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기계공작법
임노빈 교수
KAIST 대학원 생산공학과 석사과정
KAIST 대학원 기계공학과 박사졸업
KAIST 대학원 생산공학과 석사과정
KAIST 대학원 기계공학과 박사졸업
한성대학교
현) 유니와이즈 전임교수
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총 19개 챕터, 54강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
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| 0장. 서론 | ||
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[1강] 기계공작법 오리엔테이션
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기계공작법 강의 개요와 학습 범위 정리
• 기계공작법 개념·의의: 기계·공업제품 제작 전 과정(설계·재료선택·제작공법·조립·검사)을 통합적으로 이해하여 설계와 생산을 연결하는 기초 학문 • 기계제작 프로세스 이해: 설계 단계에서 공정·가공법·재료특성을 고려해 실현 가능·경제적 설계를 수행하고, 생산·공정·품질 관리까지 포괄하는 제조 지식 체계 • 기계제작 주요 공법·신기술: 재료 특성, 주조·소성가공·절삭·연삭가공, 플라스틱·신재료·접합 공정, 나노 가공, 자동화·컴퓨터 통합가공 및 관리 관점까지 포함한 제조기술 기본 커리큘럼 |
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[2강] 기계공작법 개요
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기계공작법 개요와 기계·재료·공정의 기본 구조 정리
• 기계공작법(Manufacturing) 개념·범위 : 공업용 재료를 이용한 주조·소성가공·절삭·연삭·용접·열처리·특수가공과 측정·검사·조립까지 포함하는 기계·기구·요소 제작 전 과정과 생산방식·동시 제조 개념 정리 • 기계·기계요소·기계재료 구조 : 동력기계·작업기계 분류, 결합·전동·완충·관 요소 등 기계요소 체계와 금속·비금속·신소재 분류, 강도·인성·내마모·내식·내열 및 가공성(가융성·전연성·절삭성·접합성) 중심 재료 선정 기준 정리 • 기계가공·생산공정 체계 : 절삭·비절삭 가공 분류와 주조·소성가공·용접·열처리·표면경화법의 기능, 제품 개념설계→시제품→성형→가공·열처리→검사→조립→출하의 생산 공정과 주문·예측·다품종소량·소품종대량·개별·로트·연속생산 방식 및 순차 제조·동시 제조 절차 비교 정리 |
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| 1장. 일반적 개요 | ||
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[3강] 일반적 개요 (1)
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기계공작법
• 가공(manufacturing) 개념·목적: 원료에 에너지를 가해 형상·치수·표면·물성을 설계 요구대로 부여하여 기능·성능·수명을 확보하는 통합 생산 프로세스와 주조·성형·머시닝·접합 등 공정·재료 체계 이해 • 가공기술 발전·산업 구조: 1·2차 산업혁명과 컴퓨터·반도체 도입에 따른 기계화·자동화·정보화, 제조업·서비스업과 GDP·산업구조 관계, 현대 제조의 품질·환경·유연생산·컴퓨터 통합 요구 특성 • 생산전략·제품 개발 단계: 순차제조와 동시공학(Concurrent Engineering)의 구조·비용·기간 비교, FMS·CNC·AGV 등 유연가공시스템 개념, 시작품과 시제품의 목적·단계·주관부서·품질 관점(설계품질 vs 제조품질) 차이 정리 |
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[4강] 일반적 개요 (2)
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가공·조립·분해·서비스 보장설계와 컴퓨터통합가공 개요
• 가공·조립·서비스 보장설계·친환경설계·재료·공정 선택: DFM·DFMA·서비스·재활용보장설계와 형상별 대표 가공법, 재료 선택·재료대체 기준, 절삭·비절삭 공정 조합과 스케일·정밀도 기반 가공법 선정 체계 정리 • 컴퓨터통합가공 및 생산시스템: NC·CNC·적응제어·산업용 로봇·CAPP·GT·JIT와 FMC·FMS 구조 및 기능, 자동이송·자동조립·셀 생산을 통한 다품종 소량·신속 대응 생산 시스템 개념 정리 • 품질·국제 경쟁력·미래 제조 트렌드: TQM·ISO·6시그마·SQC 기반 품질인증과 국제 분업·외주·협력업체 역할 변화, 저가·고성능·친환경·스마트·맞춤형·지능형 제조로의 전환 및 향후 제조 트렌드 체계 정리 |
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| 2장. 재료의 기계적 성질 | ||
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[5강] 재료의 기계적 성질 (1)
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재료의 기계적 성질 개요와 인장·압축·굽힘·비틀림·응력·변형률 정리
• 재료의 기본 성질과 가공 특성: 강도·경도·연성·인성·취성 등 기계적 성질과 비중·용융점·전기전도도·자성·내식성 등 물리·화학적 성질 및 주소성·소성가공성·접합성·절삭성에 기반한 재료 선정 기준 정리 • 힘·모멘트·평형과 응력·변형률: 인장·압축·전단·굽힘·비틀림 하중, 모멘트와 정역학적 평형조건(∑F=0, ∑M=0), 응력(σ=F/A)·변형률 정의와 Young’s modulus(σ=Eε)를 통한 변형·내부응력 해석 구조 정리 • 공학적·진 변형률 및 공칭·진응력과 복합응력: 공학적 변형률 e, 진변형률 ε=ln(1+e), 공칭응력 S=P/A₀, 진응력 σ=P/A의 차이와 사용 조건, 주응력 및 복합응력 성분(법선·전단응력) 표현 체계와 다축 응력 상태 해석 기반 정리 |
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[6강] 재료의 기계적 성질 (2)
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재료의 기계적 성질_응력-변형률, 인장시험, 안전율, 포아송비, 유동응력 정리
• 응력-변형률·인장시험 기초: 응력-변형률 곡선(탄성역·소성역·항복점·UTS·네킹·파단)과 공학·진응력 정의, 인장시험으로 얻는 영률·항복·인장강도·연신율·단면감소율 등 기계적 성질 측정 • 탄성·소성 거동과 설계 지표: Hooke의 법칙과 스프링 상수, 탄성계수(E)·Poisson 비(ν)·일반화된 Hooke 법칙, 0.2% Offset 항복응력, 안전율과 내구한도 개념을 통한 설계 허용응력 및 피로 설계 기준 정립 • 소성변형·유동응력 및 재료 특성: 가공경화·네킹·기하학적 연화와 불안정성, 유동응력과 변형경화식(σ=Cεⁿ, 속도 영향 포함), 온도·잔류응력의 영향, 연성 지표(연신율·단면감소율)와 금속·세라믹 간 기계적 특성 비교 |
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[7강] 재료의 기계적 성질 (3)
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재료의 기계적 성질 예제 풀이(축응력·전단응력·온도응력·비틀림·모어원)
• 축응력·전단응력·압축응력: 평균응력 공식(σ = P/A, τ = V/A), 자중·축하중·핀·이음부·강봉·목재 전단에서 힘의 평형 → 내부력 → 단면적 → 응력 산정 절차 정리 • 조합재료·온도응력: 강파이프-콘크리트 합성부재에서 변형률 동일조건(ε_s = ε_c, σ/E 관계)과 하중분담(P = F_s + F_c), 구속된 열변형에서 σ = -EαΔT, P = Eα|ΔT|A 적용 구조 정리 • 비틀림·평면응력·모어원: 원형축 비틀림 전단응력·비틀림각(τ = Tr/J, τ_max = TR/J, θ = TL/GJ)과 모어원에 의한 평면응력 상태의 주응력·최대전단응력·방향 계산 절차 및 2θ 각도 변환 관계 정리 |
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[8강] 재료의 기계적 성질 (4)
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재료의 경도·피로·크리프·응력집중·잔류응력 핵심 정리
• 경도 시험 및 경도-강도 상관성: 브리넬·로크웰·비커스 압입경도법의 압입자·하중 범위·시편 조건·표기법 비교 및 경도값을 통한 항복강도·내마모성·열처리 상태 평가 • 피로·크리프·응력이완 거동: 피로파괴 메커니즘과 S-N 곡선·피로한도·피로강도 영향인자 정리, 크리프 곡선 3단계와 고온 장시간 변형, 응력이완에서 일정 변형률 조건 하 응력 감소 특성 • 응력집중·잔류응력 관리: 노치·구멍·단면 급변부의 응력집중계수와 완화 설계(라운딩·보강·표면처리), 가공·열처리·비균일 냉각에 의한 잔류응력 분포와 제거·표면 압축 잔류응력의 피로강도 향상 활용 전략 |
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[9강] 재료의 기계적 성질 (5)
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재료의 기계적 성질 – 항복조건과 기계의 안전설계 핵심 정리
• 파손·파괴와 항복이론 분류: 연성재료 파손·취성재료 파괴 구분, 조합응력 상태에서 최대주응력설·최대전단응력설(Tresca)·변형률 기준설·전단변형률에너지설(von Mises) 등으로 항복조건 체계화 • Tresca·von Mises 항복조건: Tresca는 최대전단응력 기준 육각형 항복도형, von Mises는 전단변형에너지 기준 타원 항복도형으로 연성재료 거동에 적합하며, Mohr의 응력원과 주응력·최대전단응력 관계로 항복식·안전영역 도출 • 기계의 안전설계·허용응력·기준강도: 사용응력 ≤ 허용응력 원칙과 안전계수로 불확실성 반영, 정하중·교번/반복하중·고온/저온·좌굴 조건에 따라 항복강도·극한강도·피로한도·크리프한도·좌굴응력 등을 기준강도로 선정해 안전설계 수행 |
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| 3장. 금속의 구조와 가공특성 | ||
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[10강] 금속의 구조와 가공특성 (1)
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금속의 결정구조와 밀러지수 핵심 정리 (기계공작법 3장 일부)
• 금속 결정구조(BCC, FCC, HCP): 단위격자·원자충진율·대표 금속을 통해 원자 배열과 전연성·강도·취성 등 일반적 기계적 성질을 비교·정리 • 동소변태와 합금화: 온도·조성 변화에 따른 결정구조 전이(BCC↔FCC 등)와 이를 활용한 강도·연성·가공성 등 기계적 성질 제어 원리 • 결정 방향·면과 밀러지수: 결정 내 방향 [uvw]·면 (hkl)의 좌표·절편·역수 기반 표기 절차와 면·방향에 따른 물성·가공·파괴 거동 분석의 기초 지수 체계 |
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[11강] 금속의 구조와 가공특성 (2)
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단결정 변형과 결함, 다결정 조직과 이방성 정리 (기계공작법 11강)
• 소성변형 기구(슬립·쌍정·전위) : 슬립면·슬립 방향을 따른 전위 이동과 쌍정 변형으로 소성변형이 발생하며, 슬립계 수(FCC/BCC/HCP)에 따라 연성·취성 및 가공성 결정 • 결정결함과 이론 강도 대비 실제 강도 : 점결함·선결함(전위)·면결함·부피결함이 존재해 이론 전단강도(G/6)·인장강도(E/10)보다 실제 강도를 낮추며, 전위 이동·핀닝·표면·기공 등에 의해 기계적·전기적 성질 변화 • 다결정 조직·결정립계·이방성 : 다결정 금속의 결정립·결정립계가 전위 이동을 저지해 Hall-Petch 관계(σy = σi + k d^{-1/2})에 따른 세립화 강화가 일어나고, 가공에 따른 선택적 방향성·기계적 섬유화·압연 조직으로 이방성과 균열 선호 방향이 형성됨 |
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[12강] 금속의 구조와 가공특성 (3)
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금속의 회복·재결정·결정립 성장, 가공온도 구분과 파괴 및 물리적 성질 정리
• 회복·재결정·결정립 성장: 소성가공 후 전위밀도와 내부에너지 완화, 재결정온도(≈0.3–0.5 Tm)에서 신규 등축 결정립 형성 및 과도 가열 시 결정립 성장에 따른 강도·연성·이방성 변화 정리 • 냉간·온간·열간 가공 및 파괴 형태: 재결정온도 기준 냉간·온간·열간 가공 특성, 연성·취성·피로파괴와 좌굴 파괴 메커니즘, S–N 곡선 기반 피로강도와 표면조도·잔류응력·표면경화에 의한 피로수명 향상 원리 정리 • 금속의 물리적 성질·자성·부식: 비중·용융온도·열·전기전도도·비열·선팽창계수 정의, 상자성·반자성·강자성 및 퀴리온도·자기이력 특성, 부식 메커니즘과 수분 제거·도금·보호피막에 의한 부식 방지법 정리 |
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[13강] 금속의 구조와 가공특성 (4)
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철금속과 비철금속의 성질 및 결정구조 요약(기계공작법 13강 발췌)
• 철 및 합금강 계열: 탄소량(저·중·고탄소강)과 합금원소(Ni, Cr, Mo, W, S, Pb, Si) 조절로 강도·경도·인성·내식성·내마모성·가공성 설계, 주철·HSLA·스테인리스강(오스테나이트·페라이트·마르텐사이트)·공구강·초합금으로 구조용·공구용·고온용 기능 구현 • 비철 및 특수 합금: Al·Mg·Cu·Ni·Co·Pb·Zn·Sn과 Al 합금계열·처리기호, 황동·청동, 형상기억합금(Ni-Ti)의 조성·비중·비강도·전도도·내식성·자성·고온강도·형상기억 기능을 통한 경량 구조재·전도재·내식재·차폐재·고기능부품 적용 • 결정구조와 결정학: BCC·FCC 단위격자의 원자수, R–a 관계, 충진율(0.68, 0.74) 및 철의 상(α, γ, δ, 오스테나이트) 대응과 함께 Miller 지수 기반 결정면·결정방향 표시 절차(절편→역수→정수화, 부호 표기)를 통한 미세조직·변형 메커니즘 분석 기초 정립 |
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| 4장. Fe-C 선도 | ||
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[14강] Fe-C 선도 (1)
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Fe-C 평형상태도와 상률, 레버 룰의 기본 개념 정리
• 상·계·성분·조성, 단상계·다상계, 정출·석출·혼합물·상태도: 금속 합금계의 기본 엔티티 정의와 Fe-C 및 이원 합금 상태도 해석의 전제 개념 정리 • Gibbs 상률과 열분석곡선·액상선·고상선: Gibbs 상률을 통한 자유도·상수 계산과 냉각 곡선을 이용한 액상선·고상선 도출 및 상 영역(액상, 고상, 2상) 구분 원리 정리 • 레버 룰(지렛대 법칙): 2상 영역에서 조성 보존식을 기반으로 한 레버 룰 유도와 이를 이용한 액상·고상 및 공정계(예: Sn-Pb) 각 상의 조성·질량 분율 계산 절차 정리 |
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[15강] Fe-C 선도 (2)
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Fe-C 상태도 포정·공정·공석반응과 조직 특성 정리
• Fe-Fe3C 상태도와 상·반응 개념: 순철과 탄소강의 α, γ, δ, Fe3C 상분포와 정출·석출·변태 정의, 포정·공정·공석·포석·편정반응 일반식과 상태도 내 위치 구조 정리 • Fe-Fe3C 상태도 냉각 경로와 강 분류: 포정·공정·공석 영역(1~7번 등)에서 냉각 시 상변태 순서와 상조합 변화, 공석조성(약 0.8~0.85wt% C)을 기준으로 한 아공석강·공석강·과공석강의 조직 구성 차이와 기계적 성질 개요 • 주요 조직의 결정구조와 성질: α-페라이트, γ-오스테나이트, δ-페라이트, 세멘타이트(Fe3C), 펄라이트의 BCC/FCC 구조, 탄소 최대 고용량, 강도·경도·인성 특성 및 공석조직 형성과의 연관성 정리 |
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[16강] Fe-C 선도 (3)
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Fe-C 상태도와 열처리 조직, TTT·CCT 선도 정리
• Fe-C 상태도·변태점: Fe-C 평형상태도에서 강·주철 구분(0~2.11 wt%C, 공석조성 0.77~0.8 wt%C), α·γ·δ·Fe3C·펄라이트 조직 구역과 A1·A2·A3·A4·Acm 변태점 및 동소변태 관계 정리 • 기본·경화 조직: α-페라이트, γ-오스테나이트, δ-페라이트, 세멘타이트, 펄라이트의 구조·성질과 마르텐사이트·베이나이트·트루스타이트·소르바이트의 생성 조건·경도·인성 차이를 열처리(퀜칭·템퍼링·오스템퍼링 등)와 연계해 이해 • 변태 개념·TTT·CCT 선도: 연속변태 vs 항온변태 정의, TTT·CCT 선도의 축·S곡선 형상·임계 냉각속도와 마르텐사이트 조건, 수냉·유냉·공냉·노냉별 냉각곡선과 최종 조직·강도–연성 관계를 이용한 열처리 공정 설계 분석 |
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[17강] Fe-C 선도 (4)
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열처리와 Fe-C계 조직 변화 핵심 정리
• 철-탄소 평형·비평형 조직: Fe3C 평형상태도와 TTT 선도를 기반으로 ferrite·pearlite·austenite·cementite·martensite·bainite·troostite·sorbite 조직 형성 원리 및 강·주철(회주철·백주철·구상흑연주철) 미세조직·기계적 성질 비교 • 열처리 공정 체계: 완전 풀림·구상화 풀림·항온 풀림·불림·담금질·마퀜칭·오스템퍼링·뜨임·심냉처리의 가열 온도 범위·냉각 경로·최종 조직(마르텐사이트·베이나이트·펄라이트 등)과 강도·경도·인성·연성·치수 안정성 제어 기능 정리 • 표면·가공·재결정 제어: 가스침탄·질화처리의 탄소·질소 확산에 의한 표면 경도·내마모성·내식성·내열성 향상 원리, 냉간가공·열간가공의 가공경화 효과와 완전 풀림에 의한 재결정·내부응력 제거·기계적 성질 변화 관계 설명 |
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| 5장. 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 | ||
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[18강] 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 (1)
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표면 특성, 표면조도, 트라이볼로지 핵심 정리
• 표면층 구조·표면무결성(Surface Integrity): 모재·가공경화층·Beilby층·산화·흡착·불순물층으로 이루어진 다층 표면과 균열·개재물·입계약화·잔류응력 등 표면결함을 통해 기계적·야금학적 성질과 내구성 변화 분석 • 표면조직·표면조도 지표: 표면조직 구성요소(거칠기·파상도·Lay·결함) 정의와 도면 표기, 프로필로미터·AFM 측정, 필터링 개념을 바탕으로 Ra·Ry·Rz 등의 정량 지표로 표면 형상과 기능 요구 수준 관리 • 트라이볼로지와 마찰 특성: 마찰·마멸·윤활 상호작용을 응착 이론·실질 접촉면·마찰계수–하중 관계·마찰열 발생으로 해석하고, 냉간·열간 가공에서의 마찰계수 범위, 윤활·재료선정·초음파 진동에 의한 마찰 저감과 링 압축시험 기반 마찰 평가 방법 정리 |
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[19강] 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 (2)
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표면, 마멸, 윤활 및 표면처리 핵심 정리
• 마멸 및 측정 개념: 응착·연삭·부식·피로 마멸 등 표면 손상 메커니즘과 정량 측정·재현성 한계 및 마멸 평가 방법(치수·조도·성능·입자 분석) 정리 • 윤활 및 윤활제: thick/thin/mixed/boundary 윤활 상태별 유막 두께·마찰계수·금속 접촉 정도와 금속 가공용 윤활유·고체윤활제(흑연·MoS₂ 등) 기능·선정 기준 정리 • 표면처리·도금·청정 공정: 기계적·열적 경화(shot peening, burnishing, case hardening 등), 도금·증착·확산(CVD·PVD·전기도금·양극처리·이온주입 등), 표면청정 방법을 통한 내마멸성·내식성·피로 및 외관 특성 향상 공정 체계화 |
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[20강] 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 (3)
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측정, 검사, 오차, 센서의 특성 및 측정기 종류 핵심 정리
• 측정·검사 및 오차 개념: 측정·검사 정의와 호환성·소급성·감도·측정범위 정리, 직접·간접·비교측정 및 편위법·영위법·치환법·보상법, 계통·우연·과실오차와 기계·기하학적 변형·열팽창·시차·유효숫자에 의한 오차 구조 정리 • 측정기와 표준 체계: 도기(선도기·단도기), 지시측정기, 시준기, 인디케이터, 게이지, CMM 등 길이 측정기·게이지·전용 측정장치 분류와 기능, 산업에서의 측정 역할과 국가·국제 측정표준에 기반한 소급성·표준 체계 구조 정리 • 센서 특성 및 성능 지표: 센서의 정의와 에너지 형태별 측정량 분류, 센서 측정범위·선형오차·반복오차·히스테리시스·감도오차·0점오차, 분해능·정확도·정밀도, 시정수·상승·하강시간·-3 dB 주파수·대역폭 등 동특성 지표와 보정·선정 원칙 정리 |
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[21강] 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 (4)
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비파괴검사, 끼워맞춤, 공차 및 기하공차 정리
• 검사 방법 및 자동검사: 파괴검사·비파괴검사 개념과 액체침투·자기탐상·초음파·음향방사·음향충격·방사선투과·와전류·열탐상법 등 비파괴검사 원리·적용, 자동검사(Postprocess·In-process·On-line)에서의 양부 판정 기능 정리 • 끼워맞춤 및 치수·공차 체계: 헐거운·중간·억지 끼워맞춤과 보통급·정밀급·열박음·때려박음 끼워맞춤 종류, 실치수·한계치수·치수공차·기준치수·상·하편차, ISO/KS IT 기본공차 등급과 구멍·축 공차역(A~Z, a~z, H, h, JS/js 등) 관계 및 구멍기준·축기준 끼워맞춤 선정 원리 정리 • 기하공차 및 형상·자세·위치 정밀도: 기하공차 기호 체계(진직도·평면도·진원도·원통도·선/면의 윤곽도·평행도·직각도·경사도·위치도·동축도·대칭도·흔들림)와 진직도·평면도·진원도·원통도·평행도·직각도·동축도·위치도의 공차 해석 기준을 통해 형상·자세·위치·흔들림 허용범위를 규정하는 도면 해독 및 검사 기준 정리 |
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[22강] 표면, 트라이볼로지, 치수특성, 검사 및 품질인증 (5)
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품질관리와 통계적 공정관리, 관리도 및 공정능력 정리
• 품질관리·TQM·통계적 품질관리(SQC) : 규격·제원을 정량적으로 관리하기 위한 전 공정 품질관리 체계와 표본추출·모집단·표본·무작위추출 개념을 활용한 통계적 품질관리 기법 정리 • 통계지표·정규분포·식스시그마와 관리도(SPC) : 모평균·표본평균·(모/표본)분산·표준편차·정규분포·3σ·6σ 개념과 함께 계량치·계수치 관리도 종류( X̄–R, X, p, np, c, u ) 및 관리한계·런 규칙을 통한 공정 이상 판정 구조 정리 • 공정능력 및 측정·표면조도·엔코더 계산 : 공정능력지수 Cp=(USL−LSL)/(6σ) 의미와 버니어·마이크로미터 최소눈금, 사인바 각도 계산, 선삭 표면조도식 H≈S²/(8R), 표면거칠기 Ra·Rmax, 회전형 엔코더 해상도 산출 등 핵심 측정·계측 계산 개념 정리 |
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| 6장. 주조공정 | ||
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[23강] 주조공정 (1)
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기계공작법 주조공정(1) 개요·응고·유동·용해로 핵심정리
• 주조공정·주조법 분류: 용융금속을 주형에 부어 응고시키는 성형공정으로, 공정 단계(용해·조형·주입·응고·취출·가공·검사)와 사형·금형·특수주조(원심·정밀주조 등)별 주형 재료·충전 방식·정밀도·적용 부품을 구조적으로 이해한다. • 응고·조직·열·유동 특성: 철-탄소 상태도와 강·주철 구분, 펄라이트·페라이트·세멘타이트 및 주조조직(등축정·주상정) 형성과 응고수축·수축공·주조응력, 탕구계(쇳물받이·탕구·탕도·주입구·라이저) 설계, 용탕 유동성 인자, 응고시간 식 ts=C(V/A)^n과 형상·냉각·열전달의 상관을 정리한다. • 용해로 종류와 선택: 용선로·도가니로·전기로·고주파 유도로의 원리·조업 특성·온도제어 능력·합금 조성 제어 용이성·경제성·환경성 장단점을 비교하여 주조 재료와 생산조건에 따른 최적 용해로 선택 기준을 제시한다. |
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[24강] 주조공정 (2)
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주조공정 주물재료와 소모·영구주형 주조법 정리
• 주물재료·탈산강·연속주조: 주철(회주철·구상흑연주철·백주철·가단주철·Compact 흑연주철) 조직–성질–용도 비교, 잉곳주조와 탈산강 종류(Killed·Semi-killed·Rimmed) 응고결함 특성, 연속주조 설비(Ladle·Tundish·수냉 금형) 구조와 공정 효율 이해 • 소모성 주형 주조법: 사형주조 주형 구성요소(상형·하형·게이트·탕구계·라이저·코어·배기공)와 생사형·건조사형, 쉘몰드·복합주형·소실모형주조, 석고·세라믹 주형주조, Investment(정밀) 주조의 주형 재료·공정 순서·정밀도·적용 합금 비교 • 영구주형·가압 주조법: 영구주형 주조 개념과 열전도·조직미세화 효과, 다이캐스팅(hot-chamber/저용융합금, cold-chamber/고용융합금) 공정 구조, 원심주조(True·Semicentrifugal·Centrifuging)의 형상·품질 특성, 가압·저압주조의 용탕 이송 방식과 결함 저감 메커니즘 정리 |
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[25강] 주조공정 (3)
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03:
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주조 관련 열처리와 주물 설계·결함 정리
• 강·주철 조직·열처리 개념: Pearlite·Bainite·Martensite·Spheroidite 조직 형성 조건과 TTT, Annealing·Normalizing·Austempering·(Mar)tempering·석출경화·표면경화 공정에 의한 강도·경도·인성·경화능(Jominy 시험) 제어 • 주조·금형 설계 및 Riser 설계: 응고·열구배를 고려한 단면두께, Fillet·Draft·Parting line·수축여유·Machining allowance·Chill·Riser 설계로 방향성 응고 유도, 수축·뒤틀림·균열 최소화 및 사형·영구주형·다이캐스팅 등 공정 선택 기준 정리 • 주물 결함과 방지·예제: 기공·수축공·편석·유동불량(misrun, cold shut)·변형·균열(hot tear 포함)·표면불량·Inclusion·치수불량(shift, swell) 원인·대책과 Chvorinov 법칙, 투자주조, 덧붙임, 수축여유 정의 및 응고시간·중량 계산 예제 정리 |
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| 7장. 부피성형가공법 | ||
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[26강] 부피성형가공법 (1)
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부피성형가공과 단조 공정 핵심 정리
• 소성·탄성 및 소성가공 재료 특성: 탄성·소성 변형 구분, 가단성·전성·연성 정의와 온도·가공속도에 따른 성형성 변화, 열간·냉간·온간가공에서 재결정·가공경화·회복 거동과 가공경화지수 n이 강도·연성·성형성에 미치는 영향 정리 • 부피성형·단조 공정 종류와 하중·조직 특징: 자유단조·형단조·압연·압출·인발·전조 및 업세팅·링롤링·궤도단조·압연단조 등 특수단조 공정의 개념과 단류선 형성, 바렐링·단조비·단조온도 영향, 형단조 플래시 역할과 단조하중식 F = Kp σYf A 및 압력배수인자 특성 정리 • 단조 금형 설계·윤활·단조성 및 결함: 분리선·플래시·거터·드래프트각·코너·필렛·랜드 등 금형 설계요소와 열간·냉간 윤활제 종류·도포 위치, 단조성 평가(업세팅·열간-꼬임 시험) 및 주요 단조 결함(lap, chevron crack, unfilling 등) 유형과 발생 원인 구조화 정리 |
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[27강] 부피성형가공법 (2)
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압연과 압출 공정의 원리 및 제품 분류 요약
• 압연 공정과 제품 분류: 연속주조재(슬래브·빌렛·블룸)를 열간·냉간압연하여 후판·박판·시트·스트립·플레이트·형강·선재 등으로 제조하며, 압하량·압하율·폭 증가율·물림각·압연 개시 조건(μ ≥ tanα)과 압연기(2단·3단·4단·다단·유니버설, 센지미어) 및 라인 구성으로 치수·형상·정밀도를 제어함 • 압연 조직 변화와 이방성: 열간·냉간압연에서 소성변형과 재결정으로 조대한 주조 조직을 세립화하고 섬유상 조직·잔류응력·기계적 성질 변화를 유도하며, 압연 방향에 따른 강도·연신율 차이로 등방성/이방성 및 냉간압연 재료의 방향 의존 특성을 형성함 • 압출 공정 종류와 공정 변수: 컨테이너·램·다이 구조에서 전방·후방·정수압·충격 압출로 단면 일정 형재·관재·용기(치약튜브·건전지 케이스 등)를 제조하며, 압출비·다이 각도·윤활·마찰(데드 메탈)·온도·속도에 따라 압출 압력(전방>후방>정수압), 변형·마찰력, 에너지 소모와 제품 조직·표면 품질을 제어함 |
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[28강] 부피성형가공법 (3)
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부피성형가공: 인발·스웨이징·금형가공·경제성과 예제정리
• 인발·스웨이징 공정: 인발의 인장 인가·단면 감소율·다이 반각(10~15°)과 인발응력 관계, 드로우벤치·와이어 드로잉 장비 및 스웨이징의 반경방향 타격·맨드릴에 의한 단면 형상 제어 정리 • 소성가공용 금형: 공구강·금형강 재료 특성, 선정 요소, 열균열·마모 등 파손 원인, 금형 가공·열처리·표면처리 절차와 예열에 따른 수명·정밀도 영향 정리 • 경제성·계산 예제: 생산수량에 따른 단위당 비용 구조와 단조·주조 공정 비교, 압연 개시 조건·중립점, 인발 감소율·가공도, 단조 해머 에너지식 등 예제 7.1~7.6 계산 개념 정리 |
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| 8장. 판재성형가공 | ||
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[29강] 판재성형가공 (1)
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판재성형가공의 개요와 전단·굽힘, 성형성 핵심 정리
• 판재성형가공·판재 특성 인자: 두께 6mm 이하 판재를 인장·굽힘으로 성형하는 공정으로, 연신율·항복점 신장·Lueder 띠·이방성·잔류응력·스프링백·주름 등 성형 거동과 성형성·수학적 모델링 기반 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 형상·품질을 예측·평가함 • 전단가공·다이 설계: 펀치–다이 간극·전단 메커니즘·버·슬러그·펀치력식을 기초로 punching·blanking·정밀블랭킹·각종 다이 커팅·슬리팅·니블링·복합다이·연속다이·트랜스퍼 다이 설계를 수행하고, 네스팅으로 스크랩을 최소화해 재료 이용률을 최적화함 • 굽힘가공·응용 공정: 최소굽힘반경과 R/T 비·굽힘성 영향 인자·스프링백·역스프링백과 보정(과도굽힘·코이닝 등)을 기반으로 굽힘력·V-die·프레스 브레이크·롤 굽힘을 설계하고, 비딩·플랜징·딤플링·헤밍·롤성형·관재굽힘으로 강성 향상·단면 형상 제어·좌굴 방지를 구현함 |
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[30강] 판재성형가공 (2)
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판재성형가공: 기타 성형, 딥드로잉, 설계 및 경제성 요약
• 판재 성형공정 및 딥 드로잉 개념: 신장성형·벌징·고무패드 성형(Guerin/Marform)·하이드로포밍·스피닝·점진성형 등의 원리와 적용 부품, 딥 드로잉 구조(블랭크·펀치·다이·홀더)와 공정변수, 응력 상태 및 결함(넥킹·순수 드로잉·아이러닝·이어링), LDR·재드로잉·역드로잉·드로우 비드·바우싱거 효과 정리 • 공구·장비 및 설계·경제성: 윤활의 역할과 펀치/다이 마찰 관리, 공구 재료와 유압·기계 프레스 종류 및 특성, 블랭크 설계·노치·스코어링·엠보싱을 이용한 굽힘부 응력집중 완화와 주름·파단 저감, 공정별 스크랩율과 스피닝 vs 딥 드로잉의 생산량별 경제성 비교 • 판재가공 계산 및 예제: 전단가공 전단력 계산식 P = τ·πdt와 적정 틈새 설정, 딥 드로잉 블랭크 직경 및 재드로잉률·변형저항 계산, 체적(면적) 보존을 이용한 원통 용기 블랭크 설계 등 정량 해석 절차 정리 |
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| 9장. 절삭가공 | ||
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[31강] 절삭가공 (1)
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절삭가공 개요와 칩 형성 역학 핵심 정리
• 소재제거공정 및 절삭가공 기본 개념: 단인·다인 절삭공구와 연삭·특수가공을 포함한 소재제거공정에서 치수정밀도·복잡형상 가공, 재료·에너지 낭비, 공정경제성의 특성 정리 • 절삭가공 운동·공정 변수·칩 형성: 절삭운동·이송운동·위치조정운동의 상대운동 체계와 선삭·연삭·드릴링·보링·리밍·브로칭·밀링·평삭·쉐이핑·연삭 등의 가공법, 공구·공작물·절삭조건에 따른 독립·종속변수 및 칩 유형(유동형·전단형·열단형·균열형)과 발생 조건 구조화 • 빌트업 에지와 절삭공구 형상: 빌트업 에지의 정의·발생원인·공정 영향·방지 조건(절삭속도·경사각·절삭깊이·절삭제)과 공구의 앞날·옆날·여유면·경사면·노즈 구성이 경사각 변화에 따른 절삭저항·칩 흐름·표면정도·공구마모에 미치는 역할 정리 |
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[32강] 절삭가공 (2)
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공구마모와 절삭저항, 절삭에너지·공구수명 관계 정리
• 절삭기하·하중·에너지 관계: 절삭비·전단변형률·절삭/칩/전단속도 삼각관계와 절삭저항(주분력·배분력·횡분력)의 분해, 전단응력·마찰응력 및 비절삭에너지 구성 관계 정리 • Merchant 절삭이론·온도거동: Merchant 절삭방정식 기반 전단각 최적 조건, 전단·마찰에너지의 열 전환과 공구·칩 온도 분포, 온도 상승이 공구 강도·내마모성·가공정도에 미치는 영향 정리 • 공구형상·마멸·수명식: 공구 경사·여유·노즈 형상 요소와 프랭크·크레이터·열균열·Chipping·Notch 마멸 특성, Taylor 공구수명식(VTⁿ=C)과 재료별 n값, 절삭속도–수명–생산성 관계 및 최적 절삭속도·수명 기준 정리 |
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[33강] 절삭가공 (3)
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절삭가공의 표면정도·절삭성·공구재료·절삭유·고속절삭 정리
• 표면정도·표면완전성·절삭성: 표면거칠기·표면층 손상·기계적 성능으로 정의하고, 이송·노즈반경·절삭조건·재료경도·구성인선·진동이 표면품질·절삭저항·공구수명에 미치는 영향 정리 • 절삭공구 재료와 절삭유: 탄소공구강→합금공구강→HSS→초경·피복공구→세라믹·서멧·CBN·Si3N4·다이아몬드·위스커 강화재 순의 발전과 각 재료의 경도·인성·내용착성·적용 피삭재, 절삭유의 냉각·윤활·세정 목적과 속도에 따른 역할·공급 방식 분류 • 고속절삭과 테일러 공구수명식: 고속절삭에서 공작기계 강성·경량화·스핀들 구조·베어링 방식과 열거동 특성, 절삭동력 P=F·V 및 테일러 공구수명식 VTⁿ=C를 이용한 절삭속도–공구수명 상관관계와 속도 변화 시 수명 배수 계산 원리 정리 |
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[34강] 절삭가공 (4)
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08:
40
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둥근 형상 가공용 선반·드릴링·나사 가공 핵심 정리
• 둥근 형상 가공 공정·기계 요소: 선반·보링·드릴링·리밍·탭핑 공정 목적과 범용 선반·터릿 선반·드릴링 머신의 구조, 선반 크기 표시(베드·왕복대 스윙, 센터 간 거리, 베드 길이) 및 척·드릴·리머·탭·다이의 기능 정리 • 선반·드릴링 가공 방법·계산: 원통·단면·홈·내경·널링·테이퍼·나사 절삭 작업 절차, 심압대 편위 테이퍼량·리드스크류와 변환기어의 피치·산수 관계, 절삭속도·이송·소재제거율·절삭동력 및 드릴링 MRR·가공시간(포인트 길이 포함) 식을 이용한 계산 체계화 • 나사·정밀 가공 공구와 적용: 미터·인치 혼합 나사 절삭용 변환기어비 설계, 드릴 구조 요소와 드릴링·보링·리밍·탭핑 작업 구분, 리머·탭·다이·탭홀더의 역할과 사용 조건을 통해 구멍 정밀도·나사 형상 확보 원리 정리 |
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[35강] 절삭가공 (5)
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03:
05
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일반 형상 가공용 절삭가공과 공작기계 핵심 정리
• 절삭가공 공정 체계: 밀링·세이퍼·플레이너·브로칭·톱·기어절삭 가공의 원리와 적용 범위, 상향/하향 절삭·수평/수직 밀링 및 기어 호브에 기반한 형상 가공 방법 정리 • 공작기계 및 구조: 머시닝센터·터닝센터의 기능(ATC·팔레트·복합가공)과 공작기계 강성·감쇠능(회주철·에폭시 그라나이트)·열변형 특성 및 설계·공정 설계 시 고려사항(공차·고정·공구표준화·단면변화) 정리 • 절삭조건과 경제성: 밀링 절삭속도·이송·MRR·절삭시간 및 칩 두께·분할 가공 계산식과 최소비용/최대생산성 절삭속도 개념, 진동·채터 발생 원인과 품질·수명에 미치는 영향 및 억제 전략 정리 |
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| 10장. 연삭가공 및 특수가공 | ||
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[36강] 연삭가공 및 특수가공 (1)
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연삭가공 개요와 연삭숫돌 선택 핵심 정리
• 연삭가공 및 특성: 고속 회전 숫돌을 이용한 고경도 재료 최종 다듬질 가공으로, 절삭가공 대비 높은 속도·법선저항·발열·열집중, 자생작용·Glazing·Loading·Burning 등 특유 결함 현상 포함 • 연삭가공 요소 및 숫돌 구조: 연삭입자(A·WA·C·GC·D·CBN 등)·입도(mesh)·결합도(알파벳)·조직(치밀/거친)·결합제(V·B·R·M 등) 5대 요소로 숫돌을 규정하고, 재료 경도·연성·접촉면 크기·가공정밀도에 따라 입자 종류·입도·결합도·조직·본드를 조합 선정 • 연삭 방식과 숫돌 선정 기준: 평면·원통·내면·센터리스 연삭 방식별로 접촉 형태·제거량·정밀도 요구를 고려해 거친/고운 입도, 연한/단단한 결합도, 거친/치밀 조직을 선택하며, 공작물 지름·경도·연삭속도 변화에 따라 입도·결합도·조직을 체계적으로 조정하는 선정 원칙 적용 |
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[37강] 연삭가공 및 특수가공 (2)
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42:
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연삭이론, 연삭숫돌 마멸, 연삭기 및 연삭 관련 계산정리
• 연삭 가공 조건·계산: 연삭숫돌·공작물 속도, 연삭 깊이·연삭여유·이송량 설정과 원주속도·합성속도·센터리스 이송 등 연삭 관련 계산식과 메쉬·입자깊이 관계 정리 • 연삭숫돌 마멸 관리: 눈메움·무딤·입자탈락 등 마멸 형태와 드레싱·트루잉 기능, 연삭균열·떨림현상 원인·대책, 결합도·이송량·로딩·글레이징 등 숫돌 성능 관리 개념 정리 • 연삭유제·연삭기 구조: 연삭유제의 냉각·윤활·침투 기능과 요구 조건, 평면·원통·내면·센터리스·크리프피드 연삭기 구조·가공 특성 및 연삭면 품질 확보 요소 정리 |
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[38강] 연삭가공 및 특수가공 (3)
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45:
10
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연삭 마무리·버 제거·초음파 및 화학·전해가공 개념 정리
• 마무리 가공 공정: 피복 연삭입자·Honing·Superfinishing·Lapping·CMP·Electroplating을 이용해 연삭 후 표면조도 향상·형상 정밀도 개선·기능성 코팅을 부여하는 정밀 후처리 공정 체계 • 버 및 디버링 공정: 기계가공 후 모서리에 발생하는 버를 수작업·기계식·연마식·분사식·자기연마식·전해·화학·열에너지 디버링 공정으로 제거하여 조립성·피로 수명·안전성을 확보하는 결함 관리 공정 체계 • 특수가공 공정: 고경도·취성재료·복잡 형상·열·응력 제약 조건에서 초음파가공(USM)·화학적 가공(CHM)·전해가공(ECM)·전해연삭(ECG) 등 비전통 가공을 적용해 전기·화학·기계·열 에너지 기반으로 소재를 선택 제거하는 비절삭 가공 체계 |
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[39강] 연삭가공 및 특수가공 (4)
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43:
04
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방전가공, 레이저·전자빔·플라즈마, 제트가공 및 설계·경제성 정리
• 특수가공 공정 개념: 방전가공(EDM)·와이어 EDM·레이저빔(LBM)·전자빔(EBM)·플라즈마·워터제트/AWJM 등 열·입자·제트 에너지를 이용한 비전통 가공의 원리·구성·장단점 및 재료·형상 적용 범위 정리 • 공정 선택·설계 기준: 공차·표면거칠기·열영향부(HAZ)·잔류응력·버 제거·고정조건·재료특성(전기전도성·열전도도·취성·내열성)에 따른 공정 적합성, 가공속도·소비파워 기반 효율·재료 적합성 매트릭스 및 각 공법별 설계·주의사항(연삭·초음파·화학·ECM·EDM·레이저 등) 정리 • 경제성·출제 포인트: 표면조도 수준별 공정(주조–선삭–정삭–연삭–호닝)과 비용 상승 경향, EDM·ECM·레이저·플라즈마·제트가공의 특성 비교, 전극 재질 조건·재료별 적합 공법·버 제거 가능 공정 등 객관식 빈출 개념 정리 |
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| 11장. 폴리머와 강화플라스틱의 가공, 신속조형기술과 신속금형기술 | ||
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[40강] 폴리머와 강화플라스틱의 가공, 신속조형기술과 신속금형기술 (1)
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폴리머와 강화플라스틱 구조·성질·용도 정리
• 플라스틱 구조·중합·구조인자: 선형·분지·크로스링크·망상 폴리머 구조, 축합·첨가중합, 분자량·중합도·결정도·유리전이온도(Tg)가 기계·열·점탄성(크리프·응력완화·이방성) 특성에 미치는 영향 정리 • 열가소성·열경화성·엔지니어링 플라스틱: 열가소성/열경화성의 가역성·망상구조·강도·연신율·경도 비교와 주요 수지(PE, PP, PVC, ABS, PC, PA, POM, PS, PTFE, 에폭시, 페놀, 멜라민, 실리콘 등)의 특성·용도 및 5대 엔지니어링 플라스틱 설계 특성 정리 • 보조재·복합재·기능성 플라스틱: 가소제·충전재·안정제·발포제 역할, FRP의 기지/보강재 구성과 자동차·항공·선박 응용, 고온용·마찰용·전도성·생분해 플라스틱의 개념·제조방식·주요 공학적 활용 정리 |
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[41강] 폴리머와 강화플라스틱의 가공, 신속조형기술과 신속금형기술 (2)
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폴리머 탄성중합체와 강화플라스틱 가공 핵심 정리
• 탄성중합체·히스테리시스: 고무 중심 탄성중합체의 구조·기계적 특성, 하중 반복 시 히스테리시스에 따른 에너지 손실·발열·수명 단축 메커니즘 정리 • 복합재 구성·기계적 거동: 강화섬유–수지 모재 복합 구조, 체적분율·혼합법칙 기반 응력·탄성계수 관계, 섬유 종류·배향·비강도·비강성에 따른 강화효과 및 설계 개념 정리 • 강화플라스틱 성형공정: 개방성형(핸드레이업·스프레이업), 폐쇄성형(RTM·매치드 다이), 필라멘트 와인딩, SMC 및 파이버 스피닝의 공정 절차·특징·적용 제품 비교 정리 |
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[42강] 폴리머와 강화플라스틱의 가공, 신속조형기술과 신속금형기술 (3)
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플라스틱 가공법과 성형공정 핵심 정리
• 플라스틱 가공 체계: 1차 성형(압출·사출·블로우·압축·전이 등 중간제 제조)과 2차 성형(열성형·냉간·고상성형·탄성중합체 가공 등 최종 제품 제조)으로 구분되는 플라스틱 성형 공정 체계 정리 • 주요 1차 성형 공정: 압출·필름 분출, 사출성형·RIM, 블로우 성형, 압축성형, 전이성형의 재료 유형(열가소성/열경화성), 성형 메커니즘, 형상 특성(중공·실체·복잡 형상) 및 금형·공정 구조 비교 • 주요 2차·복합 공정: 열성형, 적층성형, 플라스틱 용접의 판재·필름·기재 적층·융착 원리와 진공·압력·열·초음파·고주파 등 접합 방식, 대표 용도 및 공정 선택 기준(형상, 생산성, 기계적 성능) 정리 |
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[43강] 폴리머와 강화플라스틱의 가공, 신속조형기술과 신속금형기술 (4)
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폴리머 가공, RP 공정, 플라스틱 성형 및 재료 특성 정리
• RP 및 Rapid Tooling: CAD 기반 적층 제조로 시제품·금형을 신속 제작하며, SL·SGC·SLS·3D Printing·LOM·FDM 등 공정 유형별 원리·재료·정밀도 특성 및 반전 횟수에 따른 내구성·비용·정밀도 변화를 통해 설계평가·기능시험·제조공정용 모델에 적용 • 플라스틱 재료 및 설계: 열가소성/열경화성 수지를 구조·재가공 가능성·내열·내화학성으로 구분하고, 폴리스티렌·아크릴·ABS·페놀·멜라민·실리콘 등 대표 수지의 성질·용도와 뒤틀림·냉각수축·sink mark·die swell을 고려한 두께 균일화·리브·다이 형상 보정 설계 정리 • 플라스틱 성형가공 및 경제성: 사출·압출·압축·이송·블로·주조·적층 성형의 원리·적용 제품·재료 적합성·장단점과 생산량·금형비·단가 곡선 관계를 기준으로 공정 선택 및 대량생산용 최적 공정 결정 기준 정리 |
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| 12장. 분말금속, 세라믹, 유리, 초전도체의 성질과 가공법 | ||
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[44강] 분말금속, 세라믹, 유리, 초전도체의 성질과 가공법 (1)
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분말야금과 금속분말 성형·소결·경제성 핵심 정리
• 분말야금 공정 및 분말 특성: 분말제조·혼합·배합·압축/사출성형·소결·이차가공으로 구성되며, 금속·세라믹 분말의 입도·모양·유동성·압축성·소결성을 제어해 고융점·복합·다공성 재료를 형성함 • 성형·소결 메커니즘과 후처리: 압축성형·분말압연·고온가압·압출·분말사출·쾌속조형으로 그린체를 만들고, 용융점 이하 확산소결로 치밀화·강도 향상 후 사이징·코이닝·침윤·용침·열처리·표면처리로 치수정밀도·기계·기능 특성을 완성함 • 설계·경제성 및 유니크 포인트: 단순·균일 형상, 탈형성, 공차, 기공 활용을 고려해 부품을 설계하고, 대량생산 시 재료손실·후가공을 최소화하여 경제성을 확보하며, 고온재료 가공·복합재료·다공체·금속-비금속 복합체 등 분말야금 고유 기능을 활용함 |
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[45강] 분말금속, 세라믹, 유리, 초전도체의 성질과 가공법 (2)
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세라믹, 유리, 초전도체의 구조·성질·가공 및 복합재 개요
• 세라믹·유리 재료 개념: 비금속 무기재료·비정질 세라믹의 구조·결합·열·기계·전기적 특성과 고전 세라믹·파인 세라믹·각종 유리 조성·분류 및 대표 소자·용도 체계 정리 • 공정·가공 기술: 세라믹 분말 제조(고상·습식·기상), 성형·건조·소성·마무리(연삭 등)와 유리 Pressing·Blowing·Float 공법, 세라믹·유리 설계 시 취성·결함·열팽창·조립 설계 기준 정리 • 응용 재료·확장 개념: 그래파이트·다이아몬드 특성, 금속모재·세라믹모재 복합재(MMC·CMC)의 강화 메커니즘·용도, 저온·고온 초전도체 종류와 분말야금·선재 공정 및 소결·함침·침투·밀도-물성 관계 정리 |
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| 13장. 접합과 이음 | ||
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[46강] 접합과 이음 (1)
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접합과 이음, 용접법(산소용접·아크용접) 핵심 정리
• 접합·이음 및 용접 분류: 용융용접·고상용접·납접·기계적 이음의 개념과 계면 상태(액/액·고/고·액/고), 장단점·잔류응력·변형·합금층·부식 특성, 재료별 용접성(강·주철·동·Al) 및 용접 이음 형식·용접기호 체계 정리 • 산소용접 공정: 산소-아세틸렌 화염의 연소 원리·화염 종류와 조성, 가스·장치(토치·봄베·압력조정기·팁)·용접봉·플럭스 구성과 기능, 가접·운봉법·두께별 시공 절차 및 적용 재료·장단점 구조화 • 아크용접 공정: 아크 플라즈마와 부하특성, 직류·교류 아크용접기와 정·역극성의 발열·용입 특성, 용·비용극식 아크용접 구분, 피복제 기능·운봉법·용접자세, 용접부 조직과 열영향부(HAZ)의 경도·마르텐사이트·취성 특성 정리 |
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[47강] 접합과 이음 (2)
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고에너지 빔·저항·특수용접 및 용접부 결함과 검사 정리
• 용접공정·접합법: 고에너지 빔(전자빔·레이저빔), 저항용접(스폿·심·프로젝션·업셋·플래시), 특수 아크·서브머지드·일렉트로슬래그·스터드·마찰·초음파·냉간압접·폭발·확산용접 및 납접·기계적 이음·플라스틱 용접의 원리·적용 재료·두께·특징 비교 • 용접부 결함·검사: 치수·구조·성질 결함과 균열·기공·개재물·언더컷·오버랩·용입·융합 불량·크레이터·스패터·조직결함 분류, 파괴시험(인장·굽힘·경도·충격·피로)과 비파괴검사(외관·UT·RT·PT·MT·ET·누설·음향)의 기능·적용 대상 정리 • 열영향부·경제성: HAZ 구조·경도·인성 분포와 예열·후열·풀림처리에 의한 잔류응력·취성 저감, 용접법별 경제성·자동화성, 기체 상태방정식을 이용한 가스 소비 계산 및 심용접·가접 목적 등 예제 풀이 포인트 정리 |
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| 14장. 미소전자기계기구와 나노가공 | ||
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[48강] 미소전자기계기구와 나노가공 (1)
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미소전자기계기구와 나노가공 입문: 반도체·웨이퍼·포토·산화 개념정리
• 미소가공·MEMS·클린룸: 미소가공·MEMS 정의와 응용, 반도체 8대 공정 흐름(웨이퍼→산화→포토→식각→박막→금속배선→EDS→패키징) 및 클린룸 청정도(Class, 입자 기준·비용·사람 오염원) 구조 정리 • 실리콘 재료·웨이퍼·산화막: 실리콘 결정구조·밀러지수·웨이퍼 배위와 플랫 규격, 잉곳 성장·절단·연마·세척으로 이어지는 웨이퍼 공정과 칩 구성요소, 산화공정(건식·습식)과 SiO₂ 보호막·절연막·확산 방지막 기능 체계화 • 포토·마스크·증착·미세화: 마스크 설계·제작과 포토 리소그래피(감광액 도포→노광→현상) 절차, PVD·CVD·플라즈마 CVD 증착법의 원리·장단점 비교, 선폭·광원 파장(EUV)·3D 집적과 집적도 향상 원리 정리 |
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[49강] 미소전자기계기구와 나노가공 (2)
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미소전자기계기구와 나노가공 공정 핵심 정리
• 반도체 후공정 공정 흐름: 리소그래피 이후 식각(습식/건식), 도핑(확산·이온주입), 금속배선·CMP, 와이어본딩, 패키징(DIP·세라믹·SMT·BGA), 칩 수율·EDS·Burn-In·최종 전기적 시험 공정의 목적·특징·재료 정리 • 미세전자 패키징 및 PCB·미세가공: 칩 패키징 순서와 와이어본딩, PCB(단면·양면·다층) 구조와 비아·스루홀·SMT 패드, 마이크로 드릴·레이저를 이용한 고정밀 미세구멍 가공 요구사항 및 공정 특성 정리 • MEMS·LIGA·고상자유형·메조·나노가공: MEMS의 부피미소가공·표면미소가공 구조 및 이방성 식각·희생층 개념, LIGA(X선 리소그래피·전기도금·성형)의 고종횡비 구조 형성, 미소 스테레오리소그래피 기반 고상자유형 제조와 메조·나노가공 영역 정의 및 대표 응용(센서·기어·CNT 등) 정리 |
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| 15장. 가공자동화 | ||
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[50강] 가공자동화 (1)
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가공자동화 개념·NC 및 적응제어·물류·로봇 정리
• 가공자동화·생산시스템: 자동화·CIM·FA·생력화 개념과 생산방식(만능·전용공작기계), 유공압 장치·치공구·소재 자동공급·유연조립라인을 통한 공정 통합·고효율 생산 구조 정리 • NC·CNC·적응제어: NC/CNC 제어목적(위치·윤곽), Open/Semi/Closed/Hybrid 제어방식, 좌표계·제어축, G·M·S·T·F 코드와 서보기구, 적응제어 원리·측정변수·Smart Tool Holder 적용을 통한 실시간 가공조건 최적화 정리 • 물류·운반·로봇: Material Handling 정의·비용·운반기기와 정지점간/가변반송 방식, 물류 로봇 좌표계 유형, 산업용 로봇 정의·구성요소·FMS와 관계, 반송·도장·용접·가공·조립용 로봇의 기능 및 적용 분야 정리 |
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[51강] 가공자동화 (2)
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센서 기술과 유연고정구, 자동조립 및 설계·경제성 고려사항 요약
• 센서 및 센서 시스템: 역학·복사·열·자기·화학·전기 에너지 감지·전기신호 변환, 정·동특성·잡음·분해능·출력 임피던스 특성, 마이크로·MEMS·집적화·스마트 센서와 자동차·공장 자동화 응용 • 유연고정구·모듈러 치공구 및 고정구 설계: 다품종 소량생산 대응 유연고정구·모듈러 시스템 구조와 적용, 클램핑력·정밀도·칩 배출·표준 부품·공차 비율 등을 고려한 자동화용 고정구 설계 기준 • 조립·분해·서비스 보장 설계와 자동화 경제성: 수동·고속 자동·연속 조립 시스템 구조, DFA·DFD·DFS 설계 원칙, 공작실·라인 생산 비교와 선택적 자동화를 통한 생산성·유연성·단가 최적화 기준 |
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| 16장. 컴퓨터 통합가공시스템 | ||
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[52강] 컴퓨터 통합가공시스템
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컴퓨터 통합가공시스템 개념과 구성, 생산방식 및 정보통신·AI 정리
• 컴퓨터 통합가공시스템(CIM)·CAD/CAE/CAM·CAPP/MRP/ERP·가공공정 시뮬레이션: 설계–공정계획–제조–품질–경영 정보를 통합해 제품수명주기 단축, 품질·자원활용·공정제어 성능을 향상시키는 통합 생산시스템 구조 정리 • 그룹 테크놀로지(GT)·셀 단위가공(FMC)·유연가공시스템(FMS)·홀론 생산방식·JIT·고효율생산방식: 부품 유사성 기반 분류·코딩, 셀·FMS·홀론 구조 설계, 적시생산과 낭비 제거를 통한 유연·고효율 생산 흐름 구축 원리 정리 • 가공정보 통신망·인공지능(AI) 기반 생산시스템: LAN/WAN/무선망·MAP 등 통신 인프라와 전문가시스템·자연어처리·기계비전·신경망·퍼지 논리를 이용해 공장 데이터 수집·의사결정·공정제어·검사 자동화를 구현하는 지능형 제조시스템 구성 정리 |
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| 17장. 제품설계와 가공의 경쟁력 | ||
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[53강] 제품설계와 가공의 경쟁력
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제품설계와 가공 경쟁력: 강건설계·품질·공정·비용 핵심정리
• 강건설계·품질경영·다구치 품질공학: 사용환경·노이즈 변화에도 기능을 유지하는 강건설계, TQC·ISO·신뢰성공학·ZD를 포함한 현대적 품질경영, 다구치 손실함수·S/N비 기반 목표값 중심 품질설계·공정설계를 통해 품질향상과 비용절감을 동시에 달성하는 체계 • 재료선택·재료대체·수명주기공학·공정능력: 기계·물리·화학적 성질과 가공성·공급안정성·스크랩률·단위부피당 가격을 고려한 재료선택 및 비강도·비강성 향상을 위한 재료대체, 라이프사이클·지속가능가공 관점의 설계, 공차·표면정도·생산량·리드타임·공정강건성을 반영한 공정능력 관리 • 가공법 선택·가공비용 구조와 절감: 재료·형상·정밀도·생산량·환경영향을 종합한 가공법 선택, 재료비·공구비·고정비·자본비·인건비로 구성된 가공비용 구조 분석, 공차·표면정도 완화·설계단순화·재료·공정 대체·자동화 투자와 ROI 평가를 통한 전수명주기 비용최소화 전략 |
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| 18장. 기타 제조법 | ||
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[54강] 기타 제조법
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기계공작법 제18장 기타 제조법·정밀측정·원가산정 핵심 정리
• 스마트 팩토리·Industry 4.0·IoT·RFID·딥러닝·빅데이터: 제조현장의 정보 집적·연결·예측 유지보수·스마트 물류·공정·품질·자원 최적화를 구현하는 사이버 물리 시스템·스마트 매뉴팩처링 기술 체계 • 광 간섭 기반 정밀·초정밀 측정(WSI, PSI): 간섭·가간섭성을 이용해 파장/2 분해능으로 3차원 형상·나노 단차를 비접촉 측정하는 광응용 나노측정 기술 • 원가 구조·관련원가·기계공작법 의의: 제조원가·비제조원가·직접·간접·변동·고정·관련원가 개념을 통해 생산·외주·가격결정 의사결정을 지원하고, 재료–설계–가공–원가–품질을 통합 이해하는 공정 중심 기초 학문 체계 |
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임노빈 교수님
기계공작법
