이는 물리학.전기공학. 소재공학, 수학 등 다양한 학문을 융합하여 기계 시스템을 제조/설계/운영 하는 데 있어핵심적 역할을 수행합니다.또한새로운 기술과 혁신을 통한사회/ 산업 발전을 유도하는 핵심역할을 하고있습니다.예를 들면3D 프린팅 기술을 활용, 다양하고 복잡한 구조의 부품을 한번에 가능한 기술이 발전 중입니다.이를 바탕으로 제조과정의 효율성, 비용절감 인공지능 빅테이터 기술까지 접목하여기계시스템의 성능을 최적화/유지보수 효율성을 꾀합니다.또한 환경보호/ 에너지 효율성 증대 분야에도 힘을 쏟는중입니다.신재생에너지/ 친환경 자동차/ 에너지 저장장치 등 연구로친환경적이면서 지속가능한 사회 구현에 이바지 하는 중입니다.그외에도 의료/ 항공우주 등 분야에도 응용되어인간의 삶의 질의 수준을 새로운 차원으로 끌어올리는 역할을 수행중입니다
기계공학
Q. 포텐셜 에너지의 개념과 활용도는 무엇이있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.포텐셜 에너지는물체의위치나 형태에 의해 가지는 에너지로서그 에너지가 운동에너지로 변환될 수 있는 물체의 능력을 말합니다.물체를 들어올릴 때 그 물체는 중력에 의한 포텐셜에너지가 존재합니다.높을수록 중력에 의한 포텐셜이 증가하며이는 낙하하면서 운동에너지로 변환됩니다.그 외탄성에너지에 의한 포텐셜도 있습니다.예를 들면 스프링을 늘리거나 압축시키면 탄성에너지가 축적되는데이것이 원래대로 돌아가려는 힘입니다또한전기적 상호작용에 의해 발생하는전기 포텐셜 에너지도 있습니다전기적 양전하 띄는 물체는서로 다익거나 밀어내는 힘이 발생하는데이것은 그들사이 전기적인 포텐셜에너지가 존재하기 때문입니다.기계시스템에서 가장 쉽게 이해할 수 있는 예를 본다면수력발전이나 조력발전을 예로 들 수 있습니다.물을 높은곳에서 아래쪽으로 이동시킬 때 터빈을 돌리고 전기를 생산하는 것이죠물의 중력에 의한 포텐셜 에너지가 활용 됩니다.기계 가공 분야에서는 수도없이 사용되는 부분입니다만밀링 가공 분야에서도 많이 사용됩니다.한 예로5축 NC 밀링 가공에서공구와 가공물간의 충돌, 간섭을 피하기 위해포텐셜 에너지 방법을 이용한 경우가 있는데공구 접촉면에서의 공구 이동체적과가공 곡면의 곡율 차이를 최소화시켜가공 효율을 최대화 하는 방법입니다.가상의 정전기를 부하하는 방법을 이용해서 충돌을 피하는 방식으로공구 모양의 종류와 상관없이 적용한 방식이고엔드 밀리과 사이드 밀링에 모두 적용가능하며충돌 발생 시포텐셜 에너지의 구배 계산에 의해 충돌이 없는 방향을 쉽게 찾아낼 수 있는 방식입니다.