정밀기계 / 생산공학과

컴퓨터지원제조

Computer-Aided Manufacturing (CAM)

CAD로 설계한 3차원 형상 데이터를 소프트웨어가 분석해, 공구가 어떤 경로로 얼마나 깊이 얼마나 빠르게 이동해야 그 형상이 만들어지는지를 자동으로 계산해 공작기계용 명령어(G코드)로 변환하는 기술. 사람이 수천 줄의 좌표를 손으로 계산할 필요를 없애줌.

ex) 자동차 금형처럼 복잡한 3차원 곡면을 CNC 밀링머신으로 자동 가공하도록 프로그래밍하는 것.

정밀가공학

Precision Machining

공작기계의 열변형, 진동, 공구 마모 등 미세한 오차 요인까지 통제해 마이크로미터(㎛), 나노미터급의 형상 정밀도로 부품을 가공하는 기술. 온도가 1도만 변해도 금속이 미세하게 팽창해 오차가 생기므로 항온 클린룸에서 작업하는 경우가 많음.

ex) 반도체 노광장비 렌즈처럼 원자 수준의 표면 정밀도가 요구되는 부품 가공.

스마트팩토리 공정제어

Smart Factory Process Control

생산 라인 곳곳에 부착한 센서로 실시간 데이터를 수집해 PLC나 산업용 AI가 미리 정의된 로직에 따라 설비를 자동 조정하고, 불량 징후를 사전에 예측해 정지시키는 자동화 시스템.

ex) 반도체 공장이 웨이퍼 이상 신호를 실시간 감지해 불량 발생 전에 공정을 자동 조정하는 것.

나노정밀측정

Nano-Precision Metrology

레이저 간섭계, 원자현미경(AFM) 등을 이용해 나노미터 단위의 미세한 치수·형상·표면 거칠기까지 정확하게 측정하는 계측 기술. 아무리 정밀하게 가공해도 이를 검증할 계측 기술이 없으면 정밀 가공 자체가 무의미해짐.

ex) 반도체 웨이퍼 표면의 원자 몇 개 수준 요철을 측정해 공정 이상을 검출하는 것.

AI 기반 예지보전

AI-Based Predictive Maintenance

설비가 완전히 고장 난 뒤에 고치는 사후 정비나, 일정 주기마다 무조건 부품을 교체하는 예방 정비 대신, 진동·온도·전류 센서 데이터의 미세한 패턴 변화를 머신러닝 모델이 학습해 실제 고장이 나기 며칠~몇 주 전에 이상 징후를 미리 예측하고 정비 시점을 알려주는 기법. 불필요한 조기 교체 비용과 갑작스러운 정지로 인한 손실을 동시에 줄일 수 있음.

ex) 공작기계의 베어링 진동 패턴 변화를 AI가 감지해 마모로 인한 고장을 사전에 경고하는 것.

가공 채터(자려진동)

Machining Chatter (Self-Excited Vibration)

절삭 공구가 재료를 깎는 과정에서 절삭력이 공구·공작물의 미세한 진동을 유발하고, 그 진동이 다시 다음 절삭력을 변화시켜 진동을 스스로 키우는 불안정한 자려진동. 채터가 발생하면 가공면에 물결 무늬 흔적이 남고 공구 수명도 급격히 줄어드는데, 절삭 속도·공구 강성을 조정해 이 불안정 영역(안정성 로브)을 피하는 게 고속가공 설계의 핵심 과제.

ex) 가공 중 갑자기 날카로운 소음과 함께 표면이 거칠어지는 채터 현상을 피해 절삭 조건을 최적화하는 것.

디지털 트윈

Digital Twin

실제 생산 설비나 공정을 컴퓨터 안에 실시간으로 동기화된 가상 모델로 그대로 복제해, 실제 설비를 멈추거나 위험을 감수하지 않고도 가상 모델에서 미리 공정 변경을 시뮬레이션하고 결과를 예측해볼 수 있게 하는 기술. 센서 데이터를 실시간으로 반영해 가상 모델이 실제 설비와 계속 일치하도록 유지하는 게 핵심.

ex) 실제 공장 라인을 세우지 않고도 디지털 트윈에서 새 생산 방식을 먼저 시뮬레이션해 문제를 사전에 발견하는 것.