헬로티 서재창 기자 | 현업 실무자가 가진 현실적인 궁금증을 전문가가 현명하게 직접 답해주는 [산업지식인] 입니다. 산업지식인은 스마트 팩토리, 머신비전, RPA, 3D프린팅 등 첨단 기술과 연관된 솔루션과 해당 산업 동향을 다룹니다. 이 과정에서 ‘이 용어는 무슨 뜻이지?’, ‘이 솔루션을 도입했을 때의 장점은?’ 등 다양한 질문들이 떠오를 텐데요. 산업지식인에서는 질문의 종류와 상관없이 전문가의 이론과 경험이 담긴 생생한 답변을 들을 수 있습니다. 앞으로 산업지식인은 산업 현장에 있는 실무자가 혁신 기술과 가까워질 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 이번에는 세 차례에 걸쳐 산업용 이더넷 케이블을 다뤄보려 하는데요. 첫 번째로 다룰 내용은 ‘처음 만나는 산업용 이더넷 케이블 테스트 - PoE 케이블 편’입니다. 날로 많은 비중을 차지하는 PoE(Power Over Ethernet) 기술은 일반 트위스티드 케이블에 비해 높은 안전성을 갖췄다는 평가를 받습니다. 이더넷의 글로벌 컨소시엄인 이더넷 얼라이언스에서는 최근 PoE 2세대 인증 프로그램을 발표했습니다. 이처럼 업계에서는 제조사마다 다른 방식의 PoE 기술을 표준
헬로티 이동재 기자 | 열을 전기로 바꾸는 열전 발전기를 손톱보다 더 작게 만드는 기술이 개발됐다. UNIST 신소재공학부의 손재성·채한기 교수팀이 열전 발전기내의 열전 모듈을 수백 마이크로미터 크기로 작게 만드는 데 성공했다. 개발된 열전 발전 모듈을 초소형 전자기기에 적용하면, 독립적 구동이 가능해 사물인터넷이나 무선 센서, 착용하는 전자기기의 시대가 본격적으로 열릴 수 있다. 열전 발전 모듈은 평편한 필름 형태 보다는 폭은 좁고 길이는 긴 필라멘트 형태가 더 좋다. 발전기 최대 출력이 모듈 내부의 온도차에 비례하기 때문이다. 하지만 기존에는 3D 구조인 필라멘트 형태를 마이크로미터 단위로 작게 제작할 기술이 없었다. 연구팀은 3D 직접 잉크 쓰기(3D direct ink writing) 기술에 주목했다. 3D 직접 잉크 쓰기 기술은 손 글씨를 써내듯 정교한 동시에 미세한 입체 구조를 만들 수 있는 기술이다. 3D 직접 잉크 쓰기에 적합한 열전 소재 잉크 개발이 관건이었는데, 열전 소재 입자 크기와 그 분포를 조절해 고점도의 잉크를 만들 수 있었다. 또 입자 표면 전하 조절로 바인더를 첨가한 이후에도 점도 감소가 없었다. 강도 강화를 위해 넣는 바인더는
헬로티 서재창 기자 | 노르딕 세미컨덕터 자산 추적 솔루션의 진화 자산 추적기는 이미 위치 모니터링을 넘어 빠르게 발전하고 있다. 최근에는 깨지기 쉬운 화물을 관리하기 위해 센서를 장착한 차세대 솔루션이 주목받고 있다. 일상으로의 복귀를 약속하는 것 외에도, 코로나 백신 출시는 세계 물류 시스템에 상당히 유의미한 스트레스 테스트 과제를 안겨줬다. 러시아와 중국 등은 국민의 면역을 위해 자체 개발한 백신을 이용하고 있지만, 대부분의 선진국은 미국 제약회사인 화이자와 모더나의 mRNA 백신에 의존하고 있다. 이들 회사는 전례 없는 수요를 충족시키기 위해 생산 및 유통을 계속 확대하고 있다. 국제항공운송협회에 따르면, 첫 배송 단계에서만 바이알 운송에 8000대 이상의 보잉 747 항공기가 필요한 것으로 알려졌다. 하지만 이는 시작에 불과하다. 전 세계의 건강을 지키기 위해 깨지기 쉬운 수백억 투여분의 백신을 전 세계 모든 지역으로 냉동 이송해야 한다. 적시 배송은 물론, 안전한 취급과 올바른 저온유통 체계가 유지되도록 물류 회사들은 무선 기술에서 해법을 찾고 있다. 무선 기술의 결합 무선 센서를 위해 이미 널리 사용되고 있는 안정적인 블루투스 LE 기반 추적 및
헬로티 서재창 기자 | IAR시스템즈 IIoT가 빠르게 발전하면서 스마트 엣지 디바이스 수요가 상당히 증가했다. 디바이스 측에서 계산을 수행할 수 있기에 IoT 어플리케이션에 지능형 네트워크 노드 역할을 수행해 환경 모니터링 요구 사항을 충족하고 어플리케이션 구성을 더 쉽고 빠르게 할 수 있다. 지속 혁신 가능한 IAR 임베디드 워크벤치 어드밴텍은 IoT 지능형 시스템과 임베디드 플랫폼 업계의 글로벌 리더로 16년 이상 IAR 시스템즈의 고객사였다. 어드밴텍은 데이터 수집 I/O 모듈의 설계 및 제조에서 IoT 솔루션용 컴파일러 공급사를 찾고 있다. 어드밴텍은 초창기 8051MCU를 개발했을 때 뛰어난 기능 때문에 IAR 임베디드 워크벤치를 선택했다. IAR 임베디드 워크벤치는 다양한 MCU를 지원하므로 Arm 기반 MCU로 전환할 때 IAR 임베디드 워크벤치를 사용해 지속적인 혁신이 가능하다. 애덤 린(Adam Lin) 어드밴텍 IIoT 사업부 수석 R&D 매니저는 “길고 신중한 평가 끝에 마침내 두 가지 이유로 IAR 임베디드 워크벤치를 선택했다. 첫째, 주류 MCU에 대한 지원이 상당히 광범위하다. 옛 프로젝트도 매우 완벽하다. 어떤 제조업체의
헬로티 서재창 기자 | 조용환(Yonghwan Cho) 선임 애플리케이션 엔지니어, 키스 솔루샤(Keith Szolusha) 애플리케이션 디렉터 / 아나로그디바이스 자동차 애플리케이션 회로는 방송 및 모바일 서비스 주파수 대역과 간섭을 피하기 위해 엄격한 EMI 표준을 만족해야 한다. 대부분의 경우, 사일런트 스위처 및 사일런트 스위처 2 솔루션은 이러한 EMI 표준을 만족하는 성능에서 상당한 차이를 만든다. 그렇다 하더라도 신중한 레이아웃은 언제나 필수다. 이 글에서는 특히 4-스위치 벅-부스트 컨트롤러를 위한 두 가지 가능한 솔루션을 살펴보고, EMI 챔버 결과를 비교해 보기로 한다. 4-스위치 벅-부스트는 벅 컨트롤러와 부스트 컨트롤러를 단일 IC에 결합한 것으로, 출력이 입력보다 낮을 때는 벅으로 동작하고 출력이 입력보다 높으면 부스트로 동작한다. 출력과 입력이 유사한 영역에서는 4개의 모든 스위치가 동작한다. 아나로그디바이스(이하 ADI)의 전력 제품 연구팀은 캘리포니아 산타클라라에 있는 사내 EMI 챔버를 사용해 원래의 듀얼 핫 루프 동기식 레이아웃의 효과를 알아보고, EMI 표준을 통과하기 위해 EMI 잡음을 억제하기 위한 대체 레이아웃 사용이
헬로티 전자기술 기자 | 현업 실무자가 가진 현실적인 궁금증을 전문가가 현명하게 직접 답해주는 [산업지식인] 입니다. 산업지식인은 스마트 팩토리, 머신비전, RPA, 3D프린팅 등 첨단 기술과 연관된 솔루션과 해당 산업 동향을 다룹니다. 이 과정에서 ‘이 용어는 무슨 뜻이지?’, ‘이 솔루션을 도입했을 때의 장점은?’ 등 다양한 질문들이 떠오를 텐데요. 산업지식인에서는 질문의 종류와 상관없이 전문가의 이론과 경험이 담긴 생생한 답변을 들을 수 있습니다. 앞으로 산업지식인은 산업 현장에 있는 실무자가 혁신 기술과 가까워질 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 이번 시간에 다뤄볼 내용은 ‘전기차 충전의 전력 관리 및 보호 솔루션’입니다. 전기는 자동차를 비롯한 미래 모빌리티의 주요 에너지원으로 손꼽힙니다. 전기 자동차에 대한 수요가 점차 증가함에 따라, 안전한 충전 시스템에 대한 요구도 동시에 증가하고 있죠. 리틀휴즈는 일찍이 자동차 퓨즈에 대한 산업 표준을 정의하고 회로 보호, 전력 제어 및 감지 분야에 뛰어들었습니다. 이와 함께 전기차 충전소를 위한 효율적인 시스템을 설계하는데 주력하고 있는데요. 리틀휴즈는 지난 7월 웨
오오니시 켄, 미쓰비시중공업주식회사 우리 주변에서는 인화성 가스를 취급하는 경우가 많이 있다. 라이터나 가스렌지 등과 같이 “의도적으로” 불을 붙이는 것을 제외하고, 주유소 등에서는 “우연히” 불이 붙는(폭발하는) 일이 없는 구조로 되어 있으며, 이를 위한 조치를 “방폭”이라고 한다. 전기를 사용하는 기기는 모두 인화성 가스 폭발의 원인, 즉 점화원이 될 가능성이 있으므로 폭발을 예방하기 위해 방폭의 엄격한 규격에 따라 방폭 형식 검정을 취득할 필요가 있다. 필자 등은 이전에 석유가스 플랜트에서 로봇에 요구되는 기능과 시장에 대해서 설명했다(그림 1). 여기서 석유가스 플랜트란 업스트림이라고 불리는 플랫폼(리그라고도 한다)이나 배에 굴착과 생산설비․저장설비를 갖춘 FPSO(Floating Production, Storage and Offloading system), 다운스트림이라고 하는 정제 공장이나 화학제품 공장, 그 사이를 잇는 파이프라인이나 비축 탱크 등을 가리킨다. 거의 모든 설비가 인화성 가스 환경 하에 있어 위험하기 때문에 사고(예를 들면 폭풍설이나 인화성 가스 누출 검지 시 등) 후의 상황 확인은 물론이고 일상적인 점검 업무 등에서도 로봇에 의한
타무라 요시히로, 미쓰비시중공업주식회사 원자력세그먼트 기계설계부 화재 예방 행정의 효과로 최근 화재 발생 건수는 감소 추세에 있으며, 2018년 화재 발생 건수는 3만 7981건으로 10년 전인 2008년 화재 발생 건수의 72.5%였다. 한편, 위험물 시설의 화재 및 유출 사고 건수는 증가 추세에 있으며, 화재가 206건, 유출이 403건의 합계 609건으로 과거 최대이다. 석유 콤비나트 등 특별 방재 구역의 특정 사업소[주1]에서 발생한 사고 건수는 최근 250건 전후 수준에서 줄어들지 않고 있으며, 2018년에는 과거 최다인 314건을 기록했다. 위험물 시설에서 발생한 화재의 대표적인 예가 2011년 동일본대지진으로 발생한 LPG 탱크 붕괴로 인해 누출된 가스의 착화가 원인인 LPG 탱크 화재․폭발 사고(그림 1)로, 약 10년이 지난 지금까지도 일본 국민들의 기억에 선명하게 남아 있다. 석유 콤비나트 화재는 화염에서 나오는 복사열이 크고, 폭발 위험이 있기 때문에 소방대원(이하 ‘대원’)으로는 대응이 어려운 현장이다. 이러한 대규모․특수 화재에 대응하기 위해 일본 소방청 소방연구센터에서는 2014년도부터 2018년도까지 5년간에 걸쳐 소방 로봇 시스템
칸토 켄타, DMG모리세이키 계측개발부 부장 하나하나의 개별적인 요구에 대응하는 ‘다품종 소량 생산’에서 그 형상을 정확하게 만들어내는 요구가 증가하고 있으며, 현재는 대부분의 복잡한 형상을 가진 기계가공 부품이 5축가공기로 제조되고 있다. 예를 들면 터빈 블레이드나 대형 기어와 같은 치수의 평가뿐만 아니라 형상이 중요시되는 워크가 5축가공기에서 날마다 만들어지고 있는데, 이들 워크는 그 정도에도 엄격한 값이 요구되고 있다. 또한, 재가공을 할 필요가 있는 경우, 한번 떼어낸 워크를 다시 5축가공기에 설치하는 위치 재현성에 대해서도 엄격한 값이 요구된다. 이러한 경우에는 워크를 가공기에서 떼어내어 기기 외부에서 측정하는 것이 아니라, 기기 내에서 가공한 그대로의 상태로 직접 측정을 하는 ‘원척 대응’이 가공의 효율화에 효과적이다. 현재 터치프로브를 이용한 기내 측정을 해서 재가공 전의 얼라이먼트나 워크 확인을 위한 측정이 널리 실천되고 있는데, 터치프로브 측정으로 인한 짧은 작동 거리, 접촉력 등의 문제가 있는 것도 사실이며, 또한 터치프로브 측정에서는 기본적으로 측정 요소는 ‘치수’가 되므로 그 복잡한 형상을 평가하는 것에는 충분하지 않다는 문제도 있었다.
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 기존 리튬이차전지용 실리콘 음극재 대비 뛰어난 전기화학적 성능과 합성 공정이 간단한 실리콘-구리-탄소 복합 음극재를 개발했다. 향후 이차전지의 에너지 밀도를 비약적으로 향상시킬 것으로 기대된다. 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 김형진 교수 연구팀은 차세대 리튬이차전지용 음극으로 주목받고 있는 실리콘 음극의 성능과 내구성을 개선했다. 실리콘 음극은 기존의 흑연 음극보다 이론적으로 10배가 넘는 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐 아니라 경제적이고 친환경 소재로 차세대 음극으로 주목받고 있다. 특히 대용량 에너지저장장치 및 전기차와 같은 높은 에너지 밀도와 출력 밀도를 요구하는 중대형 에너지 저장장치로 활용이 가능해 세계 각국에서 개발을 위한 경쟁이 치열하다. 그러나 실리콘의 비전도성 특성, 충‧방전 과정에서 실리콘의 부피팽창으로 인한 낮은 수명은 상용화에 걸림돌로 작용하고 있다. 최근 실리콘 음극의 성능 개선을 위한 재료 연구가 진행되고 있으나, 보다 실용적인 성능향상을 위해서는 생산단가가 낮고 대량 생산이 가능한 기술에 대한 연구가 필요하다. 실리콘 음극 상용화를 위한 실용적이고 대량 생산 가능성을 고려한 기술에 대한
헬로티 이동재 기자 | 한국에너지기술연구원 수소연구단 조현석 박사 연구진이 재생에너지의 급격한 부하변동에도 성능 저하 없이 안정적으로 수소를 생산할 수 있는 실마리를 찾았다. 연구진은 재생에너지의 간헐성으로 수전해 전극이 산화되는 것을 막기 위해 반응성이 더 큰 물질을 첨가하는 방식으로 내구성을 향상시키는 기술을 찾아내고 원리를 규명하는데 성공했다. 물을 전기분해해 수소를 만드는 수전해 장치는 수소가 발생하는 음극, 산소가 생기는 양극이 있고, 양쪽 전극 사이에 단락이 생기지 않게 분리막을 넣어 이온을 전달하게 된다. 이렇게 구성된 상황에서 양쪽 전극에 전기를 인가하면 전기화학적 반응을 통해 수소와 산소가 각각 발생된다. 수전해 반응은 전극 표면에서 발생해 전극의 활성도가 수소 생산 효율에 크게 영향을 미친다. 알칼라인 수전해 장치는 대부분 니켈, 코발트, 철 등 상대적으로 저렴한 전이 금속을 바탕으로 한 전극을 이용하고 있으며 최근에는 인, 황, 붕소 등의 비금속 원소를 전이금속 전극 소재에 결합해 수소발생 활성도를 크게 향상시키기 위한 연구들이 진행되고 있다. 일반적인 수전해 연구에서는 일정한 작동 조건에서 활동성과 내구성을 향상시키기 위한 연구에 초점을
이송현 에디터, 마이로봇 솔루션 평창 동계 올림픽 때 가장 인상 깊었던 개막식의 드론 오륜기! 한국의 드론 기술을 널리 보여주는 아주 멋진 오륜기였다. 평창 올림픽에서 등장했던 드론은 오륜기뿐만 아니라, 성화 봉송을 할 때도 참여했는데, 등 위에(?) 성화를 이고 영차영차 열심히 전진하고 있는 드론의 모습을 보았을 것이다. 이렇듯 한국의 드론 기술은 이미 전 세계인들을 놀라게 할 정도로 뛰어난 수준을 자랑하고 있다. 마로솔에서도 드론과 관련된 적용 사례들을 찾아볼 수 있다. 대한항공부터 두산모빌리티이노베이션, 아르고스다인까지 총 3가지 사례를 소개한다. 그리고 이들은 어떤 기술이 담겨져 있는지도 함께 알아본다. DMI 수소연료 전지 드론 두산모빌리티이노베이션이 수행하는 이 적용 사례에 활용된 드론은 체공시간이 2시간인 AI 수소 드론으로, 다양한 산업 및 공공 현장에서 순찰 임무를 수행하고 있다. 비행기나 헬리콥터 등을 생각한다면 체공시간 2시간이 굉장히 쉬운 일이라고 생각할 수도 있지만, 기존의 배터리 드론이 가지고 있던 짧은 비행시간의 한계를 극복해 2019년 수소 드론 형태로 두산모빌리티이노베이션에서 세계 최초로 개발한 기능이다. 이 수소 드론은 사람이
헬로티 김진희 기자 | 요즘 전자제품이 변신 중이다. 접었다 폈다 할 수 있는 폴더블(Foldable) 휴대전화부터 손목에 착 감기는 롤러블(Rollable) 전자시계, 더 넓은 화면으로 확장되는 익스텐더블(Extendable) 디스플레이와 같이 유연한 전자기기가 생활 속으로 들어왔다. 정말 종이처럼 접어 주머니에 넣고 다니는 디스플레이가 실현될 수 있을까? 그러나 변형이 가능한 소자에는 유연한 부품들이 사용되어야 하는데, 아직 여러 부품을 연결해주는 인터페이스용 소재는 실용화의 핵심이나 기술이 확보되지 못한 상태이다. 국내 대학 연구팀이 유연한 전자 소자들을 연결해주는 변형이 가능한 도전 필름을 개발했다. 포항공과대학(포스텍) 신소재공학과 정운룡 교수와 통합과정 황혜진씨, 공민식씨 연구팀은 전자전기공학과 송호진 교수, 화학과 박수진 교수와의 공동연구를 통해 회로 라인의 강성, 유연성 또는 신축성 여부와 관계없이 다른 전극과 물리적, 전기적으로 연결할 수 있는 ‘연신성 이방성 도전 필름(stretchable anisotropic conductive film, S-ACF)’을 개발했다. 이 연구 결과는 세계적으로 권위 있는 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Scie
헬로티 전자기술 기자 | 현업 실무자가 가진 현실적인 궁금증을 전문가가 현명하게 직접 답해주는 [산업지식인] 입니다. 산업지식인은 스마트 팩토리, 머신비전, RPA, 3D프린팅 등 첨단 기술과 연관된 솔루션과 해당 산업 동향을 다룹니다. 이 과정에서 ‘이 용어는 무슨 뜻이지?’, ‘이 솔루션을 도입했을 때의 장점은?’ 등 다양한 질문들이 떠오를 텐데요. 산업지식인에서는 질문의 종류와 상관없이 전문가의 이론과 경험이 담긴 생생한 답변을 들을 수 있습니다. 앞으로 산업지식인은 산업 현장에 있는 실무자가 혁신 기술과 가까워질 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 이번 시간에 다뤄볼 내용은 ‘3D스캐너 및 3D프린터의 활용Ⅲ’입니다. 4차 산업혁명이 제조업의 새로운 트렌드로 등장을 하면서 다양한 기술을 융합하는 솔루션들이 등장하고 있죠. 그 가운데 주목받고 있는 장비가 바로 3D스캐너와 3D프린팅입니다. 특히 디지털 설계 공정에 사용할 목적으로 실제 제품을 캡처하는 경우, 역설계 및 품질 검사 공정은 필수로 거쳐야 하는 과정입니다. 이 역설계를 실현할 수 있는 장비가 바로 3D스캐너이며, 이후 3D프린터를 활용한 적층제조 공정까
헬로티 김진희 기자 | 카이스트(KAIST) 생명화학공학과 고동연 교수 연구팀이 상온에서 크기 차이 0.1 나노미터(nm) 이하의 액상 유기물질을 직접 분리할 수 있는 유기용매 정삼투 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다. 액체 혼합물의 대규모 분리 공정은 주로 물질의 끓는점 차이를 이용하는 증류법을 이용하는데, 이때 전 세계적으로 막대한 양의 에너지가 소비된다. 특히, 석유화학 산업의 기초가 되는 액상 탄화수소들은 섬유, 플라스틱 등 일상생활과 밀접한 소재 개발에 필수적이기 때문에 이들을 저에너지, 저탄소 공정을 통해 분리하는 새로운 미래지향적인 패러다임이 필요하다. 연구진이 개발한 초미세 다공성 탄소 분리막은 위와 같은 에너지 문제를 해결할 수 있는 기술로, 액상 탄화수소를 크기와 모양에 따라 상온에서 연속적으로 분리할 수 있는 기술이다. 연구팀이 이번에 개발한 유기용매 정삼투법은 정밀하게 디자인된 기공 크기 및 구조를 갖는 탄소 분리막을 이용한다. 이는 외부 동력원 없이 자연스러운 농도 기울기 및 화학적 포텐셜을 기반으로 크기 및 모양 차이에 따라 탄화수소 화학종들의 분리가 진행되는 에너지 효율적 기법으로, 기존의 증류법보다 약 10배 정도 낮은 에너지 소
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